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在全球范围内,胃癌是造成癌症相关死亡的第三大原因。在病理学上,胃癌被认为是基因-环境相互作用产生的典型疾病;此外,各种基因和表观遗传学改变也与其癌变有关。越来越多的证据表明,在胃癌细胞中观察到异常的表观遗传修饰,包括DNA甲基化。尽管目前对于胃癌治疗的研究已取得相当大的进展,但由于胃癌一经发现多数为晚期且伴随高侵袭性,导致胃癌的预后仍然很差。因此研究治疗胃癌的药物和治疗靶点具有十分重要的意义。作为黄酮类化合物的一种,白杨素具有多种药理作用,如抗炎,抗氧化,且已被证明在多种癌症中具有抗癌作用。鉴于白杨素来源广泛,容易获得且对正常细胞毒性很小,有潜力发展为广谱抗癌药物。TET家族蛋白是重要去甲基化酶,介导5mC去甲基化为5hmC最终转变为胞嘧啶。这种表观遗传学调控在癌症的发生发展中起重要作用,多项研究发现TET蛋白在癌症中异常表达,与患者的预后密切相关。CRISPR/Cas9位点特异性核酸酶系统具有的高效性、特异性和多功能性,其作为基因组编辑工具得到了广泛的应用。该系统利用RNA引导的Cas9蛋白与sgRNA结合,在靶基因组DNA中诱导双链断裂。此外,CRISPR/Cas9系统可以选择性地调节表观遗传因子,包括DNA甲基化。因此,本研究使用CRISPR/Cas9系统对TET1基因进行靶向修饰。本研究首先选用适当浓度梯度白杨素处理胃癌细胞MKN45和正常细胞GES-1,发现胃癌细胞对白杨素处理更敏感,40μM白杨素处理能显著抑制胃癌细胞增殖,但对正常细胞无明显毒性作用。接下来在细胞水平上探究白杨素对胃癌发生发展的作用,结果表明白杨素处理能够诱导MKN45细胞凋亡,使细胞停滞在G0/G1期,抑制细胞迁移和侵袭。在动物水平上,白杨素处理荷瘤裸鼠能显著抑制肿瘤的生长。表明白杨素在体外和体内均能抑制胃癌进展。接下来分析了TET在胃癌细胞与正常细胞中表达量的差异,并研究白杨素能否调控TET的表达。结果发现TET1在胃癌细胞MKN45中表达显著降低,这可能是导致胃癌中许多抑癌基因甲基化水平升高而沉默的原因。白杨素处理在细胞水平上能介导TET1表达及5hmC水平上调,在动物水平也能升高TET1表达,因此我们猜测白杨素可能通过调控TET1表达来发挥其抗癌作用。为进一步研究白杨素抗癌作用的机制,我们对TET1进行敲低和过表达验证TET1在胃癌细胞中的作用,结果表明过表达TET1能抑制细胞增殖,诱导细胞凋亡,并抑制细胞迁移和侵袭,而白杨素能促进TET1表达,证明白杨素可以通过调控TET1表达来影响胃癌的进展。此外,siTET1与白杨素联合处理结果表明,siTET1能挽救白杨素处理造成的细胞迁移和侵袭的抑制。进一步在TET1外显子2中设计了2个sgRNA,并将敲除和过表达TET1的胃癌细胞注射到裸鼠皮下成瘤,结果显示敲除TET1会促进肿瘤生长,而过表达TET1能抑制肿瘤生长。此外,白杨素处理能够挽救TET1缺失造成的肿瘤异常生长,说明白杨素能够促进抑癌基因TET1表达来抑制胃癌的发生发展。综上所述,TET1在胃癌中表达显著降低并且能发挥抑癌作用,白杨素能够上调胃癌中抑癌基因TET1表达,从而诱导细胞凋亡,抑制细胞转移和肿瘤生长。