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目的:本研究结合基因芯片、生物信息学方法及体外实验,在三阴乳腺癌(Triple negative breast cancer,TNBC)细胞系MDA-MB-231中沉默NSD2的表达,观察其对TNBC细胞生物学行为及药物敏感性的影响,探讨NSD2在TNBC中可能发挥的作用和机制。方法:构建沉默NSD2表达的稳定细胞株,应用基因芯片技术检测沉默NSD2表达后MDA-MB-231细胞基因表达谱的改变并筛选出改变具有明显差异的基因。使用KEGG、DAVID、STRING及Cytoscape等工具对差异基因进行分析并筛选相关的Hub基因,使用Kaplan-Meier Plotter对Hub基因进行预后分析。使用CCK-8细胞增殖实验、Hoechst(33258)细胞凋亡染色实验、流式细胞术及Western Blot免疫印迹实验检测沉默NSD2后TNBC细胞生物学行为及死亡受体相关蛋白表达的改变。结果:成功构建沉默NSD2表达的MDA-MB-231稳定株,沉默NSD2表达后,TNBC细胞的表达谱发生明显改变,共发现483个差异基因,其中上调基因324个,下调基因159个。对差异基因进行KEGG通路富集分析显示,与NSD2相关的差异基因涉及细胞因子-细胞因子受体相互作用(Cytokine-cytokine receptor interaction)、程序性细胞死亡(Necroptosis)、TNF信号通路(TNF signaling pathway)等30条信号通路。基因本体(Gene Ontology,GO)功能富集分析结果提示,上调基因一共富集到79个生物学过程(Biological process,BP)、14个分子功能(Molecular function,MF)、29个细胞成分(Cellular component,CC),下调基因一共富集到166个BP、36个MF、56个CC(P<0.05),其中差异基因富集指向了多个肿瘤GO过程。通过Cytoscape中的Cytohubba插件对显著性差异基因的蛋白蛋白相互作用网络(Protein protein interaction network,PPI)进行Hub基因筛选,我们共筛选出25个Hub基因。经过Kaplan-Meier Plotter进行预后分析,共发现CCL5、CXCL10、CXCL11、IFIT1、IFIT2、IFIT3、OAS1、OAS2、IRF1、ISG20、IFIH1、RSAD2、THBS1、DDX58、MX1、HERC6等16个NSD2相关的差异基因与TNBC预后显著相关(P<0.05)。CCK-8实验检测结果显示:紫杉醇(Paclitaxel,PTX)能够抑制细胞的增殖,且其作用具有药物剂量和时间的依赖性。沉默NSD2表达后,与sh NC组相比,sh NSD2-1组与sh NSD2-2组的细胞存活率下降。PTX作用转染细胞后,Hoechst(33258)染色与流式细胞术凋亡检测结果显示:与untreated组相比,PTX处理组细胞凋亡率增加;untreated组细胞中,sh NC组与sh NSD2-1组、sh NSD2-2组细胞凋亡率无差异;PTX处理组细胞中,与sh NC组相比,sh NSD2-1组、sh NSD2-2组细胞凋亡率增加,细胞数量减少。Western Blot结果提示:untreated组中,与sh NC组相比,sh NSD2-1组中TNFAIP3、DR5、Fas蛋白表达量明显升高(P<0.05),CASP-1表达量略微升高,PARP1表达量下降(P<0.05),TRAIL表达量略微下降,Cleaved PARP1变化不明显;sh NSD2-2组中各蛋白表达量均升高,差异具有统计学意义(P<0.05)。PTX组中,与untreated组相比,各蛋白表达量均明显升高(P<0.05);与sh NC+PTX组相比,sh NSD2-1+PTX组中TNFAIP3、DR5、CASP-1、Fas蛋白表达量明显升高(P<0.05),Cleaved PARP1、TRAIL表达升高,PARP1表达量略微下降;sh NSD2-2+PTX组中各蛋白表达量均升高(P<0.05)。对上述蛋白进行预后分析发现,除PARP1外(P<0.05;HR>1),其余5个蛋白高表达均提示预后良好(P<0.05,HR<1)。结论:1.沉默NSD2可显著改变TNBC细胞的基因表达谱,与NSD2相关的差异基因涉及多条肿瘤相关信号通路。2.筛选出CCL5、CXCL10、CXCL11、IFIT1、IFIT2、IFIT3、OAS1、OAS2、IRF1、ISG20、IFIH1、RSAD2、THBS1、DDX58、MX1、HERC6等16个NSD2相关的差异基因可能成为TNBC预测预后的潜在生物标志物。3.沉默NSD2可以抑制TNBC细胞的增殖能力,增强其对PTX的药物敏感性,NSD2可能介导TNBC患者的PTX耐药,沉默NSD2联合PTX治疗可能改变患者预后结局。4.沉默NSD2与PTX之间具有协同效应,可以诱导TNBC细胞发生死亡。NSD2可能通过抑制死亡受体介导的细胞凋亡通路、CASP-1介导的经典细胞焦亡通路等增强TNBC细胞增殖能力、抑制其发生死亡。5.TRAIL/DR5、Fas、CASP-1、TNFAIP3等可能与乳腺癌关系密切,其表达升高与患者预后之间呈正相关,可能是用于预测乳腺癌预后结局的分子靶标。