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目的:
R-spondin家族是近年来发现的一类重要的Wnt途径激活因子。R-spindin2(RSPO2)作为R-spondin家族的一员,在胚胎发育,骨骼形成和肌肉分化过程中发挥着重要作用,其突变能引起Dupuytren病。一直以来RSPO2被认为是Wnt途径的激活剂,但它在癌症中的作用仍不清楚。前期工作中,我们课题组发现在肠癌细胞HCT116和DLD1中,RSPO2能够抑制细胞生长和肿瘤形成。本课题就其抑制肿瘤生长的分子机制进行了研究。
方法:
1)通过克隆形成,MTT和裸鼠成瘤实验研究RSPO2对肠癌细胞增殖的影响。
2)通过双报告基因检测RSPO2和LGR5对Wnt途径活性的影响。
3)通过Real-time PCR和免疫荧光染色分别检测RSPO2对β-catenin和LGR5mRNA和蛋白水平的影响。
4)通过Western blot检测RSPO2对Wnt下游基因的作用。
5)通过对LGR5进行RNA干扰和过表达,研究RSPO2对Wnt途径的影响与LGR5的关系。
6)通过相关性分析研究RSPO2和LGR5在肠癌中表达是否具有相关性。
结果:
1) RSPO2通过负调控Wnt/β-catenin信号通路抑制肠癌细胞生长。双报告基因检测结果显示RSPO2能够抑制Wnt途径活性;Western blot检测发现高表达RSPO2的LS174T和DLD1细胞,Wnt途径下游基因C-Myc、Cyclin D1和CD44表达明显下调;Real-time PCR和免疫荧光检测发现,经RSPO2蛋白处理,DLD1和LS174T细胞的β-catenin蛋白水平明显下调而mRNA水平未见改变。
2) RSPO2对Wnt/β-catenin信号通路的抑制伴随着LGR5上调。Western blot实验发现LS174T和DLD1细胞经RSPO2蛋白处理后LRP6的磷酸化和β-catenin的水平在1h时均发生上调,之后逐渐减弱,6h时低于起始水平;Real-time PCR和免疫荧光检测发现,经RSPO2蛋白处理,DLD1和LS174T细胞LGR5的mRNA和蛋白水平均明显上调。
3)RSPO2对Wnt/β-catenin信号通路的抑制依赖LGR5表达。在DLD1细胞中干扰LGR5后RSPO2对Wnt途径的抑制作用消失;LGR5稳定高表达的HEK293细胞与对照组相比,RSPO2蛋白对Wnt途径的促进作用随时间逐渐减弱并最终表现为抑制;双报告基因检测结果显示在HEK293细胞中共转染LGR5和RSPO2质粒,RSPO2对Wnt途径的促进作用随LGR5浓度的升高而逐渐减弱。在DLD1细胞中也出现类似结果。
4)肠癌中RSPO2和LGR5的表达呈现负相关。通过Real-time PCR检测发现50对肠癌样本中有36对LGR5表达明显上调,并且LGR5与RSPO2的表达呈负相关。
结论:
在LGR5高表达的肠癌细胞系中,RSPO2通过负调控Wnt/β-catenin信号通路抑制细胞增殖。RSPO2能够瞬时增强Wnt/β-catenin信号通路导致LGR5表达上调,随后引起β-catenin降解从而抑制Wnt途径。我们的研究发现了一个肠癌中RSPO2引起的LGR5依赖的Wnt途径负反馈调节机制。