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研究背景:非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer,NSCLC)是肺癌的主要组织学类型,由于其隐匿性和高转移性,多数患者在首次确诊时NSCLC细胞已经转移。NSCLC细胞转移与多种蛋白及信号通路相关,因此探索NSCLC细胞转移相关蛋白及作用机制,有利于NSCLC的诊断和治疗。 组蛋白去乙酰化酶(histone deacetylase, HDACs)对组蛋白的脱乙酰化作用可抑制抑癌基因表达,增加肿瘤血管生成以及调控肿瘤相关信号通路,从而介导肿瘤的发生与发展。目前已知的11种人HDACs亚型分为4类,包括I类(HDAC-1,-2,-3,-8)、IIa类(HDAC-4,-5,-7,-9)、IIb类(HDAC6,10)和IV类(HDAC11)。近期研究发现I类HDACs在多种肿瘤组织中高表达,促进肿瘤的发生与发展。但是I类HDACs在NSCLC细胞中的表达特性及作用机制现阶段还没有明确的报道。 研究目的:探讨I类HDACs在NSCLC细胞以及BEAS-2B细胞中的表达特性;筛选在NSCLC细胞最高表达的I类HDACs家族成员,通过在NSCLC细胞中过表达或沉默该家族成员,检测其对NSCLC细胞迁移和侵袭的作用;通过对其下游靶蛋白及相关信号通路进行研究,明确该家族成员在NSCLC细胞迁移和侵袭中的分子作用机制,为该家族成员在诊治NSCLC方面的潜在价值提供理论研究基础。 研究方法:1、采用RT-qPCR及Western blot检测NSCLC细胞中(A549、H358、H1395、H1793)及BEAS-2B细胞中HDAC1、HDAC2、HDAC3、HDAC8 mRNA和蛋白的表达。 2、沉默A549及H1395细胞中HDAC2和在H358及H1793细胞中过表达HDAC2,采用划痕实验和 Transwell小室实验分别检测HDAC2对NSCLC细胞迁移和侵袭的作用。 3、在H358及H1793细胞中过表达HDAC2,采用RT-qPCR及Western blot检测过表达HDAC2对FN、MMP2/9、Vim、N-Cad mRNA和蛋白表达的影响;然后分别沉默H358及H1793细胞中HDAC2,采用RT-qPCR及Western blot检测沉默HDAC2对H358及H1793细胞中FN mRNA和蛋白表达的影响。 4、在过表达HDAC2的H358及H1793细胞中沉默FN蛋白,采用Transwell小室实验检测沉默FN蛋白对HDAC2促进H358及H1793细胞侵袭的影响。 5、通过RT-qPCR及Western blot检测阻断ERK1/2、PI3K/AKT、NF-κB信号通路对HDAC2诱导FN mRNA和蛋白表达的影响。 6、在H358及H1793细胞中过表达HDAC2,采用RT-qPCR及Western blot检测过表达HDAC2对NF-κBp65 mRNA和蛋白表达的影响;采用Transwell小室实验检测阻断NF-κB信号通路对HDAC2促进H358及 H1793细胞侵袭的影响。 研究结果:1、与BEAS-2B相比较,HDAC2在NSCLC细胞中表达显著上调。RT-qPCR及Western blot检测结果显示:HDAC1、HDAC2、HDAC3、HDAC8在本次实验所用的A549、H358、H1395、H1793细胞和BEAS-2B细胞中都有表达。其中HDAC2在A549、H358、H1395、H1793细胞中mRNA和蛋白水平表达显著高于BEAS-2B细胞(P<0.05);HDAC1和HDAC3 mRNA和蛋白表达水平与BEAS-2B细胞比较无明显差异(P>0.05);此外,HDAC8在H358细胞中蛋白表达水平显著高于BEAS-2B细胞(P<0.05),在A549细胞中mRNA表达水平显著高于BEAS-2B细胞( P<0.05),在H1395及H1793细胞中HDAC8的mRNA和蛋白表达水平与BEAS-2B细胞比较无明显差异(P>0.05)。 2、HDAC2促进NSCLC细胞的迁移和侵袭。划痕实验和Transwell实验检测结果显示:沉默A549及H1395细胞中HDAC2蛋白可显著抑制A549及H1395细胞的迁移和侵袭能力(P<0.01);而在H358及H1793细胞中过表达HDAC2可显著增强H358及H1793细胞的迁移和侵袭能力(P<0.01)。 3、HDAC2上调FN的表达。RT-qPCR及Western blot检测结果显示:在H358及H1793细胞中过表达HDAC2显著上调FN mRNA和蛋白的表达(P<0.01),而对MMP2/9、Vim、N-Cad mRNA和蛋白表达则无影响(P>0.05)。沉默H358及H1793细胞中HDAC2可以显著下调FN mRNA和蛋白的表达(P<0.01)。 4、HDAC2通过上调下游靶分子FN的表达促进H358及H1793细胞的侵袭。Transwell小室实验检测结果显示:在过表达HDAC2的H358及H1793细胞中沉默FN,可以显著的抑制H358及H1793细胞的侵袭能力(P<0.01)。 5、HDAC2上调下游靶分子FN的表达与NF-κB信号通路有关。RT-qPCR及Western blot检测结果显示:阻断NF-κB信号通路可以显著抑制HDAC2诱导FN mRNA和蛋白的表达( P<0.01);而阻断ERK1/2、PI3K/AKT信号通路则对HDAC2诱导FN mRNA和蛋白的表达无影响,(P>0.05)。 6、HDAC2促进 H358及H1793细胞的侵袭与NF-κB信号通路有关。Transwell小室实验检测结果显示:在H358及H1793细胞中过表达HDAC2可上调NF-κBp65 mRNA和蛋白的表达;同时阻断NF-κB信号通路可以显著抑制HDAC2促进H358及H1793细胞的侵袭能力(P<0.01)。 研究结论:1、相对于BEAS-2B细胞,HDAC2在NSCLC细胞中(A549、H358、H1395、H1793)表达显著增加。 2、体外实验证实HDAC2可促进NSCLC细胞迁移和侵袭。 3、体外实验证实HDAC2可以通过NF-κB信号通路上调FN的表达,参与NSCLC细胞迁移和侵袭。