第一部分宿主缺失CCL2或CCR2基因对前列腺癌骨转移的影响宿主骨微环境和前列腺癌细胞之间的相互作用增加骨髓微环境细胞和前列腺癌细胞表达和分泌一些重要细胞因子、趋化因子及粘附分子,促进前列腺癌骨转移。CCL2不仅由前列腺癌细胞分泌,而且骨微环境中的细胞也可大量产生。之前的研究主要探讨肿瘤来源的CCL2对肿瘤生长、转移的影响和机制,而对于宿主来源的CCL2或者CCR2在前列腺癌骨转移中的研究较少,且分子机制不清楚。本课题首先构建了特异性前列腺癌骨转移动物模型,为研究宿主来源的CCL2在其中的作用和分子机制打下了坚实的基础。我们利用CCL2和CCR2敲除小鼠,通过左心室注射前列腺癌特异性骨转移细胞,实时监测肿瘤细胞转移情况,研究CCL2/CCR2对前列腺癌骨转移的影响。结果显示宿主缺失CCL2基因能显著减缓前列腺癌细胞骨转移的发生,减慢肿瘤细胞在骨内增殖速度,显著延长小鼠的存活时间以及减小股骨的溶骨性损伤;而宿主缺失CCR2却显示增加前列腺癌骨转移,缩短小鼠存活时间。第二部分宿主缺失CCL2减少前列腺癌骨转移的机制探讨肿瘤细胞在骨髓中定植需要经过多个步骤,包括血管的生成,局部侵袭和转移,脱离原发灶进入血管,然后从血管溢出,在骨髓中适应,存活和定植。肿瘤细胞来源的CCL2能够结合CCR2促进肿瘤增殖和血管生成,以及招募间质细胞利于肿瘤转移。本课题主要研究宿主来源的CCL2在前列腺癌骨转移中的作用,试图从不同方面阐述其对前列腺癌骨转移影响的机制。基于前期构建的前列腺癌骨转移模型,我们首先将WT鼠或CCL2 KO鼠中分离出的骨转移细胞,以及亲本细胞进行RNA-Seq;其次,比较来源于CCL2 KO鼠和WT鼠的骨转移细胞表达差异,找到与宿主CCL2相关的基因改变以及通路改变,试图找到一条信号通路阐明CCL2 KO抑制前列腺癌骨转移的分子机制;再次,通过流式细胞仪检测骨微环境中MDSC的数量变化;最后,在体内和体外,观察宿主来源的CCL2引起的骨吸收和骨形成的变化机制。结果显示:(1)我们鉴定了前列腺癌骨转移细胞的生物行为学特性;(2)通过分析CCL2 KO鼠和WT鼠的骨转移细胞表达差异,经过聚类分析和KEGG通路富集,我们鉴定了细胞周期蛋白CCND2与CCL2的关系,定量逆转录聚合酶连锁反应(Quantitative real-time-PCR,qRT-PCR)也证实了CCL2 KO鼠分离的骨转移细胞CCND2基因明显比WT鼠的表达低,CCL2 KO鼠分离的骨转移细胞相较与亲本细胞增殖能力也降低;(3)宿主缺失CCL2基因减少了前列腺癌骨转移微环境中MDSC的产生,也减少了前列腺癌的溶骨性损伤,包括减少股骨TRAP阳性细胞数和PCNA阳性细胞数,增加骨密度等;(4)体外证实了肿瘤细胞条件培养基处理敲除CCL2基因的破骨细胞分化能力减弱,qRT-PCR检测发现破骨细胞的分化标志物NFATc1的表达也显著降低。第三部分前列腺癌潜在转移标志物的筛选前列腺癌在美国是男性发病率最高的恶性肿瘤。大多数前列腺癌确诊时已是肿瘤晚期或已发生转移。骨骼是前列腺癌最常见的转移部位,骨转移是导致高死亡率的最主要原因。本部分我们通过两种方法筛选前列腺癌转移相关的生物标志物。首先,将亲本细胞和骨转移细胞进行RNA-Seq,通过差异基因筛选富集分析,找到可能引起特异性前列腺癌骨转移的生物标志物。其次,使用Oncomine,cBioPortal和TCGA公共数据库筛选前列腺癌与癌旁组织的差异基因,并调查差异基因与临床病理参数之间潜在的相关性并用于估计疾病的进程和预后。我们发现C10orf116拷贝数缺失有助于我们评估PCa侵袭转移能力和判断预后。结论1.宿主缺失CCL2能减缓前列腺癌细胞在骨内的生长,而宿主缺失CCR2却显示增加前列腺癌骨转移,缩短小鼠存活时间。2.宿主缺失CCL2基因可通过抑制MDSC细胞招募到肿瘤微环境,从而促进免疫应答来抑制肿瘤细胞在骨内的生长和定植。3.宿主缺失CCL2基因引起破骨细胞分化障碍,从而抑制前列腺癌的溶骨性损伤。4.通过分析RNA-Seq数据,我们筛选出一些可能与前列腺癌骨转移相关的生物标志物并进行了初步鉴定,后续的功能实验尚在进行中。5.通过挖掘公共数据库数据发现C10orf116拷贝数缺失可作为一个预测指标,有助于评估前列腺癌侵袭转移能力和判断预后。