前列腺癌是一种最常见的男性恶性肿瘤,其死亡率在男性恶性肿瘤中高居第二位。中国男性的前列腺癌发病率虽低于西方一些国家,但是最近几年来由于环境等因素的变化,使得前列腺癌的发病率也在不断增加。前列腺癌的发生发展过程主要依靠雄激素受体,因此,雄激素去势疗法成为手术疗法和放射治疗之外的第三种标准治疗法。但是前列腺癌患者接受18-24个月的雄激素去势治疗后,大部分患者对雄激素去势治疗不再有效,而转变为激素难治性前列腺癌(Hormone Refractory Prostate Cancer,HRPC),且容易发生骨转移,使治疗变得更加困难,死亡率也大大增加。因此对于HRPC转化机制的研究成为国内外前列腺癌治疗的研究热点。但是前列腺癌激素耐药的转化过程涉及的因素很多,目前已经发现的大量与前列腺癌产生耐药性相关的基因及信号通路都不能充分说明其耐药机制,需要进一步深入研究。此外,大部分HRPC的研究都以DU145、PC3等激素难治性细胞为模型,因其不表达内源性雄激素受体不能完全模拟临床HRPC的转化过程,因此,得到的信息是非常有限和不完整的,HRPC的形成机理尚不明确。本研究选择了具有人前列腺癌功能分化特征的,并有较强的雄激素依赖性的LNCa P细胞系,通过去雄激素的培养环境诱导建立雄激素抵抗性细胞模型LNCa P-HR,从而模拟临床上前列腺癌在接受激素去势治疗后转变为激素难治性前列腺癌的过程,以便用来探究HRPC转变过程中的细胞学和分子生物学相关机制。首先,利用基因芯片技术对LNCa P和LNCa P-HR细胞模型进行全基因表达谱的比较分析,结果得到表达上调基因20个,下调基因206个。对差异表达基因的功能进行归类分析,结果显示上调的基因主要涉及细胞内部基因调控、表达、代谢、可变剪切等功能,而表达下调的基因主要与膜蛋白、跨膜蛋白、离子结合、细胞间信号传导及基因表达调控等功能相关。结合生物学过程、差异表达基因的功能及已发表的文献,分析可能的信号通路,为探究HRPC的发生机制提供方向。根据基因芯片生物信息学分析结果,对PI3K/AKT途径、MAPK/ERK、MAPK/P38等信号通路关键蛋白进行检测,western blot结果显示,与LNCa P相比,LNCa P-HR的AKT下游的NF-κB蛋白表达升高,但AKT和P-AKT蛋白的表达均无显著变化,提示NF-κB可能是激素耐药相关信号通路中的关键位点,但它的激活不是通过PI3K/AKT信号通路实现的,可能通过其他的信号通路激活。MAPK信号通路关键蛋白的western blot结果显示,LNCa P-HR与LNCa P相比,ERK、P-ERK蛋白表达均无明显的变化,而P38、P-P38表达显著增高,提示MAPK/ERK信号通路在HRPC转化过程中没有发挥功能,而MAPK/p38信号通路在LNCa P转变为LNCa P-HR过程中则可能具有重要作用。以LNCa P和LNCa P-HR细胞作为激素依赖和激素难治性前列腺癌模型,对多种小分子抑制剂和天然产物进行筛选,发现番茄红素(Lycopene)作为一种天然的类胡萝卜素,能够明显的抑制前列腺癌细胞尤其是激素难治性细胞的增殖。细胞增殖实验结果显示,80μmol/L的番茄红素能有效抑制LNCa P细胞增殖,而40μmol/L的番茄红素就能有效抑制LNCa P-HR细胞,提示番茄红素能够更有效的抑制激素难治性前列腺癌细胞生长。进一步探究番茄红素发挥此作用的相关信号通路,结果显示番茄红素可以上调LNCa P和LNCa P-HR细胞P38、P-P38的表达,但对ERK、AKT、NF-κB的表达无明显作用,提示番茄红素可能通过MAPK/p38信号途径发挥抑瘤作用,该现象与前述HRPC转化的可能信号通路相符合。有研究报道MAPK/P38信号通路在卵巢癌、乳腺癌耐药机制中发挥了重要的作用,但在前列腺癌的耐药机制中尚无报道。本研究结果为HRPC机制的研究及HRPC的治疗提供了新的方向。