在美国，今年因前列腺癌而死亡的男性预计达37，000人，几乎等同于妇女死于乳腺癌的数目。前列腺癌是非吸烟男人中最常见的一种肿瘤。
男人们一般不喜欢谈论他们的前列腺，一个核桃般大小的腺体，能分泌含精子的牛奶样的液体。无论如何，他们认为前列腺癌是一种老年人得的疾病（80%的病人是65岁以上的老人），而且进展缓慢。科学界也有这种看法，结果是对这种疾病态度消极，临床数据极度缺乏。1987年，由于没有足够的关于前列腺癌的讨论会。到1996年，情况也没有多大的改善，只是在Fortune杂志上有作者根据病人的治疗情况写了一篇文章，作者是Andy
Grove,他为关于此方面的文献的缺乏及其隐蔽而感到大吃一惊，"对病人来说，这是一件隐私性很强的事"MarstonLineham,NCI泌尿外科主任说："我们一直在强调这件事的重要性，但大多数人人才刚刚开始意识到"。但美国国会被1999年的一份报告惊醒了，该报告指出：在过去几年，在前列腺癌领域的研究进展与科学技术所提供的机遇及男性得这种病的比例没有保持同步。国会指定NIH制定一个研究计划以挽救这种状况。
1999年6月NIH所提供的报告，表明：前列腺癌的危险性已性起了人们的重视，除了研究机构和国际财团参与这件事以外，似乎也引起了全人类的关注。
美国政府为研究前列腺癌拨的专款也逐年增加，1998年为11.4亿美元到2003年将增加到42亿美元但是自从1971年Richard Nixon提出了"癌症战争"计划以来，政府有这个愿望，但是拨的钱并不很充足。随着人类基因组计划的进展，DNA序列信息和DNA芯片技术将为前列腺癌研究者提供更多新的信息，"这是一个设计新策略的治疗前列腺癌的最好时期"，NCI的Michael
Emmert-Buck说"科学研究的进展就是摇摆不定的"。在前列腺癌研究中，可利用DNA芯片技术解决以下几个问题。
一、基因表达谱
科学研究确是一项非常沉闷的工作。Emmert-Buck是肿瘤基因组解剖工程（CGAP）研究小组中的成员，该小组自从1996年底开始运作以来，为了制作一个肿瘤细胞的分子图谱，CGAP已经对DNA序列进行了大量的分析。NIH的Craig Venter提出了对表达基因进行随机大规模测序的想法，Venter现在领导着Celera基因组公司，该公司保证在2001年底测出人的基因组全序列。
Verter在NIH开始他人测序计划的时候，可利用的好的基因序列是如此之少，但是现在CGAP要测序的范围将更大。NIH只对那些来自于肿瘤细胞或正常细胞中能表达或进一步翻译成蛋白质的基因进行测序，随着成千上万个序列的累积，对肿瘤细胞的性制裁也了解得更清楚了?quot;我们希望能够看到肿瘤细胞完整的基因组解剖图，同时能了解成千上万个基因的表达情况，那样将会使我们知道肿瘤中最有信息价值的改变"。NCI的Robert Strausberg说，他目前正领导着CGAP工程。
为了制备一个有应用价值的基因目录，CGAP小级首先必须分离那些他们要研究的目的细胞。任何一个组织，包括肿瘤组织，都是由神经细胞，毛细血管，免疫细胞，连接组织和癌细胞组成的一个复杂体，Emmert-Buck发明了一种叫激光捕获显微解剖技术，利用该技术可以将肿瘤细胞从它们的正常组织中挑选出来。他在显微镜下通过组织选出肿瘤细胞，然后按动一个按钮启动激光脉冲，激光到达一个放在透明胶片，将胶片和细胞融和，胶片又与一个小瓶帽相连，因此被粘连的细胞能被立即用于RNA抽提和cDNA文库的构建。若需更详细的了解这种技术，可方问网站：www.ncbi.nlm.nih.gov/CGAP。
CGAP小组利用5位病人的前列腺组织构建了12个显微解剖库。在29，000多个基因序列中，在前列腺中表达的基因已超过6500个，那些在前列腺癌的发展过程中启动或关闭表达的基因是最有价值的基因，DNA芯片是用于鉴定这些基因表达改变的最好技术。将整套基因固定在一块载玻片上制备成芯片，将从正常前列腺组织（以红色荧光标记）或前列腺肿瘤组织制备的cDNA(用绿色荧光标记)加到芯片上进行DNA杂交反应，杂交完后，用荧光检测扫描仪检测荧光信号，根据检测结果，可将基因分成三类：大多数基因为在正常和肿瘤组织中均表达的基因，因此产生的信号是黄色的（红加绿）；主要发红光的基因为候选的肿瘤抑制基因，这些基因在肿瘤的发展过程中表达关闭，利用基因治疗能恢复这些基因的表达；只发绿光的基因为癌基因的候选者，这些基因在肿瘤发展过程中开始表达，他们的蛋白产物是潜在的药物靶。从理论上讲，这一过程很得简单，而事实上，检测结果通常有几百个基因其表达水平至少改变2倍，因此优化杂交结果已成为下一步的挑战。总之，要从这么丰富的一个信息库中筛选出真正有价值的东西，Emmert-Buck认为他们目前只是从最表面的现象来寻找最显著的改变。
影像剂药物侯选靶包括任何肿瘤特异性的细胞表面蛋白，以血为标本的肿瘤检测中，分泌蛋白也许是最方便的。选择化疗靶时，还需要考虑以下几个方面：包括预期的酶活性，暴露到细胞表面的可能性，及在前列腺中的特异性，这样可使药物全面出击而无需考虑作用。
功能检测能减少候选肿瘤启动基因的数CGAP小组正在将几百个基因注射到组织培养细胞中，然后用这些细胞接种小鼠，随着细胞的死亡，大多数基因将消失，但少数基因将使细胞转化成肿瘤细胞，研究者们将提取这些细胞，然后从中分离出它们所含的插入基因。
二、诊断基因谱
虽然治疗前列腺癌是最后的目的，但DNA阵列杂交结果最直接的影响是诊断。如果表达图谱能够区分出所检测的标本是正常组织还是肿瘤，若是肿瘤，又能区分出是良性还是恶性，则医生和病人都将欣喜万分。前列腺特异抗能（PSA）是目前诊断前列腺癌的标志物，正常前列腺产生和分泌低水平的PSA到血中，而前列腺肿瘤组织则分泌高水平的PSA。许多病人PSA检测结果都在"临界线"范围内，即410ng/ml，需要通过昂贵的影像检测和活检标本以进一步证实。即使证实是前列腺瘤，不管它也许更好，前列腺瘤早期不实行手术，70%的病人不会发展，这使得许多国家实行"观望等待"的策略，遗憾的是，不幸运的30%即使通过组织学检查生物标本也难以确定良性还是恶性。在美国，对恶性前列腺癌治疗是通过手术切除前列腺或广泛的和疗，治疗费用昂贵且有发生失禁和阳萎的潜在危险。"PSA不能告诉我是否得肿瘤"，Strausberg说："我们希望能发现那些能告诉我们是否得肿瘤，如果是肿瘤，则能告诉我们是哪种类型的肿瘤，恶性程度如何，对药物反应如何的标记物，我们要发展肿瘤分子病理?quot;。
Stanford大学的Patrick Brown认为：有用的诊断图谱肯定会出现的。Brown发明了cDNA阵列的概念，"当二个生物标本的差异足以引起我们的重视时，那么肯定在它们的基因表达上也有相应的差异"，Brown说，NCI的Lance
Liotta也同意这一观点，"我们将会发现一些事情"，他说："这正是许多人目前正在做的事情"。
一旦候选基因图谱被确定，并集中到几个关键基因上，就可利用简单的技术如PCR的较大的人群中对有效的、重复产生的改变进行检测。CGAP小组还发展了组织阵列，它是由几百个包埋在石蜡中的微小组织组成的，可用一个或几个标志物通过杂交反应进行检测。如果一个基因在表达上的改变能重复出现，则这个基因就可用作基因就可用作基因诊断标记物
基因表达图谱还可用于工物试验，注册临床实验的药物可只限于那些具有转移倾向表达谱的病人，如果用药后表达谱恢复到了良性状态的表达谱，则表明治疗成功。
三、三维表达图谱
比较肿瘤和非肿瘤组织听起来很容易，但病人的标本则比这要混乱的多。肿瘤组织和正常组织是杂合的，多数病人有多个独立的肿瘤灶，其中只有少数将形成转移灶，在显微镜下看是非肿瘤的组织也许正在向癌细胞转化，也许正在发炎，也许正与附近的癌组织分泌的蛋白发生反应，即使这些细胞排除了受疾病的影响，它们的表达谱也会随着它们在前列腺中的位置或功能的不同而发生入变。
Emmert-Buck根据这种复杂情况构建了前列腺癌的三维模型，他从前列腺癌组织的不同区域分别取出1000-2000个细胞组成不同的细胞群，然后扩增 ，抽提mRNA与DNA阵列杂交，结果得到一个前列腺不同区域mRNA有达谱，表达数据可与同一组织的组织学结果结合起来，再加上将来将会加上的突变史信息，可对病人进行综合的分析。
基因表达结果将会影响到诊断方法和解释，"从活检标本上看都象是肿瘤的两个病人，他们都有肿瘤灶，你可以说它们看起一是一样的，但事实上，一位病人已在别的部位有恶性生长了"。Emmert-Buck说，基因表达的多相性也许要比单纯通过组织学预期的要复杂的多，用于鉴定分子差异的影像剂对于区分前列腺中恶性生长部位是非常重要的。
四、预防和晚期治疗
疾病预防在有健康意识的人群中是非常流行的，遗憾的是，人们对于前列腺癌的预防知识则非常少。许多研究已发现前列腺癌的低发率与低脂肪的饮食习惯或高水平的萝卜硫素（在broccoli中发现的一种化学物质），硒（一种人体必需的微量元素），番茄红素（西红柿中发现的抗氧化剂）和三羟基异黄酮有关素。
要证实这些相关性需要很大的人群进行研究，但是要看这些影响是否有其明显的分子基础，则可利用DNA芯片技术，Janes Brooks,Stanford大学的一位泌尿外科医生，正与Brown一起，用一些潜在的保护剂处理一些前列腺细胞，以确定哪些基因开始表达，早期的研究结果表明：例如，萝卜硫素能诱导各种II期的解毒酶基因的表达，包括谷胱苷肽-S转移酶家族基因，它们也许能保护前列腺免受致癌物质的侵袭。
Peter Nelson（华盛顿大学）正在研究前列腺癌的其他方面，前列腺癌细胞在前列腺内生长缓慢，但是一旦癌细胞扩散到骨头，它的生长速度就非常快。志初，阻止睾酮的产生能阻抑它们的生长。在前列腺中，有些部位的肿瘤也只依赖于睾酮才能生长，当这些部位的肿瘤刚形成时，切断睾酮的产生，将会使肿瘤细胞因饥饿而死。但是经1-10年的缓解，细胞就获得了在无睾酮条件下生长的能力，在这种情况下，病人的存活期通常不超过18个月。
有证据表明在前列腺癌的晚期，睾酮途径仍是有活性的，也许是被微量残留的睾酮或其它信号蛋白所激活。Nelson将睾酮加到前列腺癌细胞中以确定睾酮途径的成分，用DNA阵列检测基因表达的变化，最先被诱导的一些基因包括PSA和几个参与脂肪代谢的基因，这也解释了为什么低脂肪饮食者前列腺癌发生率低的原因。
Nelson用的是由华盛顿大学分子生物技术系Leroy Hood实验室制备的DNA阵列，该小组的前列腺癌研究工作与CGAP小组的工作是互补的，他们已发现有约15，000个不同的序列在前列腺中表达，用这些序列可制备成DNA芯片。由于研究者所具有的基因序列资源较少，几个公司目前正在进行基因芯片的制备工作，包括Affymetrox公司生产的寡核苷酸芯片和由Research Genetics 公司制备的cDNA芯片。
由于芯片的成本在不断降低，NIH的研究经费充足，利用芯片检测肿瘤组织中基因表达谱将成为研究肿瘤的一种标准方法。"这是一个巨大的梦"，David
Botstein,Stanford大学的遗传学家说，他正与Brown合作进行芯片技术的推广。
