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目的:通过RNA干扰(RNA interference,RNAi)沉默人柯萨奇病毒腺病毒受体(coxsackie and adenovirus receptor,CAR)基因表达后,观察A549肺癌细胞的体外增殖能力、与血管内皮细胞的粘附能力以及侵袭穿透基质的能力等方面的生物学行为的变化,初步探讨CAR基因在A549肺癌细胞中的作用,为以后研究肺癌的发病机制,寻找新的治疗方法打下基础。
方法:针对目的基因CAR mRNA(NM_004093)序列的118、297、333和873位点,构建针对人CAR基因靶点的4个RNAi质粒表达载体:pGPU6/GFP/Neo-shCAR/118、pGPU6/GFP/Neo-shCAR/297、pGPU6/GFP/Neo-shCAR/333、pGPU6/GFP/Neo-shCAR/873,选择已明确的不针对任何人mRNA的RNAi靶位点一个作为阴性对照:pGPU6/GFP/Neo-shNC;选择已明确的针对人GAPDH mRNA的RNAi靶位点一个作为阳性对照:pGPU6/GFP/Neo-shGAPDH。用脂质体Lipofectamine2000把RNAi质粒表达载体转染入A549肺癌细胞,应用RNAi技术沉默A549肺癌细胞中CAR基因的表达,通过荧光倒置显微镜观察计数RNAi质粒表达载体的转染效率,经实时荧光定量PCR从mRNA水平确定CAR基因表达显著抑制后,分别利用平板克隆形成实验、与血管内皮细胞的粘附实验、Transwell侵袭小室实验等方法观察CAR基因沉默后对A549肺癌细胞的体外增殖能力、与血管内皮细胞的粘附能力以及侵袭穿透基质的能力等生物学行为的改变。
结果:(1)经RT-PCR证实,A549肺癌细胞中CAR基因mRNA有较高的表达水平,可以进行CAR基因的RNAi实验。(2)经荧光倒置显微镜观察,针对CAR基因的RNAi质粒表达载体经脂质体Lipofectamine2000转染A549肺癌细胞的效率可以达到60%-70%。经实时荧光定量PCR证实,针对CAR基因的RNAi质粒表达载体转染A549肺癌细胞后,均可以显著抑制A549肺癌细胞中CAR基因mRNA的表达,尤以A549-shCAR/118抑制最明显,其CAR基因mRNA的表达水平是A549-shNC(阴性对照)组的0.041倍,而A549-mocks(转染试剂对照)组CAR基因的表达水平与A549-shNC(阴性对照)组相当。(3)平板克隆形成实验中,以A549-mocks(转染试剂对照)组形成的克隆个数最高,为43.40±3.36个,其次是A549-shNC(阴性对照)组为41.40±2.71个,A549-shCAR/118(实验组)克隆形成数最低(32.20±2.39个),A549-shCAR/118组形成的克隆数与其他两组相比差异均有统计学意义(P<0.05),说明RNAi对CAR基因表达的抑制可能对A549肺癌细胞的体外增殖能力产生了抑制作用。(4)在与血管内皮细胞的粘附实验中,A549-mocks组(转染试剂对照)的A549细胞的OD值平均为0.163,A549-shNC组(阴性对照)的A549细胞的OD值平均为0.159,A549-shCAR/118组(实验组)的A549细胞的OD值最低,平均为0.106,A549-shCAR/118组与两个对照组相比较差异均有统计学意义(P<0.01),提示CAR基因沉默可能抑制了A549肺癌细胞对血管内皮细胞的体外粘附能力。(5)Transwell侵袭小室实验中,侵袭穿过微孔膜的A549细胞数在A549-mocks组(转染试剂对照)(56.20±3.56个)和A549-shNC组(阴性对照组)(53.20±2.28个)较多,在A549-shCAR/118组穿膜细胞数明显减少(36.60±3.65个),A549-shCAR/118组(实验组)穿膜细胞数与两个对照组相比较差异均有统计学意义(P<0.01),结果表明,CAR基因沉默可能抑制了A549肺癌细胞的体外侵袭能力。
结论:RNA干扰技术可以有效沉默A549肺癌细胞的CAR基因的表达;CAR基因沉默后可以显著抑制A549肺癌细胞的体外增殖、体外粘附和体外侵袭能力;CAR基因可能为肺癌基因治疗的一个新靶点。