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研究背景：前列腺癌(Prostate Cancer,PCa)是老年男性中最常见的恶性肿瘤之一。在世界范围内,就发病率而言,前列腺癌一直处于较高水平,在所有男性恶性肿瘤中排第二位,仅排在肺癌之后,其致死率排第六位。在我国,由于老年人口增多,饮食习惯改善及生活水平提高,前列腺癌的发病率逐年升高。在发达国家中,前列腺癌占男性癌症死因的第二位。就五年生存率而言,局限性前列腺癌可达100%,但是进展期前列腺癌仅为31%。对于早期未发生转移前列腺癌患者,大多数可通过行前列腺癌根治术得到很好的治疗,对于进展期前列腺癌,目前主要的治疗方法是雄激素阻断疗法(androgem-deprivation therapy,ADT),但是接受雄激素去势治疗的患者早期敏感,多数会在中位期左右演变为去势治疗无效前列腺癌(Castration-Resistant Prostate Cancer, CRPC),最终导致难以治愈。CRPC患者的生存期很少超过十八个月。因此,进一步阐明CRPC形成机制,研究CRPC的有效治疗方案是一个极具挑战性的课题。目前的研究表明,CRPC的形成可能和前列腺癌中存在肿瘤干细胞(Cancer Stem Cells, CSC)有关。很多学者认为,肿瘤组织中存在两种细胞,即CSC和终末分化的成熟肿瘤细胞,终末分化的成熟肿瘤细胞又被称为非成瘤细胞,占肿瘤细胞总数的绝大部分,但增殖能力有限,在维持肿瘤的体积等方面发挥着重要作用,体外实验很难发展成为新的肿瘤。肿瘤复发和转移的根本原因就是肿瘤组织中CSC的存在。CSC通过激活抗凋亡途径、增加膜转运蛋白、增强DNA修复等方式免于被杀伤,以此来逃避放化疗等肿瘤治疗方案,为肿瘤复发和转移留下隐患。在抗肿瘤治疗结束后,CSC可以分化为非成瘤细胞并增殖形成新的肿瘤。转化生长因子-β1 (transforming growth factor-β1, TGF-β1)属于TGF-β超家族,是一类细胞因子,具有调节细胞生长和分化等多种功能。TGF-β1在肿瘤侵袭和转移过程中发挥重要的作用。TGF-β1既在胚胎干细胞中发挥重要作用,参与自我更新能力的维持和多向分化,也在成体干细胞的分化过程中扮演重要角色,并在其他多种干细胞的维持和分化中有着不可替代的作用。TGF-β1信号通路参与上皮-间充质转化(epithelial-mesenchymal transition,EMT)的重要过程,而EMT过程与肿瘤恶性程度呈正相关。研究目的：通过体外实验研究TGF-β1对前列腺癌DU145细胞系的影响,使用流式细胞仪检测不同浓度TGF-β1作用后前列腺癌DU145细胞系肿瘤干细胞表型CD133的表达率,MTT法检测不同浓度TGF-β1对前列腺癌DU145细胞系增殖、侵袭、迁移的影响,并通过western blot及qRT-PCR检测相关蛋白及基因表达量的变化,初步探讨其相关机制。研究方法：1、利用MTT法检测不同浓度TGF-β1干预前后前列腺癌DU145细胞增殖能力的变化。2、利用Transwell小室检测不同浓度TGF-β干预前后对前列腺癌DU145细胞系迁移及侵袭能力的影响。3、使用流式细胞仪检测TGF-β1对前列腺癌DU145细胞系肿瘤干细胞标记物CD133表达的影响。4、采用qRT-PCR方法测定TGF-β1对前列腺癌DU145细胞系Wnt/β-catenin信号通路、肿瘤耐药基因ABCG2、肿瘤干细胞相关基因Sox2在转录水平的影响。5、采用western-blot方法测定不同浓度TGF-β1干预前后前列腺癌DU145细胞系Wnt/β-catenin信号通路、肿瘤耐药基因ABCG2、肿瘤干细胞相关基因Sox2在翻译水平的变化。实验结果：1、MTT法描绘生长曲线提示TGF-β可以抑制前列腺癌DU145细胞系的增殖,TGF-β1的浓度从2.5ng/ml升高到10ng/ml的过程时,随着TGF-β1浓度的升高,DU145细胞系的生长曲线下移,增殖能力下降。2、TGF-β能够促进前列腺癌DU145细胞系的迁移和侵袭能力,并且随着TGF-β1的浓度的升高,前列腺癌DU145细胞系的迁移和侵袭能力增强,且呈正相关。3.流式细胞仪检测肿瘤干细胞表面标志物CD133提示TGF-β1能够促进CD133的表达,并且CD133的表达率随着TGF-β1浓度的升高而升高。4、qRT-PCR结果提示,TGF-β1浓度在2.5ng/ml时即能明显抑制β-catenin基因的表达,其作用不随浓度而变化；同时TGF-β1能够促进ABCG2及Sox2基因的表达,并且作用随着浓度的升高逐渐增强。5、western-blot结果显示TGF-β1浓度在2.5ng/ml时就能抑制β-catenin蛋白的表达,差异有统计学意义(P<0.05),并且随着TGF-β1浓度的升高,其抑制作用随之增强,但是差异没有统计学意义(P>0.05)。TGF-β1能够促进ABCG2及Sox2蛋白的表达,其浓度在2.5ng/ml时差异即开始有统计学意义(P<0.05)。结论：TGF-β1能够抑制前列腺癌DU145细胞系的增殖能力,减弱Wnt/β-catenin信号通路的功能,同时促进肿瘤耐药蛋白ABCG2及干细胞相关基因Sox2的表达,并使肿瘤干细胞表面标志物CD133的表达增强,促进其迁移及侵袭能力。总之,TGF-β1通过作用于Wnt/p-catenin信号通路及增加耐药蛋白ABCG2的表达,使肿瘤细胞增殖能力减弱,但是增强其干细胞能力,导致肿瘤难以根治,容易复发和转移。