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PLCE1(phospholipase C epsilon-1,PLCE1)不仅具有磷脂酶家族成员共有的催化PIP2水解产生IP3和DAG等第二信使的功能,还因其具有Ras相关结构域和鸟苷酸交换因子结构域,而具有癌基因的作用。从2010年起,GWAS研究开启了PLCE1单核苷酸多态性与疾病相关性的探讨。我们的前期研究也证实了PLCE1 rs2274223和rs3765524与胃癌风险相关,通过motifscan的生物信息学软件分析,我们发现PLCE1与DNA-PK可能存在相互作用。DNA-PK是DNA双链断裂损伤修复过程中非同源末端重组的关键参与分子,对于DNA双链断裂损伤有较强的修复作用。为了揭示胃癌发生发展中PLCE1多态性与基因表达及其功能的关系、PLCE1对胃癌细胞生物学行为的影响以及PLCE1是否参与胃癌化疗药物耐药及其分子机制,本研究设计并进行了如下四部分实验。 第一部分、PLCE1 rs3765524和rs2274223与基因表达。 目的:研究PLCE1 rs3765524C>T和rs2274223A>G对PLCE1表达的影响。 方法:用DNA测序技术对多种胃癌细胞系进行PLCE1 rs3765524和rs2274223基因分型,RT-PCR和WB检测胃癌细胞系PLCE1表达水平,重叠延伸PCR和双点突变技术克隆构建重组PLCE1真核表达载体PLCE1 Minor和PLCE1 Major,基因转染鉴定PLCE1 SNP对PLCE1表达的影响。 结果:6种胃癌细胞系中存在PLCE1 rs3765524和rs2274223多态性,且Trs3765524和Grs2274223(PLCE1 Minor)以及Crs3765524和Ars2274223(PLCE1 Major)存在连锁现象;与GES-1胃正常上皮细胞相比,6种胃癌细胞系中PLCE1的表达水平差异显著,其表达与胃癌细胞分化无明显相关,与SNP基因型存在一定的相关性,PLCE1 Minor基因型的胃癌细胞中PLCE1 mRNA和蛋白表达水平高于PLCE1 Major基因型的胃癌细胞;克隆了PLCE1全长cDNA并发现了新的异构体,获得了Trs3765524 G rs2274223 Minor型和Crs3765524 A rs2274223 Major型重组真核表达载体;瞬时转染HEK-293T细胞和稳定转染SGC-7901胃癌细胞均证实Minor型PLCE1表达高于Major型。 结论:胃癌细胞中存在不同的PLCE1 rs3765524和rs2274223基因型,PLCE1表达与胃癌细胞分化无明显相关,与SNP基因型存在一定的相关性,PLCE1 Minor可明显提高PLCE1的表达水平。 第二部分、PLCE1对胃癌细胞增殖、平板克隆形成、侵袭转移和凋亡的影响。 目的:研究PLCE1表达水平对胃癌细胞增殖、平板克隆形成能力、迁移和侵袭能力及细胞凋亡的影响。 方法:MTS实验检测PLCE1对胃癌细胞增殖的影响,平板克隆形成实验检测PLCE1对对胃癌细胞平板克隆形成能力的影响,transwell实验检测PLCE1对胃癌细胞侵袭转移的影响,流式细胞技术检测PLCE1对胃癌细胞凋亡的影响。 结果:与转染空载体组比较,转染PLCE1 Minor和转染PLCE1 Major组的胃癌细胞增殖能力变强,克隆形成数目增多,侵袭和迁移细胞数目增多,但凋亡分数减少,且以PLCE1 Minor组的变化幅度更大。 结论:PLCE1过表达可以促进胃癌细胞的增殖、克隆形成、侵袭与转移并抑制胃癌细胞的凋亡,且这一作用随PLCE1表达水平的升高而加强。 第三部分、PLCE1表达与胃癌细胞对化疗药物的耐药关系。 目的:研究PLCE1对胃癌细胞化疗药物耐受能力的影响。 方法:MTS、Probit求算IC50、流式细胞技术、shRNA干涉、基因转染等。 结果:PLCE1表达水平不同的胃癌细胞对化疗药物敏感性有差异,羟喜树碱(HCPT)、阿霉素(DOXO)和5-氟尿嘧啶(5-FU)等化疗药对PLCE1表达水平高的SGC-7901细胞的IC50明显大于PLCE1表达水平低的AGS细胞,其中以HCPT的作用差异倍数最大;HCPT对四种不同胃癌细胞系的IC50随其PLCE1的表达水平升高而增大;干涉PLCE1可降低HCPT对胃癌细胞的IC50,增加细胞凋亡;PLCE1过表达后,HCPT对其IC50提高,凋亡水平降低,且以PLCE1 Minor造成的变化幅度较大。 结论:PLCE1高表达可提高HCPT等化疗药物对胃癌细胞的IC50并降低其对胃癌细胞引起的凋亡损害,提高胃癌细胞在化疗药损伤下的存活率。 第四部分、PLCE1参与胃癌细胞耐药的分子机制研究。 目的:揭示PLCE1促进胃癌细胞耐药的分子机制。 方法:RT-PCR和WB检测PLCE1和Snail等相关基因的表达,transwell实验检测耐药细胞迁移和侵袭能力,IP实验检测PLCE1和DNA-PKcs的相互作用,免疫荧光检测高尔基体的分散面积。 结果:成功构建了耐受HCPT的SGC-7901/HCPT胃癌细胞系,耐药指数达到6.8±0.3; HCPT耐药细胞系的PLCE1、vimentin、snail表达水平提高且E-cadherin表达下调,迁移和侵袭细胞数目增多;HCPT处理能提高PLCE1和DNA-PKcs的表达水平,同时提高snail、fanscin1、vimentin和slug的表达,降低E-cadherin的表达水平;多种胃癌细胞系中PLCE1与DNA-PKcs的表达水平存在一致性;IP实验发现PLCE1与DNA-PKcs有相互作用;免疫荧光发现PLCE1促进HCPT引起的胃癌细胞高尔基体的分散;DNA-PK抑制剂可提高HCPT对胃癌细胞的杀伤效果。 结论:PLCE1高表达与胃癌细胞的HCPT耐药相关,可能的机制包括通过促进胃癌细胞的侵袭和转移来提高胃癌细胞对化疗药物的耐受能力;通过促进DNA-PKcs的表达来加强DNA损伤修复能力,并最终提高胃癌细胞对DNA损伤类化疗药的耐受能力;通过促进高尔基体的重塑与分散,阻碍化疗药物产生的死亡信号传递,从而增加细胞存活率。联合应用DNA-PKcs抑制剂可提高化疗药物HCPT的敏感性,并减少HCPT药物用量。