c-Fos在TGF-β1促进卵巢癌α1,2-岩藻糖转移酶基因表达中的调控作用

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卵巢癌是常见的女性生殖系统肿瘤,在美国2013年有22,240新增病例和14,030死亡比例,成为导致妇女死亡的第五大恶性肿瘤。因此,关于卵巢癌发生、发展的分子机制研究一直是妇科学者研究探讨的重点。  哺乳动物细胞的细胞被膜由糖脂、糖蛋白和蛋白多糖等构成,通常也称为糖被,糖复合物。在糖基转移酶的催化作用下单糖、寡糖或多糖链以共价键的形式被连接到肽链的特定糖基化位点,称蛋白质糖基化。肿瘤细胞恶性转化的一个重要的特征就是细胞表面糖基化的异常。Lewis y是含有双岩藻糖基的寡糖链,在上皮性卵巢癌中表达增高,其合成的关键限速酶是α1,2-FT。转染α1,2-FT基因FUT1的卵巢癌细胞,不仅Lewis y表达的显著增加,且细胞的增殖能力、侵袭能力、化学药物耐药性都明显的增强。  AP-1主要由Jun和Fos家族成员组成,在细胞因子,生长因子,细菌,感染炎症等多种刺激下,Jun和Fos蛋白形成的同源或异源二聚体与特定的DNA靶序列结合,调控靶基因的转录活性。FUT1启动子区域内存在AP-1反应元件,c-Jun能够特异性结合于FUT1启动子,促进其转录,增加α1,2-FT和Lewis y的表达  TGF-β1能够调节正常生理细胞增殖、分化、运动性、凋亡、胚胎生长发育,血管形成等,但同时能够促进肿瘤细胞的生长、迁移和侵袭,是一种多种生物学功能的细胞因子,在恶性肿瘤中,TGF-β1高表达与Lewis y高表达呈正相关,卵巢癌细胞TβRⅠ和TβRⅡ中均含有Lewis y结构。TGF-β1与细胞膜上受体结合后,除激活Smads通路外,也激活其它的信号途径(如MAPKs,PI3Ks等通路)调节转录。AP-1是MAPKs,PI3Ks及Smads信号通路重要效应因子,其表达及活性受信号转导通路的调节,而信号转导通路的异常激活在肿瘤的发生、发展过程中起着关键性作用  目的:  我们的前期研究证实了FUT1启动子区域内存在AP-1反应元件,c-Jun能够特异性结合于FUT1启动子区域,促进α1,2-FT转录表达,增加Lewis y抗原的表达。那么,在本研究中我们在前期工作的基础上,采用Realtime RT-PCR、Western blot、染色质免疫共沉淀等方法,研究c-Fos在TGF-β1诱导卵巢癌α1,2-FT表达中的作用,推测TGF-β->AP-1->α1,2-FT->Lewis y->TβR的信号通路。  方法:  第一部分:免疫荧光细胞化学染色法检测三组卵巢癌细胞中c-Fos的表达;Real time PCR方法检测卵巢癌组织及正常卵巢组织中c-Fos及α1,2-FT mRNA的表达;免疫组织化学染色法检测上皮性卵巢癌组织、交界性卵巢上皮性肿瘤、良性卵巢上皮性肿瘤及正常卵巢组织中c-Fos的表达。  第二部分:Western blot检测不同浓度TGF-β1处理后三组卵巢癌细胞c-Fos、c-Jun的表达;分别用c-Fos表达载体、c-Fos siRNA、TGF-β受体抑制剂、JNK通路抑制剂处理卵巢癌细胞CAVO3,Western blot检测c-Fos、Lewis y及MAPKs通路信号分子p-JNK、JNK、p-P38、P38、p-ERK、ERK的表达;双萤光素酶报告基因法检测c-Fos/AP-1对α1,2-FT基因启动子活性的影响;ChIP方法鉴定c-Fos、c-Jun与α1,2-FT基因启动子结合。  第三部分:TGF-β1作用下,c-Fos表达载体及c-Fos siRNA分别瞬时转染卵巢癌细胞:MTT法检测细胞生长情况;克隆形成实验检测克隆形成率;Transwell法检测细胞体外侵袭能力。  结果:  第一部分:免疫荧光细胞化学方法显示恶性程度高的卵巢癌细胞系中c-Fos在胞浆和胞核都表达增高,在恶性程度相对低的卵巢癌细胞系中主要在细胞核表达;Real time PCR方法显示在卵巢癌组织中c-Fos及α1,2-FT mRNA的表达高于正常卵巢组织,且二者在卵巢癌组织中的表达呈显著正相关;免疫组织化学染色法显示c-Fos在卵巢癌和交界性卵巢上皮性肿瘤组织中的表达显著高于良性卵巢上皮性肿瘤和正常卵巢组织,且c-Fos在卵巢癌组织中的表达与Lewis y呈显著正相关。进一步分析c-Fos在卵巢癌中的表达与组织分化、手术病理分期有关,与病理类型及有无淋巴结转移无关。  第二部分:在卵巢癌细胞中c-Fos和c-Jun的表达与TGF-β1呈明显的剂量依赖关系。c-Fos siRNA、TGF-β受体抑制剂、JNK通路抑制剂处理卵巢癌细胞后,c-Fos和Lewis y表达水平降低,同时MAPKs通路的下游信号分子p-P38、p-JNK蛋白表达降低。卵巢癌细胞过表达c-Fos后,Lewis y表达增加,p-P38、p-JNK蛋白表达亦增加,但是在本研究中ERK和p-ERK均没有明显变化。前期已构建FUT1启动子萤光素酶报告基因载体,萤光素酶法验证其具有转录活性;相比只转染c-Jun表达载体,共转染c-Fos和c-Jun可以显著增加FUT1启动子的萤光素酶活性,但是单独转染c-Fos并不能提高FUT启动子的荧光素酶活性。ChIP实验验证了c-Fos能够特异性结合于包含AP-1结合位点的FUT1启动子区域。  第三部分:MTT、克隆形成实验和Transwell的结果显示,c-Fos siRNA可以抑制TGF-β1的促进细胞增殖和侵袭的作用;而过表达c-Fos则可以促进其作用。  结论:  第一部分:c-Fos在恶性程度高的卵巢癌细胞中胞核和胞浆都有高表达,在卵巢癌组织中表达也显著增高,且与α1,2-FT mRNA及Lewis y表达显著正相关。  第二部分:TGF-β1通过MAPKs信号转导通路激活c-Fos和c-Jun,c-Fos能够特异性结合于FUT1启动子区域AP-1反应元件,促进α1,2-FT表达,增加Lewis y抗原的表达。  第三部分:c-Fos介导TGF-β1调节α1,2-FT及Lewis y的表达,参与其促进卵巢癌细胞的增殖、侵袭等生物学行为。
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