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实体肿瘤存在严重的缺氧微环境,且肿瘤细胞的缺氧可能是恶性肿瘤进展的启动子之一,低氧使癌细胞变得更具侵袭性。目前认为,缺氧诱导因子-1(Hypoxia inducible factor-1, HIF-1)在维持肿瘤细胞对缺氧微环境的自身调节和适应、促进肿瘤细胞浸润和转移机制中起主要作用。HIF-1是主要由两个业单位HIF-1α和HIF-1β组成。HIF-1α是唯一的O2调节亚单位。NDRG1是一种分化调节基因,有研究初步显示NDRGl可能参与了恶性肿瘤的浸润与转移。肿瘤新生血管生成在肿瘤进展起重要作用,本课题采用体外培养结肠腺癌LS174T细胞,构建靶向缺氧诱导因子-1α (HIF-1α)的siRNA表达载体pSilence-2.1-U6-siRNA,采用脂质体将其转染低氧培养LS174T细胞。siRNA从转录水平抑制HIF-1α基因表达。观察低氧对HIF-1α及NDRG1的表达的影响,并运用小干扰RNA技术抑制HIF-1α表达后观察NDRG1的变化,探讨HIF-1α对NDRG1的调节作用；并检测62例人结直肠癌组织中HIF-1α及NDRG1的表达,进一步证实HIF-1对NDRG1的调节作用以及在结直肠癌发生发展中作用及分子机制；本课题主要研究内容：(一)观察低氧对体外培养的LS174T细胞中HIF-1α、NDRG1表达的影响。运用原位杂交技术检测HIF-1α mRNA表达,免疫细胞化学检测HIF-1α、NDRG1蛋白表达,并用图像分析仪测光密度值(OD值)；用蛋白印迹法检测HIF-1α、 NDRG1蛋白表达。原位杂交结果显示：低氧组细胞HIF-1α mRNA表达显著高于常氧组(P<0.05)。免疫细胞染色显示：低氧组LS174T细胞HIF-1α呈强阳性表达,NDRG1呈强阳性表达,而常氧组LS174T则三者均较弱,差异均具显著性。结论：(1)低氧诱导了体外培养的LS174T细胞HIF-1α蛋白表达增高；(2)低氧诱导了体外培养的LS174T细胞NDRG1表达上调。(二)观察结肠癌LS174T细胞HIF-1α表达受抑制后NDRG1的变化。构建质粒pSilence-2.1-U6-siRNA并鉴定,采用阳离子脂质体转染法将其转染LS174T细胞中,低氧培养24h后,运用RT-PCR检测HIF-1α、NDRG1mRNA表达,免疫细胞化学检测HIF-1α、NDRG1蛋白表达。结果显示：siRNA从转录水平抑制了HIF-1α基因表达。同时,NDRG1表达也显著受抑制。免疫细胞化学结果显示,HIF-1α mRNA被抑制后NDRG1表达也显著受抑制。结论：NDRG1可能是HIF-1α的重要调控基因。(三)探讨人结直肠癌组织中HIF-1α表达及其与NDRG1的关系。采用原位杂交技术检测HIF-1αmRNA,应用免疫组织化学方法检测NDRG1蛋白的表达。结直肠癌癌HIF-1αmRNA阳性表达率为67.7%(42/62)。从Dukes A期到DukesC+D期演变过程中HIF-1αmRNA表达阳性率不断增加(P<0.05)。NDRG1的阳性表达与Dukes分期显著相关。HIF-1α与NDRG1呈正相关(P<0.05)。结论：HIF-1α及其调控基因NDRG1的过度表达在结直肠癌癌发展过程中可能起重要作用。(四)研究大肠腺瘤和腺癌组织中与张力蛋白和辅助蛋白同源的磷脂酶基因(PTEN) mRNA、HIF-1α mRNA、NDRG1蛋白的表达及其临床意义。PTENmRNA、 HIF-1α mRNA检测采用原位杂交技术,应用免疫组织化学方法检测NDRG1蛋白的表达。结果HIF-1α mRNA阳性表达为棕黄色杂交颗粒,主要定位于肿瘤组织坏死边缘区域的肿瘤细胞胞浆中。62例大肠腺癌标本中,PTENmRNA、 HIF-1mRNA、NDRG1蛋白阳性表达率分别为51.6%、67.7%、59.7%。18例大肠腺瘤标本中,PTENmRNA、HIF-1mRNA、NDRG1蛋白阳性表达率分别为77.8%、44.4%、33.3%。大肠腺癌NDRG1蛋白阳性表达率显著高于大肠腺瘤(P<0.05),而PTENmRNA则相反。有局部复发、淋巴结转移、肝转移、Dukes分期高的大肠腺癌组织中HIF-1mRNA阳性表达率显著增高,而PTENmRNA表达则相反。HIF-1α与NDRG1呈显著正相关(x2=4.751,P<0.05); HIF-1α mRNA与PTENmRNA呈显著负相关(x2=21.84,P<0.001); HIF-1α mRNA与NDRG1无相关性(x2=2.597,P>0.05)。结论：抑癌基因PTEN的低表达或突变缺失诱导HIF-1α及其靶基因NDRG1的过度表达在大肠腺瘤-腺癌发展过程中起重要作用。