SiRNA沉默抗凋亡基因Bcl-2的表达诱导人胃癌SGC-7901细胞Beclin 1依赖途径的细胞自噬的探讨

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目的:Ⅰ型程序性细胞死亡(凋亡,apoptosis)和Ⅱ型程序性细胞死亡(自噬,autophagy)在调节机体环境稳态、疾病发展和清除恶性肿瘤细胞中发挥重要的生理和病理作用。自噬和凋亡在肿瘤中均可发挥促进肿瘤细胞生存或死亡的双重作用,二者同为程序性细胞死亡之间存在十分复杂的联系。凋亡分子机制的研究已相当成熟,Bcl-2蛋白家族在凋亡过程中发挥至关重要的作用,然而自噬的分子机制尚不清楚。最近研究结果显示,作为自噬最重要的效应分子和肿瘤抑制因子Beclin1最初作为抗凋亡蛋白Bcl-2的交互蛋白而被分离出来, Beclin1通过其BH3(Bcl-2-homology-3(BH3) amphipathic alpha-helix)结构域与抗凋亡蛋白Bcl-2上的BH3受体(BH3receptor)结合,而抗凋亡蛋白Bcl-2在细胞自噬中的作用有待进一步研究。研究表明,在亚洲和世界范围内胃癌死亡率居于人类癌症死亡率的第二位,居于中国癌症死亡率的首位。而人胃癌SGC-7901细胞过表达抗凋亡蛋白Bcl-2,本研究旨在通过干扰RNA介导的基因敲除技术,降低抗凋亡蛋白Bcl-2的表达以揭示其在细胞自噬中的作用,为胃癌的临床治疗提供新方法,并为干扰RNA应用于临床治疗提供新的理论和实验依据。方法:1应用基因转染、Real Time RT-PCR(real time reversetranscription polymerase chain reaction)、Western-Blot方法检测外源性Bcl-2特异性干扰RNA(Bcl-2siRNA)介导的抗凋亡因子Bcl-2转录后的基因沉默效应。2应用Real Time RT-PCR、Western-Blot方法检测Bcl-2siRNA转录SGC-7901细胞前后自噬效应分子Beclin1的mRNA和蛋白表达水平的变化,并分析其与抗凋亡因子Bcl-2之间的关系。3转染Bcl-2特异性siRNA后,提取基因组DNA,利用琼脂糖凝胶电泳检测基因组DNA的降解情况,看其细胞是否发生凋亡。4用透射电子显微镜(Transmission electron microscopy,TEM)对比观察转染Bcl-2特异性干扰RNA(Bcl-2siRNA)组和对照siRNA(controlsiRNA)组自噬小体的变化,判断其细胞是否发生自噬。结果:1Western-Blot结果显示,在Bcl-2过表达的SGC-7901细胞中,转染Bcl-2特异性siRNA(1,2,3)后,抗凋亡蛋白Bcl-2表达明显降低,其蛋白下降量分别为54%、63%、82%。Real Time RT-PCR结果显示转染Bcl-2特异性siRNA-3(Bcl-2siRNA-3)后,Bcl-2的mRNA表达量显著下降,其抑制率为98%。2Bcl-2特异性siRNA(Bcl-2siRNA)沉默抗凋亡基因Bcl-2后,RealTime RT-PCR和Western-Blot结果均表明自噬特异性效应物Beclin1在mRNA和蛋白表达水平均显著增加,分别为70%,58%。3基因组DNA琼脂糖凝胶电泳结果表明转染Bcl-2特异性siRNA(Bcl-2siRNA-3)后,发生非凋亡性的细胞死亡。4透射电子显微镜对比观察结果显示转染Bcl-2特异性siRNA(Bcl-2siRNA-3)组而非对照siRNA(control siRNA)组细胞中形成大量双层膜包裹未被完全降解的细胞内容物的自噬小体。结论:1Bcl-2特异性siRNA(Bcl-2siRNA)可有效发挥抗凋亡基因Bcl-2转录后的基因沉默(PTGs, post-transcriptional gene silencing)作用。2抗凋亡蛋白Bcl-2应用特异性siRNA沉默其表达后,可诱导人胃癌SGC-7901细胞Beclin1依赖途径的细胞自噬。3Bcl-2特异性siRNA(Bcl-2siRNA)转染人胃癌SGC-7901细胞后,发生的细胞死亡是自噬(Ⅱ型程序性细胞死亡),而非凋亡(Ⅰ型程序性细胞死亡)。
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