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目的:骨肉瘤(Osteosarcoma,OS)是最常见的原发性恶性骨肿瘤,多见于青少年,每年每百万人发病3-4例,其恶性程度高、侵袭性强、复发转移率高,严重影响青少年的健康,但其发病机制仍然不清楚。NDN(Necdin)属于黑色素瘤抗原(MAGE)家族,由60多个基因构成共享高度保守的MAGE同源结构域(MHD)。最近几年的研究显示其在卵巢癌、乳腺癌和黑色素瘤的组织和细胞系中低表达,过表达NDN可以抑制肿瘤生长,提示NDN是一种新的抑癌基因。本研究的目的:观察NDN基因在骨肉瘤细胞系和骨肉瘤组织中的表达情况;以及其在体内、体外实验中对骨肉瘤细胞生物学行为的影响;初步探索NDN在抑制骨肉瘤发生发展过程中的分子机制。方法:使用免疫组织化学染色方法探究NDN基因在骨肉瘤组织中的表达情况、及其临床意义。利用慢病毒转染技术,使骨肉瘤细胞Saos2和U2OS中高表达NDN。使用Transwell小室法检测不同组别骨肉瘤细胞的侵袭能力、细胞划痕实验检测迁移能力、流式细胞仪检测细胞凋亡、实时无标记细胞分析系统(RTCA)检测细胞增殖情况。构建裸鼠异体移植瘤模型,绘制肿瘤生长曲线、测量瘤体重量。HE染色观察NDN对骨肉瘤裸鼠模型肺转移的影响。对裸鼠瘤体进行TUNEL染色和免疫组化ki67染色。使用q RT-PCR、Western blot检测不同组别骨肉瘤细胞以及裸鼠瘤体中NDN、c-myc、MMP2、MMP13的变化情况。挽救实验阐明NDN与c-myc之间的关系。取对数生长期的Saos2细胞,高表达NDN的Saos2细胞,对照组的Saos2细胞进行转录组测序,寻找差异表达基因,以及可能发挥生物学功能的信号通路。使用Western blot检测技术对信号通路中的关键蛋白进行验证。结果:1.组织NDN免疫组化染色阳性率骨肉瘤组织为29.4%(15/51),而瘤旁正常骨组为80%(8/10),差异有统计学意义(P<0.05)。Kaplan-Meier生存期及对数等级比较表明,不同Ennecking分期、是否肺转移、不同肿瘤大小、是否NDN阳性的患者平均生存时间的差异均有统计学意义(P<0.05)。Cox分析表明,Ennecking分期(III期)(HR=1.530)、肺转移(HR=4.662)、肿瘤大小(≥5cm)(HR=3.398)是生存的危险因素,而NDN阳性(HR=0.207)是生存的保护性因素(P<0.05)。2.NDN在骨肉瘤细胞Saos2和U2OS中较正常软骨细胞C28中表达量降低(***P<0.001,n=3),在骨肉瘤组织中较瘤旁骨组织中表达量降低(***P<0.001,n(骨肉瘤)=6,n(瘤旁骨组织)=3)。过表达NDN的Saos2和U2OS的RTCA曲线明显低于对照组(***P<0.001);早期凋亡的细胞也明显增多(**P<0.01,n=3);划痕实验中过表达NDN组的细胞迁移速度减慢(*P<0.05,**P<0.01,ns(not significant),n=3);Transwell实验中高表达NDN组穿过小室的细胞明显减少(*P<0.05,**P<0.01,n=3)。高表达NDN组裸鼠瘤体的重量、体积均减小,肺转移瘤巢减少(*P<0.05,**P<0.01,***P<0.001,n=6)。ki67染色显示,高表达NDN组的裸鼠瘤体的染色减弱(**P<0.01,n=3)。TUNEL染色结果显示,高表达NDN组裸鼠瘤体的染色增强(***P<0.001,n=3)。3.c-myc在骨肉瘤细胞Saos2和U2OS中较正常软骨细胞C28中表达增高(*P<0.05,**P<0.01,***P<0.001,n=3),在骨肉瘤组织中较瘤旁骨组织中表达增高(***P<0.001,n(骨肉瘤)=6,n(瘤旁骨组织)=3)。在骨肉瘤细胞Saos2和U2OS中敲低c-myc表达可以降低MMP2和MMP13的m RNA和蛋白表达(*P<0.05,**P<0.01,***P<0.001,n=3);过表达NDN可以抑制c-myc、MMP2和MMP13的m RNA和蛋白表达(*P<0.05,**P<0.01,***P<0.001,n=3)。上调c-Myc可以挽救NDN过表达导致的骨肉瘤细胞中c-Myc、MMP2和MMP13的蛋白表达下调(*P<0.05,n=3)。裸鼠瘤体中高表达NDN可以抑制c-myc、MMP2和MMP13的m RNA和蛋白表达(*P<0.05,**P<0.01,***P<0.001,n=3)。4.转录组学结果提示NDN与Wnt/β-catenin信号通路相关。该通路中关键蛋白β-catenin表达减低,APC表达增高、GSK3β未见明显变化,β-catenin核蛋白表达减低(*P<0.05,**P<0.01,***P<0.001,n=3)。结论:1.骨肉瘤组织中NDN表达显著低于瘤旁正常骨组织;NDN高表达患者生存率明显高于NDN低表达患者;术前Ennecking分期高、肺转移、肿瘤≥5cm是骨肉瘤患者预后不良的危险因素,NDN阳性表达是保护因素。2.高表达NDN可以抑制骨肉瘤细胞的增殖、侵袭和迁移,促进凋亡;抑制裸鼠瘤体的增殖、肺转移、促进凋亡。3.NDN可以抑制癌基因c-Myc-m RNA和蛋白的表达。4.NDN通过调控Wnt/β-catenin信号通路来抑制c-Myc的表达。