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目的:抑制消减杂交技术大规模克隆胃癌下调基因,揭示参与胃癌发生发展的多基因分子机制;明确胃癌下调全长新基因GDDRcDNA的特性、GDDR染色体基因组DNA的结构及其基因调控区,判断其转录因子及结合部位,探讨GDDR的功能作用。
方法:将已建立的五人份正常胃粘膜mRNA(Tester)抑制消减杂交胃癌mRNA(Driver)的差异表达文库,电转化感受态细菌DH5a后,用PCR判断其阳性插入片段,克隆菌转膜反向杂交阳性克隆测序;对860阳性差异表达克隆测序,测序结果GenBank同源性比较,明确其基因类别、名称;25例病人胃癌及其对应正常胃粘膜组织RNART-PCR分别证实GDDM、GDDR、EEF1基因其下调程度;分析低丰度表达的胃癌下调基因与胃癌发生发展的关系。我们2002年马拉松的GDDRcDNA全长,与人类基因组DNA同源性比较、GenBank核苷酸库进行Blast搜索杂交,并参照正常胃cDNA马拉松文库中PCRGDDRcDNAORF区克隆的测序结果,对新基因GDDRcDNA全长序列,开放读框(ORF)序列进行修正;GDDR在胃癌与正常胃粘膜RNA的Nothernblot,地高辛标记GDDR,行GDDRmRNA的胃粘膜原位杂交定位,在人体多种组织cDNA文库中扩增GDDR的表达;生物信息技术分析GDDR基因结构、染色体定位,并对其推导蛋白性质与功能进行分析;采用Genomatix的启动子分析软件Gene2promoter,转录因子结合部位分析软件Matinspector,研究GDDR基因DNA5侧翼区调控GDDRcDNA的启动子区和转录因子及其结合部位。克隆GDDRORF至PUU18载体,测序正确后亚克隆GDDRORF至pcDNA3.1/Myc-His(-)A载体,将其与空载pcDNA3.1/Myc-His(-)A载体分别稳定转染胃癌7901细胞系,RT-PCR证实GDDR转染细胞GDDR的表达,行生长曲线及MTT检测,形态学分析结果。
结果:筛选到12个胃癌下调表达基因,它们在860阳性差异表达克隆中出现的频率1-4不等,选择GDDM、GDDR、EEF13个基因进行RT-PCR,结果均分别证明它们在胃癌中表达缺失或较正常胃粘膜下调6-10倍以上。我们2002年克隆递交GenBank的750bp的GDDRcDNA5端头22bp碱基为错配序列,去除22bp错配碱基后5端头再延长98bp碱基,至GDDRcDNA全长变为826bp,GDDRcDNAORF第88位G变A(GGC/AGC,G-S),第476位G变A(AGT/AAT,S-N);Nothernblot证实新基因GDDR在胃癌中表达缺失或明显下调,NBT/BCIP显色表明,GDDR位于正常胃粘膜上皮细胞胞内,GDDR仅在胃组织中表达;GDDR的基因组DNA从47996034开始,47988296结束,共由6个外显子,5个内含子组成,总长7739bp,启动子调控区域长约618bp,位于47996453至47995836,在转录起始位点的+96bp,和-419bp;NKx-2,SRY,AML-1a转录因子的结合位点分别在启动子的256-262位TCAAGTG,548-554位TTTGTTT,352-357位TGTGGT,预测概率100%;GDDR与胃组织特异、胃癌候选抑癌基因CA11在染色体基因组DNA相差仅仅21701bp,即均位于2p13.3,其基因组DNA结构与cDNA结构极为相似,调控区大小与范围也很接近,但其调控区序列不同,转录因子及其结合部位也不尽相同或区别较大,其中CA11预测概率99%的GATA-1,TBX5,deitaEF1转录因子结合位点分别在启动子438-441GATA,447-452AGGTGT,431-435AGGTG。编码蛋白前有一跨膜肽区结构的GDDR,与分泌蛋白CA11为同源蛋白,均为新的BRICHOS家族成员。GDDR稳定转染胃癌7901细胞系表达GDDRmRNA,生长曲线及MTT检测均表明,GDDR显著抑制胃癌7901细胞的生长(72h,0.341±0.014bvs0.488±0.015A,P<0.01),较对照组空载转染7901细胞,GDDR稳定转染胃癌7901细胞系细胞表型发生了变化。
结论:筛选到12个低丰度表达胃癌下调基因,它们很可能参与胃癌的发生发展过程。GDDRcDNAORF第88位G变A(GGC/AGC,G-S),第476位G变A(AGT/AAT,S-N);GDDRcDNA全长延伸至826bp,GDDR基因组DNA位于47996034,47988296,全长7739bp,与CA11相距21701bp,均在染色体2p13.3。GDDR启动子调控区域长约618bp,在转录起始位点的+96bp,和-419bp;GDDR预测概率100%的NKx-2,SRY,AML-1a转录因子结合位点分别在启动子256-262(TCAAGTG),548-554(TTTGTTT),352-357(TGTGGT)。编码蛋白前有一跨膜肽区结构的GDDR,与分泌蛋白CA11为同源蛋白。具有胃组织特异性的、胃癌下调全长新基因GDDR位于正常胃粘膜细胞,能显著抑制胃癌细胞的生长,它为人类存在的又一崭新的保守BRICHOS家族中,除CA11外又—胃癌相关的新基因。