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甲状腺癌是内分泌系统最常见的恶性肿瘤，其中约5%左右为来源于滤泡旁细胞的甲状腺髓样癌。近年来，甲状腺髓样癌发病率在我国呈明显上升趋势，彻底阐明其发病机制并寻求有效的治疗措施，是当今医学界亟待攻克的一项重要课题。手术切除仍是目前临床甲状腺髓样癌的首选治疗方式，包括全甲状腺切除和中央区淋巴结清除，但复发率及患者的远期生存率并未得到较大的提高。内放射治疗即放射性核素治疗，其中131I内放疗是最有效的辅助治疗方法，主要用于原发灶切除不彻底、局部复发或有转移和不能手术切除的癌肿，可延长生存期。但对于失分化甲状腺癌及甲状腺髓样癌，因其细胞摄碘水平极低而疗效欠佳。如何提高131I内放射治疗的效果是是临床亟待解决的问题。钠碘转运体（Sodium iodide symporter，NIS）是近年来发现的存在于正常甲状腺滤泡膜上的一种糖化膜蛋白，其特异性介导碘离子进入甲状腺细胞，是甲状腺激素合成的第一限速步骤；有研究表明，NIS介导的碘离子主动转运过程与Na+/K+-ATPase有着密切的联系；借助Na+/K+-ATPase主动转运形成的Na+浓度阶差，Na+顺电化学梯度内流时，I-与Na+以1∶2偶联方式经NIS介导进入甲状腺细胞。有文献报道外源性hNIS基因导入人甲状腺髓样癌细胞可显著增加细胞131I的积聚率；NIS基因的克隆成功，为甲状腺髓样癌内放射治疗开辟了全新研究领域。人源NDRG2基因是我校生物化学与分子生物学教研室最先发现并成功克隆的一个基因，功能学研究推测该基因为一新的抑癌候选基因，参与细胞的增殖、分化和应激反应。前期的研究结果表明，NDRG2为甲状腺肿瘤和正常甲状腺组织的差异表达基因，可能参与甲状腺髓样癌的发生、发展；通过酵母双杂交实验寻找能与NDRG2相互作用的分子，结果筛选出3个有正确读框的Na+/K+-ATPase β1的肽段；NDRG2和Na+/K+-ATPase β1在细胞内存在共定位，并且可以稳定Na+/K+ATPaseβ1蛋白、延长其半衰期；NDRG2能够促进Na+/K+-ATPase的活性并增加其介导的Na+转运。先前研究提示NDRG2在甲状腺髓样癌发病机制中发挥重要作用，特别是可能与钠碘共转运体的表达及功能高度相关，进而影响到放射性碘的摄取，本课题将对此进行探讨和验证。目的1、明确NDRG2及NIS在人甲状腺肿瘤及正常组织中的表达模式；2、研究NDRG2在甲状腺髓样癌细胞中的功能及与NIS的关联性；3、探讨NDRG2对髓样癌细胞放射性碘摄取的作用及肿瘤核素显像研究。方法1、运用组织芯片技术通过免疫组织化学方法明确NDRG2及NIS在人甲状腺肿瘤及正常组织中的表达模式及定位；2、构建NDRG2过表达慢病毒并感染甲状腺髓样癌细胞TT，经Blasticidin（杀稻瘟菌素）筛选，建立稳定转染的细胞系TT-NDRG2（NDRG2过表达组）、TT-CHERRY（对照组、红色荧光），采用RT-PCR和Western-blot检测NDRG2过表达后对NIS mRNA转录水平及蛋白表达水平的影响；3、对获得的稳定转染髓样癌细胞系进行MTT、平板克隆形成、细胞划痕实验、细胞侵袭实验及流式细胞周期测定和凋亡分析，明确NDRG2对髓样癌细胞增殖、侵袭、迁移和细胞周期的影响，碘离子摄取实验检测NIS高表达后对甲状腺髓样癌摄碘的影响；4、建立髓样癌裸鼠成瘤模型，体外进一步观察NDRG2过表达对髓样癌的增殖和侵袭能力的影响，及移植瘤99mTcO4-核素显像情况。结果1、免疫组织化学染色检测结果显示NDRG2和NIS均在正常甲状腺组织中呈高表达，在各病理类型甲状腺肿瘤组织中呈低表达或不表达，二者的表达呈正相关趋势，提示NDRG2和NIS有一定的相关性，在正常甲状腺组织中，NDRG2定位于细胞胞浆、NIS定位于细胞质膜；2、RT-PCR和Western-blot实验证实重组慢病毒pLenti6.3/V5-DEST-NDRG2感染可以上调甲状腺髓样癌细胞NDRG2的表达，并且NDRG2过表达可显著上调甲状腺髓样癌细胞NIS mRNA转录水平及蛋白表达水平；3、MTT、克隆形成实验结果显示TT-NDRG2组细胞增殖能力和克隆形成数均显著低于对照组（p<0.05），表明NDRG2过表达明显抑制甲状腺髓样癌细胞的增殖；细胞划痕实验和细胞侵袭实验结果显示上调NDRG2可以显著降低甲状腺髓样癌细胞的迁移和侵袭能力（p<0.05），流式细胞术检测细胞周期结果显示TT-NDRG2组与其它各对照相比细胞周期出现G1期阻滞现象，G0/G1期细胞明显增加（p<0.01），S期细胞明显减少（p<0.01），提示NDRG2通过G1期细胞周期阻滞而抑制髓样癌细胞TT的增殖；通过流式细胞术检测细胞凋亡，结果显示与对照TT-CHERRY组相比（细胞凋亡率0.5%），TT-NDRG2组凋亡细胞明显增多（细胞凋亡率19.2%，p<0.05）；碘摄取实验表明，TT-NDRG2组细胞摄碘迅速，约60分钟达到摄取峰值，摄碘量较对照组高约17倍；4、裸鼠荷瘤实验显示TT-NDRG2组与对照组相比，肿瘤生长速度及瘤重均明显小于对照组（p<0.01），通过体内实验进一步验证NDRG2过表达对甲状腺髓样癌增殖和侵袭的抑制作用，肿瘤99mTcO4-核素显像结果表明TT-NDRG2组肿瘤部位可明显聚集99mTcO4-，对照组肿瘤未显像，说明甲状腺髓样癌细胞系TT-NDRG2过表达后获得99mTcO4-显像能力。结论本课题揭示NDRG2在甲状腺髓样癌细胞的增殖和侵袭中的作用，并探索其作用的分子机制，初步在甲状腺髓样癌中证实了NDRG2能上调NIS基因的表达，并能使细胞增加其介导的碘摄取能力，为甲状腺髓样癌131I内放射治疗的研究奠定了实验基础。