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目的:DLC-1(deletedinlivercancer,DLC-1)基因,位于人类染色体8p21—p22,可能是一个新的抑癌基因。1998年Yuan等首先用代表性差异分析技术(representationaldifferenceanalysis,RDA)将DLC-1基因从原发性肝癌组织中分离出来,并认为该基因改变是肝癌的早期发生事件之一.随之,对DLC-1基因功能及其在乳腺癌、肺癌、胃癌和前列腺癌等恶性肿瘤中的发病机制的研究也陆续展开。迄今,已发现在肝癌和胃癌中DLC-1基因启动子区域高甲基化状态可导致DLC-1基因表达的沉默。在许多其它恶性肿瘤如肝癌、髓母细胞瘤、乳腺癌中的研究表明:DLC-1基因可抑制肿瘤细胞的增殖,DLC-1基因可能是一个新的抑癌基因。而目前,关于DLC-1基因在结直肠癌中研究的报道甚少。研究首先收集8例肠癌组织临床标本及相应的癌旁组织,检测DLC-1基因的表达水平,并研究候选抑癌基因DLC-1在结肠癌细胞株中的表达及其启动子区的甲基化状态,初步探讨结肠癌细胞株DLC-1基因表达水平与其启动子区甲基化的相关性。应用RNAi(RNAinterference)技术抑制结肠癌LoVo细胞株中DLC-1基因mRNA及蛋白的表达水平,采用脂质体法转染真核表达载体过表达HT-29细胞中DLC-1基因,观察DLC-1基因对肠癌细胞生物学方面的影响。
方法:1.RT-PCR技术检测8例结直肠癌及癌旁组织中DLC-1基因表达并比较差异。2.采用RT-PCR技术和Westernblot分别检测DLC-1基因在人肠癌细胞株CaCo-2、HT-29和LoVo中的表达水平。3.应用甲基化特异性聚合酶链反应技术(methylationspecificPCR,MSP)检测人肠癌细胞株CaCo-2、HT-29和LoVo中DLC-1基因启动子区甲基化状态;亚硫酸氢盐修饰人肠癌细胞株HT-29和LoVoDNA后,测序检测DLC-1基因启动子区域甲基化状态。4.分别用0、5、10μmol/L浓度的去甲基化药物5-氮杂胞苷处理DLC-1基因启动子区域高甲基化状态HT-29细胞,观察DLC-1基因表达水平的改变。5.构建DLC-1的RNAi重组体,转染表达阳性的肠癌LoVo细胞株,RT-PCR检测转染前后LoVo细胞的DLC-1mRNA表达水平,Westernblot蛋白印迹法检测DLC-1蛋白表达。6.采用重组的全长DLC-1基因cDNA真核表达载体转染表达阴性HT-29细胞,建立稳定转染细胞株RT-PCR和Westernblot检测细胞中DLC-1基因的表达。7.MTT比色法和克隆形成实验(平板克隆实验和软琼脂实验)观察细胞增殖状况;侵袭小室实验及迁移实验检测侵袭能力的改变;黏附实验检测细胞黏附能力的改变;流式细胞技术检测细胞周期。
结果:1.8例结直肠癌组织中2例DLC-1基因有表达,6例无表达,而6例相应的癌旁组织均阳性表达;人肠癌细胞株CaCo-2和LoVo中DLC-1mRNA及蛋白呈阳性表达,HT-29的表达呈阴性。2.甲基化检测结果显示CaCo-2和LoVo细胞株DDC-1基因非甲基化引物扩增出172bp大小的目的片段,而HT-29细胞株甲基化引物扩增出178bp目的条带。DLC-1基因启动子区扩增产物291bp,其测序结果与GeneBanJkAF035119第168位至220位核苷酸序列比对,其中LoVo细胞株7个CpG位点的C转变为T,显示未发生甲基化,而HT-29细胞株C未改变,显示CpG位点呈甲基化状态。结果表明:CaCo-2和LoVo细胞DLC—1基因启动子区域未发生甲基化,而HT-29出现启动子区高甲基化状态。3.经0、5、10μmol/L浓度5-氮杂胞苷药物干预3d后,10μmol/L浓度下5-氮杂胞苷处理HT-29肠癌细胞株的DLC-1基因表达得到恢复。4.成功构建发卡siRNA(smallinterfereRNA)真核表达载体pGCsiDLC;转染LoVo细胞后,DLC-1mRNA和蛋白表达水平明显下降,以siRNA转染48h后抑制作用最为明显。5.siRNA真核表达载体pGCsiDLC-1抑制DLC-1基因表达后,LoVo细胞增殖能力亦随时间的增加而逐渐增高,瞬时转染后以48h最为明显;平板克隆实验及软琼脂实验显示抑制DLC-1基因表达后LoVo细胞形成的克隆数量亦比脂质体组细胞数量增多(p<0.05),克隆体积增大。侵袭实验证明干扰组LoVo细胞穿过人工构建基底膜的数目明显多于脂质体组(p<0.05),提示细胞侵袭能力明显增强;抑制DLC-1基因表达后LoVo细胞黏附能力亦显著增强(p<0.05);抑制DLC-1基因表达前后LoVo细胞迁移能力未见明显变化。6.脂质体法转染真核表达pcDNA3.1-DLC-1的重组质粒至HT-29细胞后,DLC-1基因mRNA和蛋白水平均呈阳性表达,转染组增殖能力明显低于空白载体组,与空白载体组相比其克隆形成的数目减少(p<0.05),克隆体积减小;转染组G2期细胞数量分布减少(p<0.05)。
结论:1.结直肠癌组织中DLC-1基因表达阴性,而相对应的癌旁组织表达阳性,CaCo-2和LoVo细胞株DLC-1基因表达阳性,而HT-29细胞株DLC-1基因表达阴性,DLC-1基因在三种人结肠癌细胞株中表达各异。提示DLC-1基因可能与肠癌的发生发展存在相关性。2.CaCo-2和LoVo细胞株DLC-1基因表达阳性,其DLC-1基因启动子区域未检测到甲基化,而表达DLC-1基因阴性的HT-29细胞株,却呈现启动子区高甲基化状态。5-氮杂胞苷处理HT-29结肠癌细胞使之去甲基化后,可使DLC-1基因恢复表达,进一步证实启动子区高甲基化状态导致DLC-1基因表达沉默。提示HT-29结直肠癌细胞株DLC-1基因表达沉默与启动子区高甲基化状态有关。3.DLC-1基因靶向RNA干扰重组质粒可有效抑制LoVo细胞中DLC-1基因的表达,并可抑制LoVo细胞的增殖,降低肿瘤细胞的侵袭和黏附能力。提示DLC-1基因与结肠癌LoVo细胞株生物学行为相关。4.过表达DLC-1基因可抑制HT-29细胞的增殖,并使细胞周期重新分布。
研究结果提示:DLC-1是一个潜在的抑癌基因,并在结肠癌发病机制中起重要作用。其在结肠癌中的表达缺失,与该基因启动子区高甲基化有关。