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目的:通过Peroxiredoxin2(PRDX2)基因沉默和过表达慢病毒载体转染结直肠癌SW480细胞,获取PRDX2基因沉默和过表达稳定转染细胞株,探讨PRDX2在人结直肠癌细胞侵袭和转移等生物学特性中发挥的作用;利用TGF-β1诱导人结直肠癌SW480细胞发生上皮-间质转化(EMT),建立SW480细胞发生EMT的实验研究模型,研究PRDX2对人结直肠癌SW480细胞EMT和转移过程的影响并分析其可能分子作用机制。 方法: 1.将PRDX2基因沉默、过表达及其相对应的空载对照慢病毒载体分别转染SW480细胞,并建立稳定转染细胞株;采用免疫印迹(Western blot)和实时荧光定量PCR(qRT-PCR)法分别检测PRDX2基因沉默、过表达细胞中PRDX2蛋白和mRNA表达;用MTT、克隆形成试验检测各转染细胞增殖活性,Annexin V-PI染色检测细胞凋亡率,划痕实验和Transwell侵袭实验分别检测细胞迁移、侵袭能力的变化,观察PRDX2在结直肠癌细胞生长及侵袭转移中的作用。 2.利用TGF-β1诱导人结直肠癌SW480细胞发生上皮-间质转化,倒置显微镜下观察细胞形态学变化,划痕实验检测细胞体外迁移能力;细胞免疫荧光、Western blot和qRT-PCR方法检测EMT标志蛋白E-cadherin、Vimentin的蛋白和mRNA表达。 3.一定浓度的TGF-β1分别诱导 PRDX2基因沉默(TGF-β1,5 ng/ml)和过表达(TGF-β1,10 ng/ml)稳定转染细胞株,在倒置相差显微镜下观察细胞形态学变化;划痕实验和Transwell小室分别检测各细胞体外迁移和侵袭能力;细胞免疫荧光、Western blot和qRT-PCR法检测E-cadherin、Vimentin、Snail和Twist1蛋白和mRNA表达,观察PRDX2在调节结直肠癌细胞EMT进程中各相关因子表达。 4. PRDX2基因沉默组和过表达组细胞分别采用细胞免疫荧光检测 NF-κB胞内定位情况;Western blot检测NF-κB、IκBα、phospho-IκBαSer32、MMP-9、MMP-2蛋白表达;qRT-PCR检测MMP-9、MMP-2 mRNA表达,观察PRDX2在调节结直肠癌细胞侵袭转移过程中 NF-κB通路相关因子的表达变化;NF-κB通路特异性抑制剂 PDTC作用于PRDX2基因沉默细胞株,Western blot检测NF-κB、IκBα、phospho-IκBαSer32、E-cadherin、Snail、Twist1、MMP-9和MMP-2蛋白表达;qRT-PCR检测E-cadherin、Snail、Twist1、MMP-9和MMP-2 mRNA表达,探讨NF-κB通路阻断后对PRDX2所调节的结直肠癌细胞EMT和转移过程的影响。 结果: 1.与对照组相比,PRDX2沉默组细胞PRDX2蛋白和mRNA的表达显著降低(P<0.05);PRDX2过表达组细胞PRDX2蛋白和mRNA的表达显著增加(P<0.05),成功建立PRDX2基因沉默和过表达稳定转染细胞株;PRDX2基因沉默可明显降低SW480细胞的增殖活性和克隆形成能力,促进细胞凋亡,同时细胞迁移、侵袭能力显著增加(P<0.05);PRDX2基因过表达后细胞增殖活性和克隆形成能力明显增加,且细胞凋亡受到抑制,同时细胞迁移、侵袭能力较空载对照组明显降低,差异具有统计学意义(P<0.05)。 2.在TGF-β1诱导SW480细胞发生EMT过程中,细胞形态由上皮细胞形态转变为间质细胞形态,且细胞的迁移能力明显增加(P<0.05);EMT标记蛋白E-cadherin蛋白及mRNA表达水平显著下降,同时Vimentin蛋白及mRNA表达明显增加(P<0.05)。3.在5 ng/ml TGF-β1诱导下,PRDX2基因沉默组细胞呈纺锤体样间质细胞表型,且细胞迁移和侵袭能力明显增强;E-cadherin蛋白及mRNA表达水平显著下降,Vimentin、Snail和Twist1蛋白及mRNA表达水平均明显增加(P<0.05)。在10 ng/ml TGF-β1诱导下,PRDX2基因过表达细胞仍大多呈上皮细胞形态,且细胞的迁移和侵袭能力受到抑制;E-cadherin蛋白及mRNA表达明显增加,Vimentin、Snail和Twist1蛋白及mRNA表达水平均显著降低(P<0.05)。 4. PRDX2基因沉默后NF-κB及phospho-IκBαSer32蛋白表达水平明显增加,且免疫荧光显示NF-κB大部分转移至细胞核内,但IκBα表达无明显变化,同时转移相关因子MMP-9、MMP-2蛋白及mRNA表达量显著增加(P<0.05);而PRDX2基因过表达后NF-κB及phospho-IκBαSer32蛋白表达明显降低,且NF-κB主要表达于细胞质内,转移相关因子MMP-9、MMP-2蛋白及mRNA表达水平也显著降低(P<0.05)。NF-κB通路特异性抑制剂PDTC作用PRDX2基因沉默细胞株后,上皮标记蛋白E-cadherin表达明显上升,NF-κB、phospho-IκBαSer32、Snail、Twist1、MMP-9和MMP-2表达明显降低(P<0.05)。 结论: 1. PRDX2基因沉默抑制结直肠癌SW480细胞增殖,促进细胞凋亡,且可以明显增强细胞的迁移、侵袭能力;PRDX2基因过表达能够增加SW480细胞的增殖能力,抑制细胞凋亡,并可以显著抑制SW480细胞的迁移、侵袭能力。 2. PRDX2基因沉默促进结直肠癌SW480细胞发生EMT,从而促进细胞的侵袭和转移;PRDX2基因过表达抑制了上述过程。 3. PRDX2基因沉默可促使NF-κB入核并激活其转录活性,而PRDX2基因过表达则抑制其活性并使之滞留于细胞质中;PRDX2可通过阻止IκBα的磷酸化而抑制NF-κB的活性,从而参与调控结直肠癌细胞EMT的发生和转移过程。