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卵巢癌是妇科三大恶性肿瘤之一,死亡率居首位。多年来卵巢癌5年生存率一直徘徊在30%以下,如果卵巢癌能够早期发现并治疗,其5年生存率可以提高到70~90%。因此,为寻求有效的早期诊断和治疗方案,卵巢癌发生、发展的机制一直是妇科肿瘤基础与临床研究探索的重点。 糖复合物是细胞膜的重要组成部分,参与信号转导、分子粘附等分子相互作用,与细胞生长、凋亡、运动、分化等重要生命过程密切相关。肿瘤细胞表面结构异常的糖链可被机体的免疫系统视为非己外来物,成为肿瘤相关糖抗原(TACA),可以作为肿瘤标记分子,对肿瘤的诊断、预后判断及治疗后随诊有重要意义。Lewisy抗原也是一种TACA。Lewisy是含有双岩藻糖基的寡糖链,在恶性上皮性肿瘤中表达增高,且与预后相关,具有重要的临床意义,可能成为新的肿瘤标记分子,但Lewisy增高的上游调节机制至今尚不清楚。 α1,2-岩藻糖转移酶(α1,2-fucosyltransferase,α1,2-FT)是Lewisy抗原合成的关键限速酶,其表达在α1,2-FT基因转录水平受到调控。Iwamori等发现卵巢癌细胞系KFr13TX对紫杉醇产生耐药性时,α1,2-FT基因及Lewisy抗原表达都明显增高。我们前期对Lewisy抗原与卵巢癌发生、发展、侵袭转移及耐药的相关性及机制进行了较为深入的研究。我们将人α1,2-FT基因转染入人卵巢癌细胞系RMG-I,首次建立了α1,2-FT基因及Lewisy抗原稳定高表达卵巢癌细胞模型RMG-I-H。发现转染后细胞增殖加快,对纤连蛋白FN的黏附力增强,且对5-FU,卡铂,紫杉醇等的耐药性增加。裸鼠体内致瘤性实验证明:α1,2-FT基因及Lewisy抗原高表达的卵巢癌细胞克隆成瘤的时间较对照组缩短,移植瘤生长速度较快。siRNA干扰可以改变上述变化。Labarriere等研究证明将α1,2-FT基因反义链转入小鼠高侵袭性结肠癌PROb细胞后,细胞在体内的致瘤性显著下降。表明作为产物的Lewisy影响肿瘤细胞的生物学行为,其表达在α1,2-FT基因转录水平受到调控,但具体调节机制不明确。 AP-1是经典的细胞核内转录因子,受多种信号转导通路调节,主要由Jun、Fos两亚家族单位构成,亚家族单位以同源或异源二聚体的形式结合于DNA靶序列,调节靶基因转录,参与增殖、恶性转化及凋亡等细胞病理生理功能调控。Mishra等研究AP-1与口腔癌发生、发展的关系时发现,AP-1家族成员无论是蛋白还是基因水平,在口腔癌组织中的表达都明显高于癌前组织和正常组织,表明AP-1在肿瘤的发生、转移和侵袭中发挥重要作用。我们在前期工作中对三组恶性程度不同的卵巢癌细胞系进行全基因组筛查时发现,随着卵巢癌细胞系恶性程度的增加,细胞中α1,2-FT基因及Lewisy抗原的表达水平也都显著增高,并且,三种恶性程度高的卵巢癌细胞系都有c-Jun基因表达的异常增高,因此我们推测细胞癌变时可能会通过上调AP-1水平,引起α1,2-FT基因转录活性增高,进而上调α1,2-FT蛋白表达,最终导致Lewisy表达增加。 综上,本实验在前期工作的基础上,通过多种生物化学、免疫学及分子生物学研究方法,检测卵巢癌细胞及卵巢肿瘤组织中AP-1、α1,2-FT及Lewisy抗原的表达,证明恶性度高的卵巢癌细胞及组织中AP-1、α1,2-FT及Lewisy抗原表达均增高,分析α1,2-FT基因启动子活性并鉴定其中的AP-1反应元件,α1,2-FT基因的表达受AP-1转录因子的调节,并介导AP-1促进卵巢癌细胞增殖等功能。为进一步研究α1,2-FT/Lewisy的上游调节机制提供新的线索,为卵巢癌的分子诊断和治疗提供新的理论基础。 方法: 第一部分:免疫细胞化学染色法检测两组恶性程度不同的卵巢癌细胞中c-Jun的表达;real time PCR方法检测卵巢癌组织及正常卵巢组织中c-Jun及α1,2-FTmRNA的表达;免疫组织化学染色法检测卵巢癌组织、交界性卵巢上皮性肿瘤、良性卵巢上皮性肿瘤及正常卵巢组织中c-Jun的表达。 第二部分:以基因组DNA为模板扩增α1,2-FT基因启动子序列,构建萤光素酶报告基因载体;双萤光素酶报告基因法检测α1,2-FT基因启动子活性;双萤光素酶报告基因法检测c-Jun/AP-1对α1,2-FT基因启动子活性的影响;PCR法定点突变α1,2-FT基因启动子区域内的AP-1结合位点,双萤光素酶报告基因法检测突变型α1,2-FT基因启动子活性;EMSA法鉴定α1,2-FT基因启动子区域内的AP-1反应元件;ChIP方法鉴定c-Jun/AP-1与α1,2-FT基因启动子结合;real time RT-PCR及Western blot方法检测c-Jun转染前后α1,2-FT mRNA及Lewisy的表达;Westernblot方法检测FUT1 siRNA处理后c-Jun对卵巢癌细胞Lewisy表达的影响。 第三部分:c-Jun表达载体瞬时转染卵巢癌细胞:流式细胞仪分析细胞周期;CCK8法检测细胞生长情况;克隆形成实验检测克隆形成率;流式细胞仪检测细胞凋亡率;Transwell法细胞体外侵袭实验检测细胞侵袭能力。 结果: 第一部分:免疫细胞化学方法显示耐药和高转移卵巢癌细胞株中c-Jun表达增高;real time PCR方法显示卵巢癌组织中c-Jun及α1,2-FT mRNA的表达高于正常卵巢组织,且二者在卵巢癌组织中的表达呈显著正相关;免疫组织化学染色法显示c-Jun在卵巢癌和交界性卵巢上皮性肿瘤组织中的表达显著高于良性卵巢上皮性肿瘤和正常卵巢组织,且c-Jun在卵巢癌组织中的表达与Lewisy呈显著正相关。进一步分析c-Jun在卵巢癌中的表达与病理类型、组织分化、手术病理分期及有无淋巴结转移均无关。 第二部分:构建α1,2-FT启动子萤光素酶报告基因载体,萤光素酶法验证其具有转录活性;共转染c-Jun可以显著增加野生型α1,2-FT启动子的萤光素酶活性,定点突变后的突变型α1,2-FT启动子的萤光素酶活性显著下降;EMSA法验证了包含有AP-1结合位点的特异性探针能够与卵巢癌细胞核蛋白形成复合物;ChIP实验验证了c-Jun/AP-1能够特异性结合于包含AP-1结合位点的α1,2-FT启动子区域;real time RT-PCR及Westem blot方法检测瞬时转染c-Jun后,α1,2-FT mRNA及Lewisy表达增加;FUT1 siRNA处理后再转染c-Jun,卵巢癌细胞Lewisy表达的增加显著下降。 第三部分:相对于对照组,转染c-Jun的卵巢癌细胞:流式细胞仪分析显示合成前期G1和静息期G0的百分比显著下降,而合成期S、合成后期G2及分裂期M的百分比明显增高;CCK8法显示细胞增殖加快,克隆形成率显著增加;流式细胞仪分析细胞凋亡率没有明显差异;Transwell细胞侵袭实验显示细胞侵袭能力显著增强。 结论: 第一部分c-Jun/AP-1在恶性程度高的卵巢癌细胞中表达增高,在卵巢癌组织中表达也显著增高,且与α1,2-FT mRNA及Lewisy表达显著正相关。 第二部分α1,2-FT启动子区域内存在AP-1反应元件,c-Jun/AP-1能够特异性结合于α1,2-FT启动子区域,促进α1,2-FT转录,增加Lewisy抗原的表达。 第三部分c-Jun/AP-1通过调节α1,2-FT及Lewisy的表达,影响卵巢癌细胞的增殖、侵袭等生物学行为。