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目的:克隆人和小鼠鸟氨酸脱羧酶(ornithine decarboxylase,ODC)基因,研究ODC高表达与ODC低表达对肿瘤细胞的生长增殖,以及对抗肿瘤药物敏感性的影响。本研究主要是探讨ODC作为抗肿瘤分子靶点的潜在应用价值,为肿瘤治疗提供新的途径。
方法:(1)RT-PCR克隆人ODC基因编码区,将其克隆入真核表达载体pcDNA3.1(-),构建真核表达质粒pcDNA3.1(-)/hODC和人ODC基因反义RNA真核表达质粒pcDNA3.1(+)/rODC。用pcDNA3.1(+)/rODC分别转染HepG2细胞和Jurkat细胞,获得稳定低表达ODC的细胞株。(2)RT-PCR克隆小鼠ODC基因编码区,构建真核表达质粒pcDNA3.1(-)/mODC,将其转染至小鼠黑色素瘤B16-F1细胞,获得稳定高表达ODC的B16-F1细胞。(3)MTT法检测高表达ODC与低表达ODC对肿瘤细胞生长增殖,以及对抗肿瘤药物敏感性的影响。DNA片段化、Western blotting检测细胞内细胞色素c含量和流式细胞术检测细胞的凋亡情况以及细胞周期。(4)Balb/C小鼠随机分组后,接种ODC高表达的B16-F1细胞建立荷瘤动物模型,然后观察ODC表达水平对肿瘤生长以及小鼠的影响。
结果:(1)成功克隆人和小鼠ODC基因编码区。获得低表达ODC的HepG2细胞株(Hr1)和Jurkat细胞株(J/o),以及高表达ODC的B16-F1细胞株(B/o)。(2)MTT结果表明,与对照细胞相比较,ODC低表达能抑制HepG2细胞和Jurkat细胞的生长,并且能增强该两种细胞对抗癌药物米托蒽醌和二氟甲基鸟氨酸(DFMO)的敏感性;凋亡分析结果显示,抗肿瘤药物更容易诱导低表达ODC的细胞发生凋亡;而在B16-F1细胞中,ODC高表达能促进细胞的生长增殖,同时降低该细胞对抗癌药物BENS的敏感性,抑制BENS诱导的B16-F1细胞凋亡。(3)高表达ODC的B16-F1细胞接种小鼠后,肿瘤的生长率和小鼠荷瘤率明显增加。
结论:在本研究所分析的肿瘤细胞中,ODC高表达能促进肿瘤细胞的增殖、改变细胞周期、降低瘤细胞对化疗药物的敏感性;而ODC低表达则能抑制细胞分裂,并使细胞对抗癌药物更加敏感。上述研究提示ODC在肿瘤发生中的重要作用,以及作为治疗肝癌,淋巴瘤以及黑色素瘤新分子靶点的潜在应用价值。