NFIC在缺氧微环境下促进胶质母细胞瘤迁移与侵袭的机制研究

来源 :南方医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:huihuishou4001
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研究背景与目的胶质瘤是中枢神经系统中最常见的原发肿瘤,每年的发病率约为每10万人中6.6例,其中恶性程度最高的胶质母细胞瘤的患者生存期仅在12到17个月之间,这很大程度上是因为胶质母细胞恶性程度高,呈现出明显的浸润性生长,即便是最大安全范围手术切除也无法将肿瘤完全切除。在我科的前期研究中,我们发现在T2/FLAIR像增强区域与影像学正常区域的交界区域中存在浸润的胶质母细胞瘤细胞,而且其生物学性状与肿瘤中心区域的肿瘤细胞并不完全一致,表现出低增殖、高侵袭的特性;通过蛋白质组学分析,我们发现两者的蛋白表达存在明显差异,说明它们应该是两类不同的肿瘤细胞,但两类细胞之间是否存在转化关系还有待进一步的探讨和确认。缺氧微环境是胶质母细胞瘤等恶性实体肿瘤的重要特征之一。在缺氧微环境的关键转录因子HIF-1α的介导下,胶质母细胞瘤的侵袭能力、血管生成能力以及放化疗抵抗性均可增强。有研究显示,肿瘤边缘表现出了高度的缺氧现象,缺氧微环境是否因此成为了促进肿瘤实体中的胶质母细胞瘤细胞向边缘迁移并浸润至正常脑组织中的关键推动力,是本研究的探讨重点。NFIC作为核因子家族中的一员,在前期研究中被认为可以通过EMT通路调控牙胚细胞分化,而且通过调控EMT通路还可影响乳腺癌细胞的迁移能力,但其与胶质瘤或缺氧微环境之间的关系尚无人研究。本研究的主要内容是初步探讨NFIC在胶质母细胞瘤中的作用和调控机制,并在此基础上进一步探讨缺氧微环境下,NFIC如何通过影响HIF-1α泛素化进而调控胶质母细胞瘤细胞的功能以及其中具体的分子机制。这为我们探索缺氧微环境下胶质母细胞瘤的恶性表型的调控提供了一个新的机制,也为胶质母细胞瘤的靶向治疗提供了一个新的潜在靶点。研究方法(1)NFIC在胶质瘤中的表达情况及其预后价值利用TCGA、GEO、CGGA数据库中胶质瘤的基因表达谱数据,并结合对应的临床资料,分析NFIC在胶质瘤中的表达情况及其对预后的影响,同时通过Western Blot在蛋白水平验证NFIC在胶质瘤中的表达情况;(2)NFIC在胶质母细胞瘤中对细胞功能的调控作用及其机制研究建立稳定干扰NFIC的胶质瘤母细胞瘤细胞株,并利用CCK8实验检测肿瘤细胞增殖能力的变化,Transwell小室迁移实验、Boyden小室侵袭实验检测肿瘤细胞迁移、侵袭能力的变化,并通过Western Blot检测EMT通路的变化;(3)NFIC与HIF-1α存在相互作用利用蛋白免疫沉淀联合质谱蛋白质鉴定技术,分析与NFIC相互作用的蛋白,然后通过蛋白免疫共沉淀、免疫荧光共定位以及表达相关性分析验证质谱分析结果;(4)缺氧下NFIC通过泛素蛋白酶体途径调控HIF-1α将稳定干扰NFIC后的胶质母细胞瘤细胞进行缺氧培养,然后用Western检测HIF-1α的表达量变化;与此同时,将细胞用MG132或DMSO处理后重复上述操作;利用蛋白免疫共沉淀实验检测胶质母细胞瘤在干扰NFIC与否的状态下,HIF-1α泛素化标记的变化情况;(5)干扰NFIC可逆转HIF-1α对胶质母细胞瘤恶性表型的促进作用在过表达HIF1A的胶质瘤细胞中干扰NFIC,利用CCK8实验、Transwell小室迁移实验、Boyden小室侵袭实验检测胶质瘤细胞的增殖、迁移、侵袭能力;利用颅内成瘤实验及免疫组织化学法,检测干扰NFIC对过表达HIF1A的逆转作用。结果(1)NFIC在胶质瘤中的表达情况及其预后价值生物信息学分析及临床标本验证表明,NFIC在胶质瘤,尤其是胶质母细胞瘤中呈现明显高表达,且在胶质母细胞瘤中具有一定诊断价值,而且NFIC的高表达与胶质瘤患者的预后不良密切相关。(2)NFIC在胶质母细胞瘤中对细胞功能的调控作用及其机制研究利用CCK8实验、Transwell小室迁移实验、Boyden小室侵袭实验,我们发现干扰NFIC后胶质母细胞瘤细胞的增殖、迁移及侵袭能力均明显减弱,且Western Blot结果表明干扰NFIC可抑制胶质母细胞瘤细胞的EMT过程。(3)NFIC与HIF-1α存在相互作用关系蛋白免疫沉淀联合质谱蛋白质鉴定结果表明NFIC与HIF-1α存在相互作用关系,蛋白免疫共沉淀、免疫荧光共定位以及表达相关性分析进一步证实了这一结果。(4)缺氧下NFIC通过泛素蛋白酶体途径调控HIF-1α通过Western Blot,我们发现缺氧微环境下干扰NFIC后HIF-1α的表达量降低,且可被MG132处理所逆转,而通过Western Blot和蛋白免疫共沉淀实验,我们发现干扰NFIC后HIF-1α的泛素标记增多。(5)体内实验验证NFIC在胶质瘤中作用及调控机制在过表达HIF1A的胶质母细胞瘤细胞中干扰NFIC的表达可以逆转HIF-1α对胶质母细胞瘤细胞迁移、侵袭能力的促进作用,并进一步抑制了胶质母细胞瘤细胞的增殖。通过颅内成瘤实验及免疫组织化学法,我们发现干扰NFIC后可逆转HIF-1α对胶质母细胞瘤细胞恶性表型的促进作用。结论本研究不仅初步阐明了NFIC在胶质母细胞瘤中的表达情况及其对胶质母细胞瘤细胞增殖、迁移和侵袭能力的调控作用,还为缺氧微环境下胶质母细胞瘤恶性表型的调控提供了一个新的机制,提供了一个解释胶质母细胞瘤细胞转化的可能机制,并为靶向治疗提供了 一个可能的新靶点。
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