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目的:
研究慢病毒介导shRNA干扰KDM5C对食管癌EC109细胞增殖、迁移和细胞周期的影响,采用基因芯片技术分析干扰KDM5C后EC109细胞基因表达谱的变化,探索KDM5C调控食管癌EC109细胞生长增殖的相关机制。
方法:
1.构建shRNA干扰KDM5C的慢病毒载体(Lv-shKDM5C)及空病毒载体(Lv-NC),分别稳转人食管鳞状细胞癌EC109细胞,qRT-PCR验证稳转慢病毒载体后KDM5C在EC109细胞中的表达水平。
2.CCK8(Cell-counting kit 8)技术检测稳转Lv-shKDM5C后EC109细胞的增殖能力。
3.划痕实验检测稳转Lv-shKDM5C后EC109细胞的迁移情况。
4.流式细胞仪(FCM)检测稳转Lv-shKDM5C后EC109细胞周期变化。
5.采用基因芯片技术(Affymetrix PrimeViewTM Human Gene Expression Array),从稳转Lv-shKDM5C的EC109细胞及对照组细胞(Lv-NC)中筛选差异表达的基因(DEGs)。
6.通过生物信息学技术对差异表达的基因进行GO功能注释及KEGG通路富集分析,采用String软件结合文献查阅选择与肿瘤发生发展密切相关的基因。
7.实时荧光定量(Quantitative Real-time PCR,qRT-PCR)及Westernblotting验证基因芯片关键的DEGs。
结果:
1.使用慢病毒载体Lv-shKDM5C和空病毒载体,稳转人食管鳞癌EC109细胞,qRT-PCR
结果显示与对照组相比(Lv-NC),感染Lv-shKDM5C慢病毒载体的EC109细胞KDM5CmRNA表达量下降(p<0.01),提示成功构建干扰KDM5C的稳转细胞株。
2.CCK8实验表明干扰KDM5C后48h、72h和96h,EC109细胞生长增加(p<0.01)。
3.划痕实验表明干扰KDM5C后24h和48h,EC109细胞迁移能力增强(p<0.05)。
4.流式细胞仪结果表明,干扰KDM5C后EC109细胞的细胞周期G1期比例降低,S期比例升高(p<0.05),提示干扰KDM5C可促进细胞周期从G1期向S期转化,促进DNA合成。
5.生物信息学方法分析干扰KMD5C后基因芯片结果,以“Foldchange>2or<0.5,p<0.05”作为筛选条件,获得差异表达基因220个,其中上调基因171个,下调基因49个。GO功能注释表明差异基因主要涉及丝氨酸家族氨基酸代谢、tRNA氨酰化、C3HC4型RING指结构域结合、蛋白质折叠伴侣、核小体、蛋白质-DNA复合物等过程。KEGG通路富集分析显示5条信号通路具有明显统计学意义,分别为:维生素B6代谢,氨酰基-tRNA的生物合成,甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢,丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢,氨基酸的生物合成等通路。根据PPI结果,PHGHD和PSAT1被挑选为关键的DEGs。
6.qRT-PCR及Westernblotting结果表明干扰KDM5C后PHGHD、PSAT1的mRNA及蛋白表达均增加,与基因芯片结果相一致。
结论:
1.成功制备干扰KDM5C的慢病毒载体,将其感染食管癌EC109细胞后可使KDM5C表达明显下降,获得稳转的shRNA干扰KDM5C的细胞系。
2.干扰KDM5C后促使细胞周期从G1期向S期转化,并促进EC109细胞增殖和迁移。
3.根据基因芯片结果,筛选出DEGs基因共220个。根据DEGs构建了蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)网络,分析了共表达模块,确定关键基因为PHGDH和PSAT1。
4.干扰KDM5C后通过上调PHGDH、PSAT1的表达促进EC109细胞的生长。
研究慢病毒介导shRNA干扰KDM5C对食管癌EC109细胞增殖、迁移和细胞周期的影响,采用基因芯片技术分析干扰KDM5C后EC109细胞基因表达谱的变化,探索KDM5C调控食管癌EC109细胞生长增殖的相关机制。
方法:
1.构建shRNA干扰KDM5C的慢病毒载体(Lv-shKDM5C)及空病毒载体(Lv-NC),分别稳转人食管鳞状细胞癌EC109细胞,qRT-PCR验证稳转慢病毒载体后KDM5C在EC109细胞中的表达水平。
2.CCK8(Cell-counting kit 8)技术检测稳转Lv-shKDM5C后EC109细胞的增殖能力。
3.划痕实验检测稳转Lv-shKDM5C后EC109细胞的迁移情况。
4.流式细胞仪(FCM)检测稳转Lv-shKDM5C后EC109细胞周期变化。
5.采用基因芯片技术(Affymetrix PrimeViewTM Human Gene Expression Array),从稳转Lv-shKDM5C的EC109细胞及对照组细胞(Lv-NC)中筛选差异表达的基因(DEGs)。
6.通过生物信息学技术对差异表达的基因进行GO功能注释及KEGG通路富集分析,采用String软件结合文献查阅选择与肿瘤发生发展密切相关的基因。
7.实时荧光定量(Quantitative Real-time PCR,qRT-PCR)及Westernblotting验证基因芯片关键的DEGs。
结果:
1.使用慢病毒载体Lv-shKDM5C和空病毒载体,稳转人食管鳞癌EC109细胞,qRT-PCR
结果显示与对照组相比(Lv-NC),感染Lv-shKDM5C慢病毒载体的EC109细胞KDM5CmRNA表达量下降(p<0.01),提示成功构建干扰KDM5C的稳转细胞株。
2.CCK8实验表明干扰KDM5C后48h、72h和96h,EC109细胞生长增加(p<0.01)。
3.划痕实验表明干扰KDM5C后24h和48h,EC109细胞迁移能力增强(p<0.05)。
4.流式细胞仪结果表明,干扰KDM5C后EC109细胞的细胞周期G1期比例降低,S期比例升高(p<0.05),提示干扰KDM5C可促进细胞周期从G1期向S期转化,促进DNA合成。
5.生物信息学方法分析干扰KMD5C后基因芯片结果,以“Foldchange>2or<0.5,p<0.05”作为筛选条件,获得差异表达基因220个,其中上调基因171个,下调基因49个。GO功能注释表明差异基因主要涉及丝氨酸家族氨基酸代谢、tRNA氨酰化、C3HC4型RING指结构域结合、蛋白质折叠伴侣、核小体、蛋白质-DNA复合物等过程。KEGG通路富集分析显示5条信号通路具有明显统计学意义,分别为:维生素B6代谢,氨酰基-tRNA的生物合成,甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢,丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢,氨基酸的生物合成等通路。根据PPI结果,PHGHD和PSAT1被挑选为关键的DEGs。
6.qRT-PCR及Westernblotting结果表明干扰KDM5C后PHGHD、PSAT1的mRNA及蛋白表达均增加,与基因芯片结果相一致。
结论:
1.成功制备干扰KDM5C的慢病毒载体,将其感染食管癌EC109细胞后可使KDM5C表达明显下降,获得稳转的shRNA干扰KDM5C的细胞系。
2.干扰KDM5C后促使细胞周期从G1期向S期转化,并促进EC109细胞增殖和迁移。
3.根据基因芯片结果,筛选出DEGs基因共220个。根据DEGs构建了蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)网络,分析了共表达模块,确定关键基因为PHGDH和PSAT1。
4.干扰KDM5C后通过上调PHGDH、PSAT1的表达促进EC109细胞的生长。