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目的:研究ELAC2基因对乳腺癌和前列腺癌生长、侵袭转移和放射敏感性的影响,及其可能的作用机制,同时研究ELAC2与雄激素受体相互作用及其对雄激素受体转录活性的影响,为该基因在将来的临床治疗中提供理论基础和实验依据。方法:1、采用脂质体转染法将ELAC2基因转入乳腺癌细胞和前列腺癌细胞,经G418筛选,挑取阳性克隆。用RT- PCR和Western blot方法检测ELAC2基因的mRNA表达和蛋白表达,并对细胞的遗传稳定性进行鉴定。2、将稳定转染ELAC2基因的细胞作为实验组,转染空载体的细胞作为对照组,未转染的细胞作为空白组。采用MTT法检测细胞的增殖活性;流式细胞仪法检测细胞周期分布和凋亡;细胞划痕法观察细胞体外迁移能力;Boyden小室法检测细胞体外侵袭能力;Western blot方法检测细胞周期调控蛋白、凋亡相关蛋白、侵袭转移相关蛋白的表达变化。3、皮下分别注射实验组、对照组和空白组肿瘤细胞,建立BALB/c裸鼠移植瘤动物模型,观察体内ELAC2对肿瘤生长、浸润和转移的影响;用免疫组化方法检测各组肿瘤微血管生成情况。尾静脉注射肿瘤细胞建立肿瘤转移模型,观察肿瘤的转移情况。4、实验组、对照组和空白组细胞受X射线照射后,采用集落形成法检测细胞存活分数,流式细胞仪法检测细胞周期分布和凋亡;Western blot方法检测细胞周期调控蛋白、凋亡相关蛋白、DNA损伤修复相关蛋白的表达变化。5、采用GST-pull down和免疫共沉淀的方法分析ELAC2蛋白与雄激素受体(AR)蛋白、HDAC1蛋白的相互作用;采用体外双荧光报告基因检测反应体系分析ELAC2对AR转录活性的影响。结果:1、pcDNA3 - ELAC2质粒构建成功并顺利转入乳腺癌细胞和前列腺癌细胞中,检测到ELAC2基因的mRNA水平和蛋白水平高表达,且遗传性状稳定。2、转染ELAC2基因的乳腺癌细胞MDA-MB-231、MCF-7以及前列腺癌细胞Du-145增殖能力明显低于对照组细胞和空白组细胞;转基因组细胞G2/M期细胞比例升高,cyclinB表达降低,磷酸化CDC2(Tyr-15)表达升高。3、ELAC2基因高表达未观察到引起乳腺癌细胞MDA-MB-231和MCF-7凋亡发生,但可诱导前列腺癌细胞Du-145凋亡,转基因组细胞抗凋亡蛋白Bcl-2表达降低,促凋亡蛋白Bax表达升高。4、与对照组和空白组细胞比较,ELAC2高表达明显降低乳腺癌细胞MDA-MB-231、MCF-7以及前列腺癌细胞Du-145的体外侵袭转移能力。Western blot法结果显示:转染ELAC2基因的细胞,NF-κB、MMP-2、MMP-9的表达水平降低。5、ELAC2基因高表达可明显抑制乳腺癌肿瘤和前列腺癌肿瘤生长。转染基因的实验组肿瘤平均瘤重和平均瘤体积明显低于对照组和空白组。免疫组化结果显示,实验组肿瘤微血管数目显著低于对照组和空白组。6、尾静脉注射肿瘤转移模型结果显示:ELAC2高表达可抑制乳腺癌肝转移,空白组和对照组裸鼠肝转移发生率为83%,而转染ELAC2基因的实验组所有裸鼠未出现肝转移。7、细胞受照后,与对照组和空白组细胞比较,ELAC2高表达使乳腺癌细胞MDA-MB-231、MCF-7以及前列腺癌细胞Du-145放射敏感性增加;G2/M期细胞比例升高,S期细胞比例下降;cyclinB降低和磷酸化CDC2升高,损伤修复蛋白Ku-70、FEN-1表达水平下降。8、采用GST-pull down和免疫共沉淀的方法证明,ELAC2可以与HDAC1相结合,同时辐射可以导致ELAC2和HDAC1结合增加。野生型的ELAC2蛋白可以与雄激素受体(AR)蛋白直接结合。这种相互结合并不需要ELAC2蛋白序列中的两个NR协同刺激因子通有的LXXLL结构域(4LCSLL8和254LPSIL258),而需要两个NR协同抑制因子通有的LXXX(I/L)XXX (I/L)结构域(268LGKPLHPLL276和294LGKPLHPLL302)的存在。9、采用体外双荧光报告基因检测反应体系分析发现,转染ELAC2,能明显降低雄激素配体-受体(DHT-AR)作用下的ARE-LUC报告基因活性。而且提高HDAC1的表达可以进一步增强ELAC2对AR转录活性的抑制效应。而HDAC1的特异抑制剂TSA则降低ELAC2对AR的转录活性的抑制作用。结论:1、ELAC2基因能在转染的乳腺癌细胞和前列腺癌细胞中稳定、持续、高效地表达。2、ELAC2高表达能明显抑制乳腺癌以及前列腺癌的生长,其可能的机制与细胞周期调控、促进细胞凋亡、抑制肿瘤血管生成有关。3、ELAC2高表达可抑制乳腺癌和前列腺癌侵袭转移,其可能的机制与下调NF-κB、MMP-2、MMP-9的表达有关。4、ELAC2高表达可通过细胞周期调控,促进凋亡,降低细胞损伤修复能力,增加乳腺癌细胞和前列腺癌细胞的放射敏感性。5、ELAC2可以与雄激素受体结合,并调节雄激素受体转录活性。6、HDAC1在ELAC2调节放射敏感性和雄激素受体转录活性中都起着重要的作用。