RhoGDI2对滋养细胞迁移能力的调控作用及机制的研究

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前言:  妊娠的成功需要蜕膜化,胎盘形成和胚胎发育的协调发展。胎盘的浸润是最重要的过程,主要是滋养细胞向蜕膜侵袭的过程。胎盘滋养细胞经历了一个复杂的过程,包括细胞的增殖、迁移和分化。这一过程的失败,可能导致多种疾病的发生,包括流产、胎儿生长受限、子痫前期、绒毛膜癌等。  绒毛外滋养细胞(EVT)的生理功能主要包括增殖能力,迁移入侵能力,并且缺乏细胞间的接触抑制,可以逃脱免疫系统的能力等,上述生物学行为与具有高度侵袭性的肿瘤细胞相似,正常的滋养细胞也被称为假恶性细胞。因此,许多肿瘤细胞的生物学行为的发生机制同样适用于对滋养细胞生物学行为的解释。  RhoGDI2也叫做D4-GDI,RhoGDIB,Ly-GDI,是一种RhoGDP解离抑制因子。RhoGDI主要包括RhoGDI1,RhoGDI2和RhoGDI3。RhoGDIs可以控制Rho GTPases在细胞内的分布并且可以与Rho GTPases相互作用,可以调节鸟苷酸交换因子和GTPase-活性蛋白,也是肿瘤的效应器。Rho家族蛋白主要包括RhoA、RAC1和CDC42,它们可以调节多种生物学行为,包括细胞周期、细胞迁移、细胞凋亡、分化、基因表达和囊泡转运。起初认为,RhoGDI2主要表达在造血细胞中,但是研究发现RhoGDI2也表达在非造血组织中,包括卵巢癌和膀胱癌中,RhoGDI2可能在肿瘤的进展中起着一定的作用,因此,RhoGDI2被确定为一种肿瘤转移抑制基因。  那么,RhoGDI2在胎盘的滋养细胞中的表达情况如何,是否参与滋养细胞功能的调控?至今未有研究报道任何RhoGDI2对滋养细胞生物学行为的调控作用。本研究将通过检测孕早期和孕足月胎盘中RhoGDI2的表达量及表达部位,RhoGDI2对滋养细胞系迁移能力的影响及对RAC1的影响,初步回答这个问题。本研究旨在探讨RhoGDI2与胎盘滋养细胞生物学功能之间的关系及分子机制。  方法:  第一部分:RhoGDI2在胎盘中的表达情况  收集20例足月胎盘组织和14例绒毛组织。其中14例绒毛组织(孕早期胎盘)来自14位孕早期选择人工流产的健康患者(无任何先兆流产症状、体征、病史),孕周为6-10周。20例孕足月胎盘来自20例足月剖宫产健康孕妇。这些孕妇没有接受抗炎治疗,没有感染,绒毛膜炎等并发症。应用荧光实时定量PCR法,western bolt检测孕早期和孕足月胎盘中RhoGDI2的表达量是否有差异。应用免疫组化方法,检测RhoGDI2在孕早期胎盘和孕足月胎盘中的表达部位。  第二部分:RhoGDI2对滋养细胞迁移增殖的影响  体外培养HTR-8/SV neo滋养细胞、JEG-3、JAR细胞,应用荧光实时定量PCR法,western bolt检测三种细胞中RhoGDI2的表达量,脂质体2000介导转染RhoGDI2高表达的质粒和RhoGDI2 siRNA进入HTR-8/SV neo细胞。MTT比色法检测不同分组的HTR-8/SV neo细胞的增殖情况,Transwell法观察HTR-8/SV neo细胞迁移能力的变化。  第三部分:RhoGDI2影响滋养细胞迁移的途径  应用免疫荧光检测RAC1在HTR-8/SVneo滋养细胞的表达部位,应用RAC1蛋白活性检测试剂盒检测RhoGDI2对RAC1活性的影响,同时检测RhoGDI2是否通过RAC1的活性影响HTR-8/SVneo细胞迁移能力。  结果:  第一部分:我们利用荧光实时定量PCR和western blot方法检测RhoGDI2在孕早期胎盘和孕足月胎盘中的表达量。发现RhoGDI2在侵袭迁移能力强的孕早期胎盘中表达弱,在侵袭迁移能力弱的孕足月胎盘中表达强。进一步我们应用免疫组化检测RhoGDI2在孕早期和孕足月胎盘中的表达部位,发现RhoGDI2在孕早期胎盘中表达在细胞滋养细胞和绒毛外滋养细胞中,并且在迁移能力弱的细胞滋养细胞中的表达比在迁移能力强的绒毛外滋养细胞中的表达强,而在合体滋养细胞中没有表达。在孕足月胎盘中主要表达在合体滋养细胞层中,表达强于孕早期胎盘,提示RhoGDI2可能与胎盘滋养细胞的功能密切相关。  第二部分:我们利用荧光实时定量PCR检测HTR-8/SV neo、JEG-3、JAR三种滋养细胞系中RhoGDI2的表达量,发现JEG-3细胞中RhoGDI2 mRNA的表达量为HTR-8/SVneo细胞的3倍,JAR细胞的表达量非常少。western bolt检测三种细胞中RhoGDI2的表达量,发现RhoGDI2在JEG-3和HTR-8/SV neo细胞中有表达,而在JAR细胞中没有表达,并且迁移侵袭能力弱JEG-3细胞中的表达明显多于迁移侵袭能力强的HTR-8/SVneo中的表达(P<0.05).瞬时转染的转染效率达到70-80%,转染入RhoGDI2质粒的HTR-8/SV neo细胞中RhoGDI2表达明显上调(P<0.05),转染入RhoGDI2 siRNA的HTR-8/SVneo细胞中RhoGDI2的表达水平明显下调(P<0.05),而空载体质粒组和无序的siRNA组与空白组没有显著差别。我们用transwell的方法检测发现RhoGDI2对HTR-8/SVneo细胞的迁移有影响。分别对HTR-8/SVneo细胞转染入RhoGDI2重组质粒、空载体质粒、RhoGDI2 siRNA和无序的siRNA。研究发现过表达RhoGDI2显著的抑制了HTR-8/SV neo细胞的迁移能力,迁移指数是对照组的64.7±4.0%(P<0.05)。相反,RhoGDI2 siRNA促进了HTR-8/SV neo细胞的迁移,迁移指数是对照组的131.4±5.3%(P<0.05).同时,空质粒、无序的siRNA对滋养细胞的迁移没有影响。在转染后48小时,通过MTT检测RhoGDI2重组质粒、空载体质粒、RhoGDI2 siRNA和无序的siRNA和空白对照组的增殖能力,研究发现五组之间没有差异,RhoGDI2对HTR-8/SVneo细胞的增殖没有影响。  第三部分:应用细胞免疫荧光发现,RAC1主要表达在HTR-8/SV neo细胞的胞浆中。利用脂质体介导的siRNA细胞转染的方法沉默RhoGDI2基因,应用western blot检测RhoGDI2对RAC1蛋白量的影响,发现将RhoGDI2基因沉默对RAC1的总蛋白表达没有影响,我们应用RAC1G-LISA检测RhoGDI2基因沉默对RAC1蛋白活性进行检测,发现对RAC1的蛋白活性有影响,RhoGDI2 siRNA可以使RAC1的蛋白活性增加1.5倍。我们向HTR-8/SV neo分别加50μmol/L和100μmol/L浓度的RAC1抑制剂NSC23766,培养24小时后,检测RAC1蛋白的活性,发现50μmol/L浓度的NSC23766可以显著的抑制RAC1的活性,100μmol/L浓度的RAC1抑制剂NSC23766对RAC1的抑制作用更加显著。向HTR-8/SV neo细胞中加入100μmol/L的NSC23766可以使HTR-8/SV neo细胞的迁移减少50%,RhoGDI2 siRNA可以使HTR-8/SVneo细胞的迁移增加,而在加入RhoGDI2 siRNA的细胞中再加入NSC23766后无法使迁移指数增加,说明RhoGDI2对HTR-8/SV neo细胞迁移的影响是通过RAC1起作用的。应用MTT法检测空白对照组、加入NSC23766组,转染RhoGDI2 siRNA并且加入NSC23766组、转染RhoGDI2 siRNA组的HTR-8/SV neo细胞的增殖能力:结果表明四组细胞没有明显差异,说明RAC1抑制剂对HTR-8/SV neo细胞的增殖能力没有影响。  结论:  1、无论基因水平还是蛋白水平,RhoGDI2在孕足月胎盘中的表达水平显著高于孕早期胎盘中的表达水平。  2、RhoGDI2在具有侵袭迁移能力的绒毛外滋养细胞中的表达低于细胞滋养细胞,说明RhoGDI2可能与滋养细胞的迁移有关。  3、RhoGDI2在三种滋养细胞系中的表达不同。RhoGDI2抑制HTR-8/SV neo细胞系的迁移,对它的增殖能力没有影响。  4、RhoGDI2不影响RAC1蛋白表达量,但影响RAC1蛋白的活性,并且通过RAC1的活性影响HTR-8/SV neo细胞的迁移能力。
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