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目的:
前列腺癌是男性生殖系统最常见的恶性肿瘤,也是肿瘤致死的第二大原因。机体铁含量增加在前列腺癌的生长、血管发生和转移中起着重要的作用,减少细胞内铁含量可明显抑制前列腺肿瘤进展。研究发现FGFR1信号异常与前列腺肿瘤发生发展密切相关,FGFR1信号分子可否通过调节铁代谢影响前列腺肿瘤进展仍鲜有研究。本课题将深入研究FGFR1与前列腺肿瘤细胞铁代谢之间的相互关系,探讨铁螯合剂协同FGFR1信号抑制对前列腺肿瘤细胞生长的影响,为前列腺肿瘤的治疗提供新的方向。
方法:
1.利用普鲁士蓝染色法对人前列腺癌切片进行组织内铁染色,分析铁含量与前列腺癌恶性程度的关系;对人高分化以及低分化前列腺癌的FGFR1和转铁蛋白1(TFR1)进行免疫组织化学染色,分析人前列腺癌中FGFR1与铁水平的相关性;利用Western blotting检测人前列腺肿瘤细胞DU145和LNCaP中铁代谢相关蛋白的表达及细胞内铁储量;同时检测分析FGFR抑制后对DU145细胞铁代谢的影响,深入分析前列腺癌中FGFR1与铁代谢的相关性。
2.利用CRISPR/Cas9系统敲除前列腺肿瘤细胞DU145中的FGFR1基因,比较敲除前后对细胞构成的影响;利用q-PCR及Western blotting技术检测DU145细胞FGFR1敲除前后铁代谢相关蛋白TFR1、FPN、Hepcidin等的表达,分析FGFR1敲除对铁代谢的影响;利用铁水平检测试剂盒检测FGFR1敲除前后DU145细胞内铁含量变化,进一步分析FGFR1敲除对铁代谢的影响。
3.免疫荧光法检测FGFR1敲除前后DU145细胞内活性氧水平,相应试剂盒检测细胞内谷胱甘肽氧化酶、GPXS和MDA表达,QPCR以及Western blotting技术检测脂质过氧化相关指标SOD-2和GPX4表达,分析FGFR1敲除对DU145细胞氧化应激及脂质过氧化的影响;利用WB和ELISA法检测炎症刺激因子IL-6的表达情况,探讨FGFR1敲除对DU145细胞炎症信号的影响。
4.细胞给予铁螯合剂去铁胺处理后,利用普鲁士蓝染色法进行细胞内铁染色,分析加入DFO后对FGFR1敲除前后DU145细胞中铁含量的影响;利用Western blotting技术检测铁代谢相关指标的变化,利用BrdU荧光检测FGFR1敲除之后以及给予去铁胺处理后DU145细胞生长的变化,进一步分析铁螯合剂和FGFR1缺失的协同作用对细胞铁载量及增殖凋亡的影响。
结果:
1.前列腺癌恶性程度越高,铁的含量也随之升高;FGFR1表达与转铁蛋白TFR1的表达呈正相关;与FGFR1高表达DU145细胞相比,FGFR1低表达的LNCaP细胞中,转铁蛋白TFR1表达降低,铁输出蛋白FPN升高;抑制FGFR1也能明显改变FGF2刺激的铁代谢蛋白及信号通路变化,结果表明前列腺肿瘤FGFR1表达与铁储量及肿瘤进展密切相关。
2.免疫荧光结果显示FGFR1敲除显著增加DU145细胞E-cadherin表达,且明显降低细胞内铁含量;QPCR以及Western blotting结果均显示,与对照组相比,FGFR1敲除使铁代谢调节蛋白TFR1、DMT1、FTH1、Hepcidin表达降低,FPN表达升高,结果表明FGFR1敲除可通过调节铁代谢相关蛋白变化明显减低胞内铁含量从而影响DU145细胞表型。
3.DHE染色显示FGFR1敲除后,DU145细胞活性氧含量明显降低;与对照组相比,FGFR1敲除后DU145细胞中GPX4在转录水平及胞外分泌量均升高、胞内谷胱甘肽升高、细胞生成MDA含量降低;此外,FGFR1敲除明显抑制炎症因子IL-6蛋白表达及分泌,结果表明FGFR1敲除可改变DU145细胞内脂质过氧化水平及细胞炎症信号。
4.细胞增殖研究发现铁螯合剂能明显抑制DU145细胞生长,在FGFR1敲除细胞中抑制效果更为明显;同时铁螯合剂也通过影响铁蛋白转运促进DU145细胞凋亡增加,普鲁士蓝染色表明铁螯合剂FGFR1敲除协同降低DU145胞内铁载量;BrdU免疫荧光染色也显示FGFR1敲除减少DU145细胞增殖,加入铁螯合剂后抑制作用更为明显,结果表明铁螯合剂协同FGFR1敲除可显著降低DU145胞内铁含量来抑制前列腺肿瘤细胞的生长。
结论:
FGFR1异常表达通过调节铁转运影响胞内铁载量而影响前列腺肿瘤进展,FGFR1敲除能显著降低胞内铁含量及氧化应激与炎症信号,铁螯合剂协同促进FGFR1敲除所引起的肿瘤细胞抑制作用。
前列腺癌是男性生殖系统最常见的恶性肿瘤,也是肿瘤致死的第二大原因。机体铁含量增加在前列腺癌的生长、血管发生和转移中起着重要的作用,减少细胞内铁含量可明显抑制前列腺肿瘤进展。研究发现FGFR1信号异常与前列腺肿瘤发生发展密切相关,FGFR1信号分子可否通过调节铁代谢影响前列腺肿瘤进展仍鲜有研究。本课题将深入研究FGFR1与前列腺肿瘤细胞铁代谢之间的相互关系,探讨铁螯合剂协同FGFR1信号抑制对前列腺肿瘤细胞生长的影响,为前列腺肿瘤的治疗提供新的方向。
方法:
1.利用普鲁士蓝染色法对人前列腺癌切片进行组织内铁染色,分析铁含量与前列腺癌恶性程度的关系;对人高分化以及低分化前列腺癌的FGFR1和转铁蛋白1(TFR1)进行免疫组织化学染色,分析人前列腺癌中FGFR1与铁水平的相关性;利用Western blotting检测人前列腺肿瘤细胞DU145和LNCaP中铁代谢相关蛋白的表达及细胞内铁储量;同时检测分析FGFR抑制后对DU145细胞铁代谢的影响,深入分析前列腺癌中FGFR1与铁代谢的相关性。
2.利用CRISPR/Cas9系统敲除前列腺肿瘤细胞DU145中的FGFR1基因,比较敲除前后对细胞构成的影响;利用q-PCR及Western blotting技术检测DU145细胞FGFR1敲除前后铁代谢相关蛋白TFR1、FPN、Hepcidin等的表达,分析FGFR1敲除对铁代谢的影响;利用铁水平检测试剂盒检测FGFR1敲除前后DU145细胞内铁含量变化,进一步分析FGFR1敲除对铁代谢的影响。
3.免疫荧光法检测FGFR1敲除前后DU145细胞内活性氧水平,相应试剂盒检测细胞内谷胱甘肽氧化酶、GPXS和MDA表达,QPCR以及Western blotting技术检测脂质过氧化相关指标SOD-2和GPX4表达,分析FGFR1敲除对DU145细胞氧化应激及脂质过氧化的影响;利用WB和ELISA法检测炎症刺激因子IL-6的表达情况,探讨FGFR1敲除对DU145细胞炎症信号的影响。
4.细胞给予铁螯合剂去铁胺处理后,利用普鲁士蓝染色法进行细胞内铁染色,分析加入DFO后对FGFR1敲除前后DU145细胞中铁含量的影响;利用Western blotting技术检测铁代谢相关指标的变化,利用BrdU荧光检测FGFR1敲除之后以及给予去铁胺处理后DU145细胞生长的变化,进一步分析铁螯合剂和FGFR1缺失的协同作用对细胞铁载量及增殖凋亡的影响。
结果:
1.前列腺癌恶性程度越高,铁的含量也随之升高;FGFR1表达与转铁蛋白TFR1的表达呈正相关;与FGFR1高表达DU145细胞相比,FGFR1低表达的LNCaP细胞中,转铁蛋白TFR1表达降低,铁输出蛋白FPN升高;抑制FGFR1也能明显改变FGF2刺激的铁代谢蛋白及信号通路变化,结果表明前列腺肿瘤FGFR1表达与铁储量及肿瘤进展密切相关。
2.免疫荧光结果显示FGFR1敲除显著增加DU145细胞E-cadherin表达,且明显降低细胞内铁含量;QPCR以及Western blotting结果均显示,与对照组相比,FGFR1敲除使铁代谢调节蛋白TFR1、DMT1、FTH1、Hepcidin表达降低,FPN表达升高,结果表明FGFR1敲除可通过调节铁代谢相关蛋白变化明显减低胞内铁含量从而影响DU145细胞表型。
3.DHE染色显示FGFR1敲除后,DU145细胞活性氧含量明显降低;与对照组相比,FGFR1敲除后DU145细胞中GPX4在转录水平及胞外分泌量均升高、胞内谷胱甘肽升高、细胞生成MDA含量降低;此外,FGFR1敲除明显抑制炎症因子IL-6蛋白表达及分泌,结果表明FGFR1敲除可改变DU145细胞内脂质过氧化水平及细胞炎症信号。
4.细胞增殖研究发现铁螯合剂能明显抑制DU145细胞生长,在FGFR1敲除细胞中抑制效果更为明显;同时铁螯合剂也通过影响铁蛋白转运促进DU145细胞凋亡增加,普鲁士蓝染色表明铁螯合剂FGFR1敲除协同降低DU145胞内铁载量;BrdU免疫荧光染色也显示FGFR1敲除减少DU145细胞增殖,加入铁螯合剂后抑制作用更为明显,结果表明铁螯合剂协同FGFR1敲除可显著降低DU145胞内铁含量来抑制前列腺肿瘤细胞的生长。
结论:
FGFR1异常表达通过调节铁转运影响胞内铁载量而影响前列腺肿瘤进展,FGFR1敲除能显著降低胞内铁含量及氧化应激与炎症信号,铁螯合剂协同促进FGFR1敲除所引起的肿瘤细胞抑制作用。