剪接因子RBM4在胃癌中的表达及其参与调控胃癌恶性生物学行为的机制研究

来源 :中国医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:qpzm007
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目的:目前,胃癌是世界上第四常见的恶性肿瘤,是发展中国家对生命威胁最大的恶性肿瘤之一,尤其是在中国,每年有超过70万人死于胃癌,死亡率仅次于肺癌,位居第二位。虽然在过去的几十年中胃癌在发展中国家的发病率有所下降,但其仍是发展中国家重要的健康威胁。由于早期胃癌症状不明显,许多胃癌患者在确诊时已经处于疾病的中晚期,而且中晚期胃癌多具有高侵袭性和高转移性,这也是导致临床治疗效果不佳死亡率居高不下的主要原因,中晚期胃癌患者的5年生存率仅为20%-30%。尽管近年针对胃癌检查手段和治疗方法均有所提高,但由于进展期胃癌根治术后的复发转移率高,胃癌的治疗仍然是一个重大的难题。因此,寻找影响胃癌进展的分子和信号通路,并阐明其影响胃癌发生发展的分子机制,对胃癌的诊断、晚期胃癌的治疗药物的开发以及从根本上改善胃癌患者的预后效果具非常重要的作用及意义。膜转移是胃癌最常见的转移形式之一,约有近半数手术治疗患者术后复发病例为腹膜转移。是导致患者死亡的主因。而肿瘤细胞在发生浸润转移的起始阶段常常发生上皮-间质转化(epithelial-mesenchymaltransition,EMT)现象。EMT是指上皮细胞在形态学上发生向间(充)质细胞表型的转变从而获得更强的迁移能力的过程。影响EMT过程的经典蛋白有E-cadherin、N-cadherin和Vimentin等,正是由于这些蛋白的相互转换才引起了EMT的发生。而且在此过程中MMP2和MMP9等基因的异常表达则大大增强了肿瘤的迁移能力。  近年来,作为一个前沿的基因调控机制,选择性剪接(Alternative splicing,AS)越来越被广大科研工作者所重视。AS即在基因的剪接过程中,通过在一个基因转录的mRNA前体选择不同的剪接位点,产生不同的mRNA剪接异构体,这些剪接异构体进而影响疾病的发生发展。有报道称AS在对蛋白质功能的复杂调控中起着至关重要的作用,而且其与人类癌症的发生发展亦密切相关。然而,关于癌症中潜在的选择性剪接的具体机制的相关知识仍然是有限的。有研究认为肿瘤剪接失控的主要原因是剪接因子活性的改变。例如,SRSF1是一种控制多种癌症相关基因剪接的原癌基因,它可以改变包括那些以雷帕霉素(mTOR)通路为靶点的哺乳动物中的多个肿瘤基因的活性,从而使之衍生出多个剪接异构体。已有文献报道AS在参与了肿瘤侵袭转移的EMT过程,但其在胃癌中的具体机制上不明确。因为选择性剪接是一种癌症的分子标志,而且AS专门针对剪接因子,所以我们认为AS为肿瘤的治疗开辟了一条潜在的新途径。  剪接因子RBM4(RNA-binding motif4)是一组控制人类基因选择性剪接(AS)的内含子剪接调控元件。RBM4通过与SR蛋白(Ser-Arg rich protein)共享核进口通路而被初步确定,RBM4穿梭于细胞核和细胞质之间但却主要分布在核散斑。像许多典型的剪接因子一样,RBM4有一个模块化的配置域。N末端含有两个RNA识别基序(RRMS)和一个能特异性结合RNA的CCHC型锌脂蛋白,而C末端含有一种低复杂度的区域(即富含Ala-rich stretches),并且这个区域可以与其他蛋白相互作用。  RBM4有多种生理功能,除了剪接调控外,RBM4还被证明能够始终控制Tau的AS和a-原肌球蛋白。此外,我们还发现RBM4可以影响细胞的翻译过程,细胞激活后,激活内部核糖体进入位点介导翻译,或调停氧调节转换开关。同时RBM4调节肌肉和胰腺细胞分化也被报道的。已有报道称剪接因子RBM4能够通过对剪接的特殊控制来抑制多种肿瘤细胞的增殖和迁移更参与了EMT过程。但其在胃癌中的具体功能及作用机制尚未有报道,所以我们拟在胃癌中对RBM4进行深入研究。  本研究决定对RBM4的表达与胃癌患者的临床病理特征及预后的关系、对胃癌的增殖、侵袭、转移和凋亡等恶性生物学行为的影响以及其中具体的机制进行探索。  研究方法:对中国医科大学附属第一医院肿瘤外科2006年1月至2007年7月经手术治疗的原发性胃癌患者270例进行免疫组化检测其中RBM4的表达差异。采用过表达慢病毒感染的方法,设计针对RBM4的表达序列、构建并包装含有RBM4过表达基因的慢病毒质粒稳定转染细胞株,在mRNA水平观察RBM4基因表达增强效果,并且通过克隆形成、裸鼠成瘤、细胞划痕和流式细胞术等实验技术观察过表达RBM4基因后的稳转细胞的增殖、侵袭和凋亡等恶性生物学行为的变化。另外采用western blot和RT-qPCR技术检测过表达RBM4后胃癌细胞中相关下游因子在蛋白水平和mRNA水平的表达变化。  结果:1、免疫组化结果显示,RBM4蛋白特异性着色于细胞核。RBM4在270例胃癌组织中呈低表达;而在正常胃组织中,呈高阳性表达。分析胃癌患者的总生存率与RBM4表达量之间的关系发现:与RBM4低表达水平的患者相比,RBM4表达水平较高的患者其总生存期较长。分析RBM4表达与临床病理特征的相关性发现,胃癌组织RBM4的阳性表达与患者的性别、大体类型、组织类型、Laurens分型、肿瘤浸润深度、淋巴结转移及TNM分期明显相关(P<0.05),而与年龄、肿瘤位置、肿瘤大小、远处转移及淋巴管浸润无明显相关性。Cox分析结果显示,RBM4阳性表达和肿瘤大小、劳伦分型及TNM分期是胃癌的独立预后因素。。生存曲线和Log-rank检验显示RBM4与患者不良预后显著相关。2、集落形成和裸鼠成瘤实验结果表明过表达RBM4能够抑制胃癌细胞的增殖能力。3、Transwell实验结果表明过表达RBM4能够抑制胃癌细胞的侵袭能力。4、细胞划痕实验结果表明过表达RBM4能够抑制胃癌细胞的迁移能力。5、流式细胞术结果示过表达RBM4能够明显提升胃癌细胞的凋亡能力,并主要影响胃癌细胞分裂的G2/M期,将细胞阻滞于此。6、Real-time PCR和Western blot实验结果表明过表达RBM4后胃癌细胞中RBM4、E-cadherin以及Bcl-xs表达上调,而N-cadherin、Vimentin、 Bcl-xl、Mcl-1、MMP2和MMP9表达下调。  结论:1、转录因子RBM4很可能是胃癌预后5年生存率的一种独立保护因素。2、RBM4基因可以影响胃癌细胞的增殖、侵袭和凋亡等恶性生物学行为。3、RBM4基因调控RBM4、E-cadherin、N-cadherin、Vimentin、Bcl-xl、Bcl-xs、Mcl-1、MMP2和MMP9表达是其影响胃癌增殖、侵袭、转移和凋亡等恶性生物学行为的机制之一。
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