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[目的]第10号染色体上缺失的与张力蛋白同源的基因(phosphataseandtensinhomologydeletedchromosome10,PTEN)是继发现P53后又一个与多种肿瘤发生发展密切相关的抑癌基因,而且是发现的第一个具有双重特异磷酸酶活性的抑癌基因,也是最近研究较热的基因之一。许多的文献报道,PTEN基因阻碍细胞G1期向S期过渡,抑制细胞增殖,同时可以从多条信号途径促进细胞凋亡。但由于此基因在结构上与张力蛋白高度同源,且粘着斑激酶(focaladhesionkinase,FAK)是其天然的作用底物,所以有理由推测PTEN基因对细胞的运动迁移能力有着重要的影响。国外学者已经在前列腺癌、膀胱癌的研究中发现PTEN基因可以在一定程度上抑制肿瘤细胞的迁移,但其作用机制尚未明了。本研究旨在探讨PTEN基因对乳腺癌细胞粘附、侵袭能力的影响及其机制,以期PTEN基因能成为乳腺癌转归、预后评价的有用指标,为临床诊断和治疗提供理论依据。
[方法]利用脂质体介导法将pBP-wt-PTEN、pBP-G129R-PTEN和pBP-G129E-PTEN质粒分别转染入PTEN基因缺失的乳腺癌细胞株ZR-75-1,用嘌呤霉素成功筛选转入的阳性细胞克隆,并通过PCR和Western-blot方法分别从基因和蛋白质水平检测质粒是否成功转入并获得表达。通过粘附、侵袭实验比较pBP-wt-PTEN、pBP-G129R-PTEN和pBP-G129E质粒成功转染细胞和未经转染细胞之间的粘附、侵袭能力差异。通过Western-blot方法检测各组细胞的总FAK和p397-FAK磷酸化水平,免疫组化方法检测基质金属蛋白酶-2(MMP-2)和E-钙连素(E-CD)的表达情况及RT-PCR检测各组细胞P53mRNA水平分析PTEN基因对FAK磷酸化、MMP-2和E-cadherin表达和P53转录水平的影响,从而明确PTEN与乳腺癌细胞转移间的关系及可能机制。
[结果](1)pBP-wt-PTEN、pBP-G129R-PTEN和pBP-G129E-PTEN三种质粒在DH5α细菌中成功转化,并经限制性酶切反应确定所提取的质粒是我们希望得到的三种质粒。
(2)pBP-wt-PTEN、pBP-G129R-PTEN和pBP-G129E-PTEN三种质粒同荧光质粒共同转染ZR-75-1细胞,通过可光下计数细胞总数,荧光显微镜下计数成功转染细胞数,而得到它们的转染率分别为93.%、89%和90.5%。
(3)用0.8mg/mL嘌呤霉素从转染细胞中筛选到成功转染细胞,并通过PCR和Western-blot证明筛选出的细胞是质粒成功转入并获得表达的细胞。
(4)pBP-wt-PTEN、pBP-G129R-PTEN和pBP-G129E-PTEN三种质粒转染的细胞粘附抑制率分别为65.7%,8.8%和43.5%。侵袭抑制率分别为70.4%,6.9%和63.5%.
(5)Western-blot分析表明pBP-wt-PTEN、pBP-G129R-PTEN和pBP-G129E-PTEN三种质粒转染的细胞总FAK水平差异无显著性,但pBP-wt-PTEN细胞p397-FAK水平比pBP-G129R-PTEN细胞低而与pBP-G129E-PTEN细胞无差异。
(6)免疫组化分析表明pBP-wt-PTEN、pBP-G129R-PTEN和pBP-G129E-PTEN三种质粒转染的细胞MMP-2水平彼此间差异具有统计学意义,pBP-wt-PTEN细胞低于pBP-G129E-PTEN细胞、pBP-G129E-PTEN细胞低于pBP-G129R-PTEN细胞。但它们间E-cadherin水平差异无显著性。
(7)RT-PCR分析显示,pBP-wt-PTEN细胞P53mRNA水平高于pBP-G129E-PTEN细胞、pBP-G129E-PTEN细胞高于pBP-G129R-PTEN细胞,但pBP-G129R-PTEN细胞与未经转染细胞间差异无显著性。
[结论]野生型PTEN基因表达产物具有双重特异性磷酸酶活性,包括脂质磷酸酶活性和蛋白磷酸酶活性。PTEN基因对乳腺癌细胞迁移具有抑制作用,其作用机理与其磷酸酶活性有关,其中蛋白磷酸酶活性可能发挥主要作用,它能使FAK等蛋白去磷酸化,从而影响细胞变形运动、粘附、侵袭能力。同时,PTEN能降低MMP-2蛋白表达水平,而降低其水解Ⅳ型胶原纤维能力;上调P53转录水平增强P53凋亡信号,促进细胞凋亡也可能是其作用机制的一部分。因此,PTEN基因有希望应用于评估乳腺癌发生转移的可能性大小,为临床治疗和估计预后提供实验依据。