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研究背景与目的:肝细胞癌(Hepatocellularcarcinoma,HCC)是原发性肝癌中最常见的组织学类型,是全球排名第六的常见癌症,同时也是癌症相关死亡的第三大原因。肝癌细胞的肝外转移是肝癌治愈率低下以及高复发的主要原因之一,因此,深入了解肝癌转移的分子机制,探寻抑制肝癌转移的生物靶标具有重要的研究意义。人Emerin(EMD)基因定位于Xq28,其编码的EMD蛋白是一种高度保守、广泛表达的内核膜蛋白。EMD蛋白在维持细胞核的结构和功能上发挥着重要作用;同时它还能够与肌动蛋白纤维的生长端结合,调控肌动蛋白细胞骨架纤维的装配。研究表明,EMD可以与多种转录活化因子及转录抑制因子结合,在调控基因表达和细胞信号通路以及稳定细胞核和基因组结构上起着非常重要的作用。EMD能够与多种蛋白相互作用,调控下游靶基因的表达,进而调控肿瘤细胞的迁移和侵袭,但EMD是否在肝癌的发生和发展中发挥调控作用还未见报道。本研究主要探究EMD在肝癌细胞迁移和侵袭中的作用及其机制,研究结果有可能为预防和治疗肝癌提供新的靶标。研究方法:1、免疫组织化学染色含103例肝癌组织及其癌旁组织的组织芯片(Tissue microarray,TMA)分析EMD在肝癌组织和癌旁组织中的表达差异。2、采用分子克隆方法构建EMD干扰表达的慢病毒载体,包装成慢病毒后感染低迁移能力的SMMC-7721肝癌细胞和高迁移能力的HCC-LM3肝癌细胞,采用嘌呤霉素筛选获得稳定细胞株后,通过RT-qPCR和Western Blot方法验证稳定干扰表达EMD的肝癌细胞模型是否构建成功。3、通过CCK-8细胞活力检测实验、EdU细胞增殖检测实验和细胞周期检测实验,研究EMD干扰表达对SMMC-7721细胞和HCC-LM3细胞增殖的影响。4、采用Transwell细胞迁移和侵袭实验以及罗丹明标记的鬼笔环肽免疫荧光染色实验,研究EMD干扰表达对SMMC-7721细胞和HCC-LM3细胞迁移和侵袭以及肌动蛋白细胞骨架纤维装配的影响。5、采用小鼠尾静脉内注射HCC-LM3肝癌细胞,建立实验性体内转移小鼠模型,研究EMD干扰表达对肝癌细胞体内转移的影响。6、利用RNA sequencing(RNA-seq)检测EMD干扰表达的肝癌细胞内转录组的改变,并通过RT-qPCR以及Western Blot实验进行了部分验证。7、通过Western Blot和免疫荧光染色实验,探究干扰表达EMD的肝癌细胞内p21蛋白的表达以及分布。8、在稳定干扰表达EMD的肝癌细胞中干扰表达p21,应用Transwell细胞迁移及侵袭实验,检测p21干扰表达对稳定干扰表达EMD的肝癌细胞迁移和侵袭能力的影响;采用罗丹明标记的鬼笔环肽免疫荧光染色实验,观察p21干扰表达对稳定干扰表达EMD的肝癌细胞中肌动蛋白细胞骨架纤维装配的影响;采用Western Blot实验检测p21干扰表达对稳定干扰表达EMD的肝癌细胞内与上皮间质转化(Epithelial to mesenchymal transition,EMT)相关基因表达的影响。研究结果:1、组织芯片的免疫组化染色结果显示,与对应的癌旁组织相比,肝癌组织中EMD的表达上调;EMD在肝癌组织中主要分布于细胞核,而在癌旁组织中则主要分布于细胞质。2、成功构建了 2个EMD干扰表达的慢病毒载体;RT-qPCR以及Western Blot验证结果显示,在感染了 EMD干扰表达慢病毒的SMMC-7721细胞和HCC-LM3细胞中,EMD表达显著下调,提示稳定干扰表达EMD的肝癌细胞模型构建成功。3、CCK-8细胞活力检测实验、EdU细胞增殖检测实验和细胞周期检测实验结果显示,EMD干扰表达对SMMC-7721细胞和HCC-LM3细胞的增殖无显著影响。4、Transwell细胞迁移及侵袭实验结果显示,与对照组细胞相比,EMD干扰表达能够促进SMMC-7721细胞和HCC-LM3细胞的迁移和侵袭;罗丹明标记的鬼笔环肽免疫荧光染色实验结果显示,与对照组细胞相比,EMD干扰表达能够促进肝癌细胞片状伪足的形成。5、实验性体内小鼠转移研究结果显示,与对照组细胞相比,EMD干扰表达能够促进HCC-LM3肝癌细胞在小鼠体内的肝转移和肺转移。6、RNA-seq检测结合RT-qPCR以及Western Blot验证结果显示,与对照组细胞相比,在干扰表达EMD的肝癌细胞中,EMT相关基因E-cadherin(E-CAD)表达下调,Vimentin(VIM)、N-cadherin(N-CAD)以及 Snail 表达上调;同时 p21 表达也上调。7、Western Blot和免疫荧光染色实验结果显示,与对照组细胞相比,EMD干扰表达可促进p21蛋白在肝癌细胞的细胞质中的富集。8、Transwell细胞迁移和侵袭实验以及罗丹明标记的鬼笔环肽免疫荧光染色实验结果显示,p21干扰表达能够显著抑制稳定干扰表达EMD的肝癌细胞的迁移、侵袭以及片状伪足的形成;此外,Western Blot实验结果显示,p21干扰表达可以部分逆转稳定干扰表达EMD的肝癌细胞中EMT相关基因(E-CAD、VIM、N-CAD以及Snail)的表达。结论:1、EMD干扰表达可以促进肝癌细胞的迁移、侵袭和体内转移。2、EMD干扰表达可能通过上调肝癌细胞中的p21,并促进p21蛋白在细胞质中的富集而调控肝癌细胞中EMT相关基因的表达,进一步促进肝癌细胞的迁移、侵袭和体内转移。