NDRG2（N-myc down-stream regulated gene2）是我校生化教研室于1999年发现的新基因，该基因与细胞增殖、细胞应激相关，但其具体的生物学功能还需进一步研究。目前关于NDRG2的研究显示：NDRG2参与缺氧、放射、化疗、缺血再灌注损伤等多种应激反应。热应激是一种常见的应激反应，并已应用于肿瘤的临床治疗，成为一种新的肿瘤治疗方法——热疗。热疗由于其安全性高、副作用小等优点而受到广泛关注。热疗的疗效并非单纯物理因素可以解释，除了不同组织、细胞对热具有不同敏感性之外，热应激还通过改变信号转导途径和相关信号网络发挥作用，诱导细胞凋亡。目前由于热疗机制的不甚明确也给临床上肿瘤热疗的应用带来一定的盲目性。我们研究小组前期的研究发现，在缺氧和热作用下，NDRG2蛋白从胞质转位到胞核内，将不同NDRG2的截短片段转染入细胞后，可诱导细胞凋亡。我们有理由推测NDRG2在热疗中发挥重要功能，特别是与细胞凋亡高度相关，本课题将对此进行探讨和验证。为了验证以上推测，我们分别以肝癌细胞系HepG2、HHCC和胃癌细胞系MKN45、MKN28为研究对象，给予细胞热刺激（42℃水浴，1小时）后，各肿瘤细胞系细胞均发生细胞凋亡增加，并发生G2/M期细胞周期阻滞，最终抑制细胞增殖。通过实时定量PCR和Western Blot方法检测NDRG2在肿瘤热作用后的表达改变情况，结果发现，热疗后四株肿瘤细胞内NDRG2mRNA表达水平和蛋白表达水平均随恢复时间的延长而降低。初步的实验结果显示NDRG2与热应激存在一定的相关性。我们的实验结果显示：在NDRG2表达降低的同时伴随着肿瘤细胞凋亡率的增加。这说明NDRG2也参与了热疗引起的某些信号转导过程，从而诱导了细胞的程序性死亡增加。c-Jun作为应激反应的立早基因，调控着其下游许多应激反应相关基因，AP-1与NDRG2有着密切联系。我们研究小组对NDRG2基因启动子进行了分析，发现NDRG2转录调控区有转录因子jun的结合位点，这提示Ndrg2可能受到jun分子的转录调控。由此我们推测c-jun与NDRG2可能在肿瘤热疗过程中有一定的联系。我们合成并成功筛选到一对c-jun siRNA，使细胞内c-jun表达显著下降，应用流式细胞术检测其对热疗诱导细胞凋亡的影响，并进行相关机制研究。我们的研究结果发现：热疗后c-jun表达明显增高，同时伴随促凋亡基因Bax表达升高和凋亡抑制基因Bcl-2表达降低，这说明热作用通过Bax/Bcl-2途径诱导细胞凋亡，并且NDRG2和c-jun均参与其中。分析实验结果：干涉c-jun表达后，细胞凋亡率降低，这说明c-jun在促进了热应激诱导的细胞凋亡，与NDRG2在热应激中的作用相反，那么c-jun与NDRG2之间是否存在负向相关的关系？为此，我们在干涉c-jun表达后，用Western Blot方法检测细胞NDRG2表达升高，这证实c-jun与NDRG2之间存在负向相关的关系。在研究过程中，我们发现热作用后短时间（6小时）内NDRG2总蛋白表达量变化不明显，但是细胞凋亡已经开始增加了，这说明NDRG2不只在转录调控水平发挥作用，其某些活性形式也起着重要作用。为此，我们检测了热疗后6小时内，胃癌细胞系NDRG2磷酸化水平的改变，发现pNDRG2（Ser332）和pNDRG2（Thr348）分别于热作用后即刻和3小时表达升高。为了进一步明确磷酸化NDRG2的激酶，我们分别应用PI3K，GSK3β和AKT三个蛋白激酶的抑制剂，发现AKT抑制剂可以抑制热疗引起的胃癌细胞NDRG2磷酸化水平升高。以上研究结果说明：热应激在胃癌细胞中，是通过AKT-NDRG2途径诱导了细胞凋亡，部分依赖PI3K。这也证实小分子抑制剂可以与热疗联合应用，增强热疗的治疗效果。综上所述：本课题明确了NDRG2和c-jun均参与了热应激反应，并且证实c-jun与NDRG2之间存在负向相关的关系，两者均通过Bax/Bcl-2途径诱导肿瘤细胞凋亡。热疗后早期，NDRG2以磷酸化的活化形式参与热应激过程，并作为AKT的作用底物可被AKT抑制剂降低其磷酸化水平，同时也增强短时间内热作用的效果。由此推测，热疗可以联合DNRG2基因治疗或联合小分子抑制剂来增强其疗效。