健脾清热活血方调控lncRNA DLGAP1-AS2/HuR/c-Myc轴抑制胃癌发生发展的机制研究

来源 :广州中医药大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:KurtJohns
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目的:胃癌(gastric cancer,GC)是全球第五大常见的恶性肿瘤,也是癌症相关死亡的主要原因之一。由于胃癌患者的症状在早期往往不易察觉,大多数患者在癌症晚期才被明确诊断,因此,深入探讨胃癌发生发展的机制并进行相关药物干预具有重要意义。本研究旨在进一步探讨健脾清热活血方调控lncRNA DLGAP1-AS2/HuR/c-Myc轴抑制胃癌发生发展的机制,为健脾清热活血方用于胃癌的防治提供科学依据。方法:1.DLGAP1-AS2/HuR(ELAVL1)/c-Myc轴在胃癌发生发展中的作用机制(1)通过生物信息学发掘lncRNA DLGAP1-AS2,分析其在不同数据集中的表达及在泛癌中的表达,以及其表达水平对胃癌患者预后的影响,同时,分析了DLGAP1-AS2表达与不同临床特征的关系。(2)通过实时荧光定量PCR(real-time quantitative PCR,RT-qPCR)检测DLGAP1-AS2在胃癌组织,胃腺癌发生过程中不同病理阶段组织(chronic non-atrophic gastritis,CNAG;chronic atrophic gastritis,CAG;precancerous lesions of gastric cancer,PLGC;gastric cancer,GC)及不同胃癌细胞株的表达情况。(3)构建DLGAP1-AS2干扰siRNA转染胃癌细胞,RT-qPCR检测转染效率,CCK-8、流式细胞术、Transwell迁移和侵袭实验检测沉默DLGAP1-AS2对胃癌细胞增殖、凋亡、周期、迁移和侵袭能力的影响。构建DLGAP1-AS2敲低的慢病毒稳转株细胞,利用裸鼠成瘤模型观察沉默DLGAP1-AS2后,裸鼠瘤体的生长情况。(4)ENCORI数据库和RPISeq数据库预测DLGAP1-AS2与HuR蛋白的结合,GEPIA数据库分析DLGAP1-AS2与HuR表达的相关性,RIP法(RNA binding protein immunoprecipitation)检测DLGAP1-AS2与HuR蛋白在胃癌细胞的结合情况。(5)HuR干扰siRNA转染胃癌细胞后,CCK-8、流式细胞术、Transwell迁移和侵袭实验检测沉默HuR对胃癌细胞增殖、凋亡、迁移和侵袭能力的影响。ENCORI数据库和RPISeq数据库预测HuR蛋白与c-Myc的结合,GEPIA数据库分析HuR与c-Myc表达的相关性,RIP法检测HuR蛋白与c-Myc在胃癌细胞的结合情况。(6)DLGAP1-AS2过表达质粒、空质粒单独转染及DLGAP1-AS2过表达质粒和HuR siRNA同时转染胃癌细胞后,RT-qPCR检测c-Myc及其下游分子的表达变化;用放线菌D处理胃癌细胞后,不同时间点测定c-Myc mRNA的衰减程度。2.健脾清热活血方对DLGAP1-AS2/HuR(ELAVL1)/c-Myc分子网络的调控机制(1)CCK-8法检测不同浓度健脾清热活血方干预胃癌细胞后增殖的变化,Probit回归分析计算半数抑制率下的药物浓度(half maximal inhibitory concentration:IC50)。(2)IC50浓度的健脾清热活血方干预胃癌细胞后,CCK-8、流式细胞术检测健脾清热活血方对胃癌细胞增殖、凋亡和周期的影响。(3)RT-qPCR检测健脾清热活血方干预后DLGAP1-AS2、HuR、c-Myc的表达,以及c-Myc下游分子的表达变化。(4)健脾清热活血方干预裸鼠成瘤模型后,检测裸鼠瘤体体积和质量大小的变化。结果:1.DLGAP1-AS2/HuR(ELAVL1)/c-Myc轴在胃癌发生发展中的作用机制(1)根据|fold change|>2.0且校正后的P<0.05,鉴定GSE70880、GSE19826、GSE13911和TCGA-STAD数据集中差异表达的lncRNAs,仅lncRNA DLGAP1-AS2在四个数据集中表达上调;GEPIA数据库进行了DLGAP1-AS2泛癌表达分析,结果发现,DLGAP1-AS2在其他部分肿瘤中也表达上调;Kaplan Meier数据库分析显示,高DLGAP1-AS2表达组的患者较低表达组的患者总生存期、无进展生存期和进展后生存期显著缩短(logrank P<0.01);Kaplan Meier数据库中GSE15945数据集(n=197)用来分析了DLGAP1-AS2表达变化与不同临床病理因素的关系,结果显示,DLGAP1-AS1高表达显著缩短了晚期胃癌患者(stage III+IV)的总生存时间(logrank Pstage III=0.0083,logrank Pstage IV=0.0048)和无进展生存时间(logrank Pstage III=0.0454,logrank Pstage IV=0.019),而对早期胃癌患者(stage I+II)的生存时间没有影响(logrank P>0.05);高DLGAP1-AS2表达显著缩短了伴淋巴结转移胃癌患者(N1+2+3)的总生存时间(logrank P=0.0164)和无进展生存时间(logrank P=0.0116),而对无淋巴结转移情况的胃癌患者(N0)的生存时间没有显著影响(logrank P>0.05)。(2)RT-qPCR检测发现,与癌旁组织相比,DLGAP1-AS2在胃癌组织中表达上调(P<0.05);与慢性非萎缩性胃炎组相比,DLGAP1-AS2在萎缩性胃炎、胃癌前病变和胃癌组织中表达上调(P<0.05);此外,与GES-1细胞相比,DLGAP1-AS2在胃癌细胞株AGS、SGC-7901和MGC-803中表达上调(P<0.05)。(3)在胃癌细胞AGS和SGC-7901中,沉默DLGAP1-AS2后,细胞的增殖减少,凋亡率上升,细胞周期停滞,迁移和侵袭能力减弱(P<0.05);裸鼠瘤体体积减小,质量减少(P<0.05)。(4)ENCORI数据库和RPISeq数据库预测DLGAP1-AS2与HuR蛋白存在结合,GEPIA数据库提示DLGAP1-AS2与HuR表达显著正相关(P<0.05,R>0),RIP结果发现,DLGAP1-AS2与HuR蛋白存在结合(P<0.05)。(5)在胃癌细胞AGS和SGC-7901中,沉默HuR后,细胞的增殖减少,凋亡率上升,迁移和侵袭能力减弱(P<0.05);ENCORI数据库和RPISeq数据库预测HuR蛋白与c-Myc存在结合,GEPIA数据库提示HuR与c-Myc表达显著正相关(P<0.05,R>0),RIP结果发现,HuR蛋白与c-Myc存在结合(P<0.05)。(6)在AGS和SGC-7901细胞中,与转染对照组空载体质粒相比,转染DLGAP1-AS2过表达质粒后,c-Myc表达升高(P<0.05),与转染空载体质粒对照组相比,同时转染DLGAP1-AS2过表达质粒+HuR siRNA后,c-Myc表达无显著差异(P>0.05);pc DNA-DLGAP1-AS2载体与HuR siRNA共转染细胞后,HuR沉默可以显著降低DLGAP1-AS2增加的c-Myc的半衰期(P<0.05)。此外,DLGAP1-AS2过表达质粒及其空质粒对照组,通过转染胃癌细胞后发现,与对照组相比较,DLGAP1-AS2过表达组CCNB1和CDK4表达升高(P<0.05),P21和GADD45表达降低(P<0.05),而转染DLGAP1-AS2过表达质粒+HuR siRNA后,CCNB1、CDK4、P21和GADD45表达与转染空质粒组相比无显著差异(P>0.05)。2.健脾清热活血方对DLGAP1-AS2/HuR(ELAVL1)/c-Myc分子网络的调控机制(1)应用probit回归分析发现,健脾清热活血方冻干粉溶液作用于胃癌细胞AGS的24h的IC50为4.236mg/ml,48h的IC50为3.645 mg/ml,72h的IC50为3.963 mg/ml,三个时间点的IC50的均值为3.948mg/ml,因此,4mg/ml的冻干粉溶液浓度挑选用于后续细胞实验;冻干粉溶液作用于胃癌细胞SGC-7901的24h的IC50为4.125mg/ml,48h的IC50为3.882 mg/ml,72h的IC50为3.924 mg/ml,三个时间点的IC50的均值为3.977mg/ml,因此,4 mg/ml的冻干粉溶液浓度挑选用于后续细胞实验。(2)健脾清热活血方能够有效抑制胃癌细胞AGS和SGC-7901增殖、促进AGS和SGC-7901凋亡、细胞停滞于S期(P<0.05)。(3)RT-qPCR结果发现,健脾清热活血方能够抑制胃癌细胞AGS和SGC-7901中DLGAP1-AS2、HuR、c-Myc的表达(P<0.05);此外,健脾清热活血方能够抑制胃癌细胞AGS和SGC-7901中CCNB1和CDK4的表达(P<0.05),促进P21和GADD45的表达(P<0.05)。(4)健脾清热活血方干预成瘤裸鼠后发现,健脾清热活血方高、中、低剂量组和阳性对照5-氟尿嘧啶(5-fluorouracil,5-FU)组裸鼠的瘤体较对照组相比体积减小、质量减轻(P<0.05);而高、中、低剂量组与阳性对照组5-FU组相比较,裸鼠瘤体体积、质量并无显著差异(P>0.05)。结论:本研究成功鉴定了lncRNA DLGAP1-AS2,并通过生物信息学和相关实验发现了DLGAP1-AS2/HuR(ELAVL1)/c-Myc轴在胃癌发生发展过程中的重要调控作用,而健脾清热活血方能够抑制胃癌细胞增殖、促进凋亡和S期停滞,且能够抑制DLGAP1-AS2、HuR、c-Myc的表达,同时对c-Myc下游基因的表达也有抑制或者促进的作用,提示健脾清热活血方可能通过DLGAP1-AS2/HuR/c-Myc轴抑制胃癌的发生或进展,能够为健脾清热活血方用于胃癌前病变及胃癌的治疗提供科学的依据。
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