可溶性人Vasorin生物学功能的初步研究

来源 :中国人民解放军军事医学科学院 解放军军事医学科学院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:linjing912977
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原发性肝癌(primary carcinoma of the liver,PCL)是临床中最常见的恶性肿瘤之一,死亡率居于癌症死亡率第二位。甲胎蛋白(alpha fetoprotein,AFP)是目前临床诊断原发性肝癌的重要生物标志物,然而约三分之一的肝癌患者血清AFP检测呈阴性,也有部分肝硬化患者血清长期呈 AFP阳性。因此,继续深入研究肝癌发生发展的分子机制,寻找新的特异性肿瘤标志物及诊断、治疗靶点,具有重要的临床应用价值。  前期工作中,我们课题组利用消减SELEX(Systematic Evolution of Ligands by EXpotential Enrichment)技术,成功地从伴肝外转移的AFP阴性肝细胞癌(Hepotacellular carcinoma)患者血清中,筛选出了候选标志物分子Vasorin(VASN)蛋白。进一步实验证明了VASN在肝细胞癌组织、肝癌细胞中的表达水平均高于正常对照,提示我们VASN可能是肝细胞癌的新型肿瘤标志物。  人VASN蛋白,又称Slit-Like2(SLITL2)蛋白,属于典型的Ⅰ型跨膜糖蛋白,其胞外结构域经去整合素-金属蛋白酶17(a disintegrin and metalloprotease17, ADAM17)剪切、脱落,成为可溶性形式。人VASN蛋白在主动脉的血管平滑肌细胞有较高水平的表达,在肾脏、胎盘组织也有表达,此外,多种乳腺癌细胞也表达、分泌VASN蛋白。VASN蛋白的相关文献较少,通过文献调研我们发现,可溶性VASN(soluble VASN,sVASN)蛋白可以结合TGF-β,抑制其介导的上皮-间质转化(epithelial-to-mesenchymal transition,EMT)。而VASN蛋白是否具有其它生物学功能,有待深入研究。  后续的研究过程中,我们实验室对 VASN蛋白的生物学功能进行了初步探讨。体外实验结果表明,人肝癌细胞HepG2培养上清的外泌体中含有VASN蛋白;并且 HepG2细胞来源的外泌体中的VASN蛋白水平明显高于正常肝细胞L02;HepG2细胞分泌的外泌体形式 VASN蛋白可以转运至人脐静脉内皮细胞(Human Umbilical Vein Endothelial Cells,HUVEC)中,促进HUVEC细胞的迁移。然而,HepG2培养上清中还存在大量的sVASN蛋白,sVASN是否具有类似的生物学功能尚不明确。本文拟研究sVASN蛋白的生物学功能及其可能的分子作用机制。  我们首先利用原核系统重组表达sVASN蛋白(rhsVASN-His)。在前期的实验中,我们构建了pET28a-sVASN重组质粒,获得了包涵体表达的rhsVASN-His 蛋白。本研究中,我们将 sVASN基因克隆至本室构建的pET28a-DsbA-DsbAm载体中,转化大肠杆菌BL21(DE3),在IPTG诱导下获得了可溶性表达的目的蛋白。在纯化过程中,摸索了多种纯化条件,包括不同超声条件、缓冲体系、纯化介质等,以Ni2+柱纯化效果较为适宜,获得了纯度尚可的目的蛋白,但纯化效率低。目前仍在进行纯化方法的优化工作。  为了进一步研究sVASN的生物学功能,我们需要相应的抗体,而商品化的sVASN抗体较少,不能满足研究的需要。因此,前期工作中,我们以重组表达的rhsVASN-His为抗原,委托公司制备了十余株sVASN单克隆抗体。本研究中,我们选择培养了其中两株亲和力强的杂交瘤细胞、制备腹水并进行了纯化。通过ELISA等实验检测了其特异性和亲和力,结果显示这两株单抗特异性高、亲和力强,可应用于ELISA、Western免疫印迹、免疫共沉淀和细胞免疫荧光等实验,为后续对sVASN生物学功能的进一步探讨提供了有力的工具。  我们前期工作表明,HepG2细胞来源的外泌体VASN能够促进HUVEC细胞迁移,因此,本研究的关注重点在于探讨sVASN是否也具有相似的功能。我们提取了 HepG2细胞培养上清中的外泌体并收集了去除外泌体的培养基,Western免疫印迹实验检测VASN含量,结果显示培养上清中的VASN蛋白以可溶性形式为主。为了进一步探讨其生物学活性,我们购买了人胚肾细胞HEK293T表达的sVASN蛋白(rhsVASN),通过MTT实验、划痕愈合实验检测了其对HUVEC细胞迁移和增殖的影响,结果显示rhsVASN能够促进HUVEC细胞的迁移和增殖。我们以正常HepG2、过表达/沉默VASN的HepG2细胞培养上清作为条件培养基,与HUVEC细胞共培养,结果显示培养上清中的sVASN同样能够促进HUVEC细胞的迁移和增殖。另外,前期工作中,我们还通过消减SELEX在AFP阴性的肝细胞癌患者血清中钓取到了转铁蛋白受体(transferrin receptor1,TFR1,CD71),该蛋白与VASN是否存在相互作用引起了我们极大的兴趣。本研究中,我们利用rhsVASN-His蛋白和sVASN抗体进行免疫共沉淀实验,从HUVEC细胞膜蛋白中钓取到了TFR1,提示我们二者之间可能存在相互作用。进而,我们进行了sVASN进入HUVEC细胞的内化实验,结果显示,加入转铁蛋白(tansferrin,TF)竞争结合TFR1或沉默TFR1均可减少sVASN的内化,表明sVASN可能通过TFR1途径内化。相关研究还在深入进行中。  此外,为了后续研究工作的开展,我们尝试采用基因编辑技术CRISPR/Cas9构建了VASN基因稳定敲除的细胞株。我们将guide RNA(gRNA)克隆至pCAS-guide载体中,VASN左右同源臂基因及潮霉素B抗性基因克隆至pBackZero-T载体中,两重组质粒共转染HepG2细胞,通过潮霉素B抗性筛选敲除VASN基因的单克隆细胞株,经过Western免疫印迹实验及基因组PCR分别在蛋白表达和基因组水平对筛选出的单克隆细胞株进行鉴定,获得了3株稳定敲除VASN基因的HepG2单克隆细胞株,。  综上所述,本研究前期工作的基础上,对sVASN的生物学功能进行了初步研究,并且初步探讨了相关的分子机制。我们的研究结果显示,真核表达的rhsVASN蛋白、HepG2细胞培养上清中天然形式的sVASN均可以促进HUVEC细胞的迁移与增殖;sVASN与 HUVEC细胞表面TFR1相互作用,TFR1介导sVASN内化至细胞内。本研究首次发现了sVASN的非TGF-β依赖的、TFR1信号通路介导的生物学功能,为深入阐释VASN在肝癌发生发展中的作用提供了新线索。
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