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研究背景:胶质瘤是颅内原发肿瘤中发生率最高的恶性肿瘤,其中绝大部分是星形细胞瘤。由于恶性胶质瘤生物学行为上的高侵袭性,因此现有的治疗手段(包括手术、放疗和化疗等)均难以奏效,恶性胶质瘤预后总体较差,一年生存率仅约30%。近年来研究表明,肿瘤细胞凋亡机制受遏、细胞死亡不足和细胞异常增殖、细胞周期调控紊乱均是胶质瘤综合治疗失败的原因,因此研究胶质瘤细胞凋亡和细胞周期调控的分子机制及寻找关键靶位点成为了胶质瘤研究领域的热点之一,对最终阐明胶质瘤发生发展的机制和治愈该病意义重大。Pescadillo是近年发现的一个进化上高度保守的基因,最近有研究表明其可能参与了肿瘤的发生和发展,但迄今为止,对于Pescadillo在胶质瘤发生发展中的生物学功能及其分子机制的研究仍处于起步水平,目前仅知Kinoshita等采用免疫印迹检测方法在5例恶性胶质瘤中检测了Pescadillo的表达情况,结果表明Pescadillo在胶质瘤组织的表达明显高于肿瘤旁组织。但Pescadillo的表达与胶质瘤临床不同分级、患者的预后等临床病理特征是否具有相关性则完全不明确,其在胶质瘤发生发展中的意义及分子机制也不清楚。因此研究Pescadillo如何参与胶质瘤的发生和发展、如何调控胶质瘤细胞增殖和抗凋亡功能,将为阐明恶性胶质瘤发生、发展的理论提供新的内容,对胶质瘤早期诊断及治疗亦有一定的意义。
研究目的:
1.研究Pescadillo在人颅内星形细胞瘤中的表达情况及其表达水平与临床分级和患者生存预后的关系。
2.研究Pescadillo在正常星形细胞、胶质瘤细胞和星形细胞瘤配对组织中的表达。
3.研究上调、下调Pescadillo表达对胶质瘤细胞凋亡、增殖的影响,并初步探讨其作用机制。
研究方法:
1.用免疫组化方法对221例星形细胞瘤(其中获得随访追踪资料患者共168例)和5例正常脑组织病理切片标本进行Pescadillo表达的检测。实验数据采用t检验、x2检验、Spearman相关分析、Kaplan-Meier生存分析法和Cox分析法进行分析,p<0.05为具有统计学显著性差异。
2.用半定量PCR和定量PCR法对正常星形细胞系、胶质瘤细胞系(共6株)和星形细胞瘤配对组织中mRNA水平上Pescadillo的表达进行检测;用免疫印迹法对蛋白水平上Pescadillo的表达进行检测;用免疫荧光染色法检测Pescadillo蛋白在恶性胶质瘤细胞中的表达定位。实验数据采用t检验、x2检验进行分析,p<0.05为具有统计学显著性差异。
3.构建pMSCV/Pescadillo和pSuper.puro retro/Pescadillo-RNAi重组质粒,利用我们已建立的逆转录病毒载体介导cDNA及RNAi的表达系统,建立稳定表达Pescadillo cDNA和RNAi的恶性胶质瘤细胞系;用紫外线诱导细胞凋亡、adriamycin诱导细胞凋亡的方法及TUNEL法检测Pescadillo表达上调、下调后对胶质瘤细胞凋亡的影响;用MTT法绘制细胞生长曲线、BrdU掺入法和软琼脂集落形成实验来检测Pescadillo表达上调、下调后对胶质瘤细胞增殖的影响;用免疫印迹法检测Pescadillo表达上调、下调后胶质瘤细胞凋亡相关蛋白和细胞周期相关蛋白的变化。实验数据采用t检验、x2检验进行分析,p<0.05为具有统计学显著性差异。
结论:
1.正常脑组织中未见Pescadillo表达,在星形细胞瘤中则普遍表达。本研究首次发现Pescadillo表达水平与星形细胞瘤的恶性程度及WHO分级显著相关,与星形细胞瘤患者生存预后亦明显相关。Pescadillo可作为一个新的星形细胞瘤分级标准和诊断指标,也是判断星形细胞瘤患者生存预后的一个重要指标。Pescadillo作为星形细胞瘤早期诊断、预后判断及治疗的潜在靶基因具有重要的研究价值。
2.Pescadillo在多株人恶性胶质瘤细胞系中的表达均较在人正常星形细胞系中的表达明显增高。Pescadillo在恶性星形细胞瘤肿瘤组织中呈高表达,而在瘤旁组织中则基本不表达;在低级别星形细胞瘤肿瘤组织中Pescadillo表达量很低,并且与在瘤旁组织中的表达无明显差别,表明Pescadillo表达水平与星形细胞瘤恶性程度有关,Pescadillo表达的增高可能是胶质瘤发生发展过程中重要的一个环节。
3.本研究成功构建了pMSCV/Pescadillo和pSuper.puro retro/Pescadillo-RNAi重组质粒,并有效转染恶性胶质瘤细胞系(U87MG、LN382T),首次成功构建了上调和下调Pescadillo稳定表达的恶性胶质瘤细胞系。
4.本研究发现下调Pescadillo的表达可抑制恶性胶质瘤细胞的增殖,并首次发现下调Pescadillo的表达可诱导恶性胶质瘤细胞凋亡的发生。本研究首次发现,下调Pescadillo表达可诱导恶性胶质瘤细胞凋亡的调控通路可能是P13K/AKT-FOXO3a-Bim-Caspase3-PARP;而抑制恶性胶质瘤细胞增殖可能与pAKT表达降低有关,pAKT表达降低可:①直接下调Cyclin D1表达,使pRb表达减少;②直接上调p27的表达,进而抑制各种Cyclin/CDK的表达;③下调pFOX03a的表达,使FOXO3a失活减少,进而直接或通过上调p27的表达来抑制各种Cyclin/CDK的表达,从而抑制细胞周期。