慢病毒介导的CSE基因沉默对胃癌细胞增殖的影响及机制研究

来源 :西北师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xkd19890528
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胃癌是全球最常见的恶性肿瘤之一,严重危害人类的生命健康。目前胃癌治疗的主要方案包括手术切除法、化疗和分子靶向治疗。但用于临床胃癌治疗的靶向药物较少,因此近年来对于分子靶点的研究越来越多。硫化氢(H2S)是近年来新发现的气体信号分子,其合成酶胱硫醚-β-合成酶(Cystathionineβ-synthase,CBS)、胱硫醚-γ-裂解酶(Cystathionineγ-lyase,CSE)和3-巯基丙酮酸转硫酶(3-mercaptopyruvate sulfurtransferase,3-MST)在多种肿瘤的发生发展过程中都发挥着重要作用。因此,以H2S合成酶为中心,分别从胃癌组织层面和细胞层面探讨其在胃癌发生发展中的作用及其分子机制,有可能为临床治疗胃癌的靶向药物开发提供理论基础。为了探究H2S合成相关酶对胃癌及胃癌细胞增殖的影响及机制,本研究首先收集50对胃癌组织(胃癌癌旁组织和胃癌组织共100份),通过实时荧光定量PCR(Real-time fluorescence quantitative PCR,RT-QPCR)法检测胃癌组织中H2S合成酶CSE、CBS和3-MST三种基因的mRNA表达情况;之后培养胃癌MGC803细胞株,通过慢病毒介导的shRNA干扰沉默CSE基因mRNA的表达;采用实时无标记细胞分析法检测CSE基因沉默对MGC803细胞增殖的影响以及对药物奥沙利铂和紫杉醇的敏感性;通过细胞划痕检测CSE基因沉默对胃癌细胞迁移能力的影响;采用细胞流式术检测CSE基因沉默对MGC803细胞周期的影响;最后用Western blot法检测CSE基因沉默对胃癌细胞周期蛋白D1(Cyclin D1)、细胞周期蛋白B1(CyclinB1)和细胞分裂周期相关蛋白5(CDCA5)表达及磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)/蛋白激酶B(PKB/Akt)/哺乳动物雷帕霉素(mTOR)信信号通路(PI3K/Akt/m TOR信号通路)中关键蛋白AKT、p-AKT、mTOR和p-mTOR的影响。论文主要结果如下:1.胃癌组织样本中,男性胃癌患者为40例,其占比为80%,女性胃癌患者为10例,占比20%,其中33例胃癌组织中CSE基因mRNA的表达量显著性高于癌旁组织。2.慢病毒转染MGC803胃癌细胞72h后,Vector、RNAi 1和RNAi 2慢病毒转染MGC803细胞的绿色荧光表达量均达到50%以上,经1μg/m L嘌呤霉素筛选2w后,绿色荧光均达到90%以上;RT-QPCR和Western blot检测RNAi 1转染细胞后,CSE的基因表达和蛋白表达均极显著降低(P<0.01),表明转染和沉默成功。3.RNAi组与Control组和Vector组相比,细胞增殖率显著降低(P<0.05);RNAi组细胞迁移能力也显著性降低(P<0.01);流式细胞术检测表明细胞周期DNA含量分布异常,Western blot检测显示细胞周期蛋白cyclin D1和CDCA5表达显著降低,Cyclin B1表达显著升高(P<0.01);P-AKT和P-mTOR蛋白表达显著性降低(P<0.01)。以上说明CSE基因沉默导致MGC803胃癌细胞增殖率及迁移能力下降、周期蛋白表达异常,并且与PI3K/AKT/mTOR信号通路的抑制相关。4.奥沙利铂和紫杉醇分别处理胃癌MGC803细胞,细胞增殖率呈浓度和时间依赖性下降;CSE基因沉默联合上述两种药物处理,与药物未处理Vector组和基因沉默RNAi组相比,联合处理组细胞增殖显著性降低(P<0.01),说明CSE基因沉默导致胃癌细胞对奥沙利铂和紫杉醇药物的敏感度增加。综上所述,CSE基因的高表达与胃癌密切相关;沉默CSE基因表达抑制了胃癌细胞的增殖和迁移能力,并通过降低周期蛋白cyclin D1和CDCA5的表达,以及促进CyclinB1的表达抑制了胃癌细胞的正常有丝分裂,从而提高了胃癌细胞对奥沙利铂和紫杉醇的药物敏感性,该过程与PI3K/AKT/mTOR信号通路密切相关。
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