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胃癌是常见人类恶性肿瘤,其发病率为全世界癌症发病率的第四位,死亡率为全世界癌症的第二位。在日本、中国、东欧和拉丁美洲其发病率最高。尽管经过手术切除、化疗和放疗,其五年生存率仅为40%左右。遗传因素、生活方式、幽门螺杆菌感染等多种因素都会导致胃癌的发生。然而,胃癌发生发展的分子机制仍需进一步阐明。 整合酶相互作用分子1(integrase interactor1,INI1)基因又名hSNF5、BAF47,是依赖ATP的染色质重塑复合物SWI/SNF的核心亚基。染色质重塑复合物hSWI/SNF可使染色质的压缩结构松弛并促进转录。已知INI1在细胞增殖、分化、细胞抗病毒、抑制肿瘤形成中发挥着重要的作用。在横纹肌样肉瘤、滑液膜恶性肉瘤、上皮样肉瘤、神经鞘瘤等多种肿瘤中INI1是一个肿瘤抑制因子。然而目前,INI1在胃癌的发生、发展中的作用及INI1抑制肿瘤的作用机制目前还不十分清楚。 因此,本研究以临床胃癌样本及胃癌细胞系SGC7901为研究对象,通过基因转染,运用免疫组织化学、流式细胞术、荧光定量RT-PCR、Western-blot等技术系统研究INI1对胃癌细胞增殖、凋亡和侵袭的作用,以阐明INI1在胃癌发生发展过程中的重要性。 一、INI1在胃癌组织及胃癌细胞中的表达及意义 目的:本部分实验旨在探讨不同分化程度胃癌组织和不同分化的胃癌细胞株中INI1的表达情况及意义。 方法:通过荧光定量RT-PCR、Western blot及免疫组织化学染色检测临床不同分化程度胃癌标本及癌旁组织中INI1的表达情况;检测不同分化的胃癌细胞株MKN28、SGC7901、BGC823与胃黏膜上皮细胞GES-1中INI1的表达情况。 结果: 1.INI1在不同分化程度胃癌组织和癌旁对照组织中的表达差异:INI1的表达由高到低为:癌旁组织、高分化、中分化和低分化胃癌组织。结果表明,INI1基因在胃癌组织中表达降低,并与胃癌分化程度有关,即随着肿瘤分化程度的下降,INI1的表达逐渐降低。 2.INI1基因在不同分化胃癌细胞株中的表达差异:INI1的表达由高到低的顺序为:正常胃黏膜上皮细胞GES-1、人胃高分化腺癌细胞株MKN-28、人胃中分化腺癌细胞株SGC-7901、人胃低分化腺癌细胞株BGC-823。由此可见,INI1基因表达与胃癌细胞株分化程度有关,即随着肿瘤分化程度的下降,INI1的表达逐渐降低。 综上所述,体内和体外胃癌细胞中,INI1基因表达均下降,且INI1表达与癌细胞分化程度有关。 小结:胃癌组织中INI1 mRNA及蛋白表达较癌旁组织降低,且胃癌分化程度越低的肿瘤INI1的表达水平越低;胃癌细胞株中INI1 mRNA及蛋白表达较胃黏膜细胞株降低,且胃癌细胞分化程度越低的INI1的表达水平越低。说明INI1可能作为抑癌基因对胃癌发生发展及侵袭有重要的抑制作用。 二、INI1基因对人胃癌SGC-7901细胞增殖活性及相关基因的影响 目的:本部分实验通过基因转染提高INI1的表达水平,观察INI1对胃癌细胞株SGC7901增殖活性的影响,并对其机制进行探讨。 方法:构建GFP-N1-INI1真核表达质粒并转染进入中分化胃癌细胞株SGC7901,应用MTT法、流式细胞术、荧光定量RT-PCR、Western blot等技术检测转染前后胃癌细胞增殖能力的变化及其机制。 结果: 1.INI1对SGC7901细胞增殖活力的影响:Western blot检测证实INI1-GFP在SGC7901细胞中得到高效表达。MTT及细胞计数实验结果显示,转染INI1-GFP使SGC7901细胞增殖活性下降,表明INI1具有抑制细胞增殖的作用,是一个增殖抑制基因。 2.INI1对SGC7901细胞周期分布的影响:流式细胞术结果表明,SGC7901细胞转染INI1-GFP后,处于S期的细胞明显减少,而处于G0/G1期的细胞显著增加。可见INI1能够明显抑制SGC7901细胞周期进程,阻滞细胞周期于G0/G1期,而INI1表达下降或缺失可使加速细胞周期进程。 3.INI1对SGC7901细胞周期相关基因表达的影响:结果显示,INI1-GFP转染SGC7901细胞后,Cyclin D1、Cyclin A的表达明显降低,P21和P16的表达显著升高。 综上所述,INI1通过影响周期相关蛋白表达影响SGC7901细胞周期进程,进而在细胞增殖中发挥重要作用。 小结:成功构建了INI1-GFP真核表达载体,明显提高了INI1在细胞株SGC7901中的表达。转染INI1-GFP真核表达载体后胃癌细胞SGC7901中INI1表达明显增高,细胞增殖活性明显受到抑制;同时SGC7901细胞周期进程明显受到抑制,细胞周期阻滞于G0/G1期,肿瘤细胞增殖减缓。INI1抑制SGC7901增殖活性的机制可能与其能下调细胞周期蛋白CyclinD1和Cyclin A表达水平,上调细胞周期抑制蛋白P21和P16的表达水平有关。 三、INI1基因对人胃癌SGC-7901细胞凋亡及相关基因的影响 目的:本部分实验采用在胃癌SGC7901细胞中过表达INI1的方法从INI1与细胞凋亡的关系探讨其抑制胃癌的机制。 方法:构建GFP-N1-INI1真核表达质粒并转染进入中分化胃癌细胞株SGC7901,应用流式细胞术、TUNEL检测、荧光定量RT-PCR、Westernblot等技术检测转染前后胃癌细胞凋亡能力的变化及其机制。 结果: 1.INI1对SGC7901细胞凋亡率的影响:TUNEL染色的结果显示转染后有凋亡小体出现。流式细胞术结果显示,SGC7901细胞转染INI1-GFP后,细胞凋亡率明显上升。 2.INI1对SGC7901细胞凋亡相关分子Caspase-3、P53、Bcl-2、Bax蛋白表达的影响:结果显示,INI1-GFP转染SGC7901细胞后,Bcl-2的表达明显降低;P53和Bax的表达显著升高,Bcl-2/Bax比值降低,而Caspase-3表达变化不明显。 综上所述,INI1通过影响SGC7901细胞凋亡相关蛋白表达在细胞凋亡中发挥重要作用。 小结:转染INI1-GFP真核表达载体后胃癌细胞SGC7901凋亡率明显升高。INI1以caspase非依赖的方式诱导胃癌细胞SGC7901凋亡,其促进胃癌细胞凋亡的机制可能与其下调Bcl-2表达水平,上调P53和Bax的表达水平有关。 四、INI1基因对人胃癌SGC-7901细胞侵袭能力及相关基因的影响 目的:本部分实验通过基因转染过表达INI1,研究INI1对胃癌侵袭能力的影响及其分子机制。 方法:构建GFP-N1-INI1真核表达质粒并转染进入中分化胃癌细胞株SGC7901,应用MTT法、细胞划痕实验、Transwell侵袭小室实验、荧光定量RT-PCR、Western blot等技术检测转染前后胃癌细胞侵袭能力的变化及其机制。 结果: 1.INI1对SGC7901细胞黏附的影响:MTT法检测INI1对SGC7901黏附能力的影响,结果显示,SGC7901细胞转染INI1-GFP后,细胞黏附能力明显受到抑制,可见INI1能抑制SGC7901细胞黏附。 2.INI1对SGC7901细胞迁移的影响:细胞划痕实验结果显示,SGC7901细胞转染INI1-GFP后,细胞迁移被明显抑制,可见INI1能抑制SGC7901细胞迁移。 3.INI1对SGC7901细胞侵袭的影响:Transwell侵袭小室实验结果显示,SGC7901细胞转染INI1-GFP后,细胞侵袭活性被显著抑制,可见INI1能抑制SGC7901细胞侵袭。 4.INI1对SGC7901细胞黏附、迁移和侵袭相关基因表达的影响:结果显示,过表达INI1后,SGC7901细胞ICAM-1、MMP-2和MMP-9的表达明显降低TIMP-1的表达显著升高。 综上所述,INI1可抑制细胞的黏附、迁移和侵袭,且抑制作用是通过下调细胞中ICAM-1、MMP-2和MMP-9的表达,上调TIMP-1表达实现的。INI1在肿瘤的转移浸润中发挥了非常重要的作用。 小结:转染INI1-GFP真核表达载体后胃癌细胞SGC7901的粘附、迁移和侵袭能力明显受到抑制。INI1抑制SGC7901黏附、迁移和侵袭的作用可能是通过下调ICAM-1、MMP-2和MMP-9表达水平、上调TIMP-1的表达水平实现的。 结论: 1.INI1在胃癌组织表达下调。INI1基因表达与胃癌分化程度有关,即随着肿瘤分化程度的下降,INI1的表达逐渐降低。 2.INI1可抑制胃癌细胞SGC7901的增殖,阻滞细胞周期于G0/G1期,此作用可能与其下调细胞周期蛋白Cyclin D1和Cyclin A表达水平,上调细胞周期抑制蛋白P21和P16的表达水平有关。 3.INI1以caspase非依赖的方式诱导胃癌细胞SGC7901凋亡,其促凋亡作用可能与其下调Bcl-2表达水平,上调P53和Bax的表达水平有关。 4.INI1可抑制胃癌SGC7901细胞的黏附、迁移和侵袭,此抑制作用可能通过下调ICAM-1、MMP-2和MMP-9表达水平,上调TIMP-1的表达水平实现的。