结直肠癌（CRC）是人类常见的恶性肿瘤之一，每年在世界范围内占新发病肿瘤里的第三位。在2008年，全球共有120万人被诊断为结直肠癌，将近608,700人死于该病。目前结直肠癌的治疗主要以手术治疗为主，以化学治疗和放射治疗为辅。虽然结直肠癌在早期诊断、手术方式、放射治疗以及新辅助治疗方面取得一定的进展，但预后仍然较差，特别是晚期结直肠。近些年来，分子靶向治疗正在逐步成为新的模式和发展趋势，为结直肠癌的治疗提供更为有效的手段。因此，探究结直肠癌发生发展的分子机制并确证新的分子靶标，对于提高其早期诊断和寻找有效的治疗策略具有重要意义。人NDRG2是我校生物化学教研室于1999年首先发现并报道的新抑癌候选基因。前期研究结果表明NDRG2在结直肠癌、胃癌、食管癌、前列腺癌等多种肿瘤组织中表达降低，并与患者的不良预后明显相关。NDRG2不仅可以抑制细胞增殖，还可以促进细胞分化。在神经系统，NDRG2随着神经细胞PC12的分化表达逐步增高，而且NDRG2过表达能够促进神经细胞轴突的发育。在结直肠癌中，NDRG2的表达与结直肠癌组织的分化程度密切相关。我们前期利用丁酸钠诱导结肠癌细胞分化发现，随着结肠癌细胞分化的成熟，NDRG2的mRNA水平和蛋白水平逐步增高，提示NDRG2与结肠癌细胞分化关系密切。为深入研究NDRG2在结肠癌发生发展过程中的作用机制，明确其分子信号网络，我们首先构建了NDRG2的过表达和shRNA干涉的慢病毒载体，包装慢病毒，感染结肠癌细胞后，利用载体携带的筛选标记如杀稻瘟菌素或者嘌呤霉素进行稳定细胞株的筛选，得到稳定高表达NDRG2或者低表达NDRG2的细胞系。为明确NDRG2的表达变化对结肠癌细胞增殖的影响，我们利用MTT、EDU检测、平板克隆试验以及裸鼠成瘤试验检测NDRG2高表达的细胞系及其对照细胞系的生长情况及其成瘤情况，结果显示NDRG2过表达后，可明显抑制结肠癌细胞的增殖。体内试验证实NDRG2可抑制结肠癌细胞的瘤体形成和生长。利用流式细胞仪检测细胞周期，发现NDRG2过表达使细胞周期阻滞于G1期。提示NDRG2可能通过细胞周期阻滞来抑制结肠癌细胞的增殖。为进一步分析NDRG2对结肠癌细胞分化过程的影响，我们利用丁酸钠分别诱导NDRG2高表达和NDRG2低表达的结肠癌细胞系的分化，利用透射电镜、碱性磷酸酶试剂盒、RT-PCR等方法检测上述结结肠癌细胞分化前后的形态变化以及分化指标（AKP，E-cadherin）的变化。结果显示NDRG2过表达能够促进结肠癌细胞的分化，而干涉NDRG2的表达则能够抑制结肠癌细胞的分化，说明NDRG2在结肠癌细胞分化过程中发挥重要作用。对于NDRG2促进结肠癌细胞分化的机制分析，我们利用western-blot检测了NDRG2过表达后的细胞周期相关分子变化。结果显示：NDRG2可明显上调p21和p27的表达水平，提示NDRG2可能是通过上调p21和p27的表达促进结肠癌细胞分化的。进一步在NDRG2过表达的基础上，分别利用慢病毒PLKO系统干涉p21和p27的表达，发现结肠癌细胞的分化指标明显下降，证实NDRG2促进结肠癌细胞的分化进程依赖于p21和p27。通过本研究，我们揭示了NDRG2在调控结肠癌细胞分化过程中的重要作用，并证实其促分化机制依赖于p21和p27。我们的工作为结肠癌的有效分子诊治提供了新的靶标，也丰富了NDRG2下游分子信号网络的认识。