NSD2在肝细胞癌增殖和转移中的作用及机制研究

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研究背景及目的:肝癌是世界范围内威胁患者生命的恶性癌症之一,发病率和致死率均位居前十。在我国,其发病率和致死率分别位居第四和第三,而且均呈上升趋势。肝细胞癌(hepatocellular carcinoma,HCC)是最常见的肝癌类型。HCC的发生发展是一个多步骤、多阶段的病理学过程,其恶性增殖和侵袭转移是HCC患者致死的主要原因。NSD2是组蛋白甲基转移酶NSD家族的成员之一。NSD家族成员均可以通过催化组蛋白H3第36位赖氨酸发生一甲基化(H3K36me1)、二甲基化(H3K36me2)调控基因的表达。有研究表明,NSD家族在多种癌症组织中高表达,且参与癌细胞增殖和侵袭转移。然而,NSD2在HCC中的作用及其分子机制尚未见报道。本课题旨在探讨HCC中NSD2的作用并初步探究其分子机制,为阐明NSD2介导HCC细胞增殖和侵袭转移提供理论依据,也为HCC的治疗提供可能的潜在靶标。研究内容和方法:在GEO数据库中选择HCC数据库,分析NSD2在HCC患者中的表达水平,以及与HCC患者临床信息的相关性;GSEA分析NSD2在人HCC中可能参与的生物学过程;收集HCC患者临床样本,Real-timePCR以及免疫组化检测癌组织和癌旁组织中NSD2的表达水平。以人正常肝组织细胞系LO2以及人HCC细胞系LM3、HepG2、BEL-7402、SMMC-7721、Huh7为研究对象,运用PCR和Western Blot检测其NSD2的表达水平,挑选高表达NSD2的HCC细胞系进行后续研究;沉默NSD2后,运用CCK-8实验检测其对细胞增殖能力的影响;流式细胞术检测HCC细胞周期的变化;Western Blot 检测 HCC 细胞中 IKKα+β、p-IKKα的表达水平变化;FITC Annexin V/PI凋亡试剂盒检测HCC细胞凋亡;运用慢病毒包装技术建立NSD2 HCC稳定干扰株,皮下注射BALB/c-nu小鼠检测在体内NSD2对细胞增殖的影响。沉默NSD2后,运用划痕愈合、Transwell、Matrigel-Transwell实验检测其对HCC细胞迁移侵袭能力的影响;Real-time PCR检测TWIST1及MMPs的表达水平变化;NSD2 HCC稳定干扰株构建裸鼠尾静脉转移模型,检测在体内NSD2对HCC细胞转移的影响。研究结果:NSD2在HCC患者癌组织中高表达,且与HCC患者的转移相关,影响患者预后。GSEA基因富集分析的结果提示NSD2在HCC中可以富集多种调控细胞周期及DNA修复的基因集。与人正常肝组织细胞系LO2相比,NSD2在多种HCC细胞系中高表达,我们挑选了 BEL-7402细胞和HepG2细胞进行后续实验。CCK-8的结果显示干扰NSD2后,HCC细胞的增殖能力明显降低,且细胞周期发生变化,细胞被阻滞在G2/M期;干扰NSD2后,p-IKKα的表达水平明显降低;动物模型结果提示,干扰NSD2后,体内HCC细胞的增殖被明显抑制,与对照组相比,NSD2干扰组肿瘤生长缓慢。此外,干扰NSD2后,BEL-7402细胞和HepG2细胞凋亡明显增加。实验结果提示NSD2可能通过调控IKKα/NF-κB信号通路,促进HCC细胞的增殖,抑制细胞凋亡。体外侵袭和迁移实验证实NSD2可以调控HCC细胞的侵袭和迁移。抑制NSD2后显著降低了 HCC细胞的侵袭和迁移;沉默NSD2后,TWIST1、MMP7、MMP9、MMP14表达水平明显降低,提示NSD2可能通过调控TWIST1、MMP7、MMP9、MMP14调控HCC细胞的侵袭和迁移;在动物模型中,实验结果显示相比于对照组,干扰NSD2后小鼠生存期更长,且生存状态更好;干扰NSD2后裸鼠小动物活体成像检测到的肺部荧光强度较低,且浸润程度小,肺组织中HepG2细胞的比例低,提示NSD2可以促进HepG2细胞向肺组织的侵袭。结论:NSD2在HCC患者癌组织中高表达,且与患者不良预后密切相关;NSD2可能通过活化IKKα/NF-κB信号通路促进HCC细胞的增殖;NSD2可能通过上调TWIST1、MMP7、MMP9、MMP14进HCC细胞的转移和侵袭。提示NSD2可作为治疗HCC的潜在靶标。
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