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目的:口腔鳞状细胞癌(OSCC)是目前最为常见的一种口腔颌面部恶性肿瘤。本课题组前期研究发现,口腔鳞癌组织中PTEN的表达较正常粘膜组织明显减少,提示PTEN基因与口腔鳞癌的发生发展密切相关。因此,本实验为进一步探讨PTEN在OSCC中的作用,以Tca8113口腔鳞癌细胞株作为实验研究对象,探讨PTEN过表达对Tca8113癌细胞生物学行为和上皮间充质转化(EMT)的影响,并分析其与Hedgehog信号通路的关系,为基因特异性靶向治疗口腔鳞癌提供新的研究方向。 方法: 通过脂质体法将含有PTEN基因的GV230真核表达载体转染至Tca8113细胞中(标记为 Tca8113-PTEN组),以转染空载体的Tca8113细胞为阴性对照组(标记为Tca8113-NC组),以未进行任何处理的常规培养的Tca8113细胞作为空白对照组(标记为Tca8113组)。在转染PTEN载体和空载体后,利用G418抗生素连续14天筛选出PTEN基因稳定高表达的Tca8113细胞株。为检测其转染效率,通过RT-qPCR和Western blot法分析未处理细胞组、阴性对照组和PTEN高表达组三组细胞的PTEN基因mRNA和蛋白表达水平,确定PTEN过表达的有效性。随后,通过CCK-8法连续7天检测各组细胞的生长速度。运用流式细胞术检测稳定转染后三组细胞的细胞周期分布变化。Transwell小室实验检测PTEN基因过表达对Tca8113细胞侵袭能力的改变。采用Western blot免疫印迹方法检测上皮间质转化(EMT)标志蛋白 E-cadherin、Vimentin和相关蛋白β-catenin、TGF-β1的表达变化。利用免疫荧光法观察上调 PTEN基因后三组细胞 EMT形态学变化。Western blot检测 PTEN基因上调后 Tca8113细胞中Hedgehog信号通路中主要蛋白Shh、Ptch1和Gli1的表达情况。 结果: 1.获得PTEN基因稳定表达的细胞株后,RT-qPCR和Western blot结果证实转染PTEN载体后,Tca8113细胞中PTEN mRNA和蛋白的表达明显上调,较Tca8113空白对照组和Tca8113-NC阴性对照组相比,差异有统计学意义(P<0.01和P<0.05)。 2. CCK-8法检测结果显示PTEN基因过表达组的Tca8113细胞OD值明显低于阴性对照组和空白对照组,增殖能力明显减弱(P<0.01)。而未处理的空白对照组和转染空载体的阴性对照组之间,两组细胞生长速度无明显差异(P>0.05)。 3.流式细胞术检测发现转染PTEN基因后Tca8113细胞的细胞周期分布发生变化,G0/G1期的细胞数比例明显增加,而S期和G2/M期的细胞数比例明显减少,与Tca8113空白组和Tca8113-NC阴性对照组的细胞数比例相比,差异具有统计学意义(P<0.05),提示上调PTEN基因后可显著抑制口腔鳞癌细胞周期的进展。 4. Transwell侵袭实验显示24小时后PTEN基因过表达的细胞穿膜侵袭数目较空白组和阴性组显著下降(P<0.01),证实PTEN基因的上调对Tca8113的细胞侵袭能力有明显抑制作用。 5.与空白对照组比较,Western blot检测发现Tca8113-PTEN组中EMT标志蛋白E-cadherin和β-catenin表达上升,而Vimentin和TGFβ-1表达显著降低,差异有统计学意义(P<0.01)。而空白对照组和阴性对照组细胞之间的4种蛋白表达水平均无统计学差异(P>0.05)。 6.免疫荧光结果显示,在 PTEN过表达的实验组中 Tca8113细胞的细胞膜E-cadherin荧光表达强度明显高于其他对照组,而胞浆内Vimentin的荧光表达强度相对减少。空白组和阴性对照组中出现细胞间充质转换,部分多边形细胞转化成梭形。 7. Western blot检测结果显示PTEN基因的上调能显著抑制细胞中Hh通路的相关基因Shh和Gli1的蛋白表达,促进Ptch1的表达(P<0.05)。空白组和阴性对照组中的三种蛋白表达差异无统计学意义(P>0.05)。 结论: 1.成功构建PTEN基因过表达的Tca8113细胞模型。 2. PTEN基因的上调能够抑制Tca8113细胞体外增殖能力,并使细胞周期阻滞在GO/G1期,提示PTEN基因可显著抑制OSCC的生长。 3. PTEN可抑制OSCC的EMT进程和侵袭能力。 4. PTEN基因过表达能够显著抑制EMT进程的机制可能与抑制Hedgehog信号通路有关。