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目的:
研究核糖核苷酸还原酶M2在结肠直肠癌发生发展中的作用及紫外线诱导的直肠结肠癌细胞DNA损伤修复中的作用机制。
方法:
(1)应用免疫组化染色技术(Immunohistochemical staining)对组织芯片(Tissue microarray)进行染色,观察核糖核苷酸还原酶M2(RRM2)在结肠直肠癌组织中的表达;应用逆转录聚合酶连反应(PCR)和蛋白质印迹(Westernblot)技术分别观察核糖核苷酸还原酶M2在mRNA水平和蛋白水平的表达情况。
(2)培养HCT116,SW480和SW620等七株结肠直肠癌细胞株,细胞增殖-毒性检测试剂盒(CCK-8)检测细胞增殖,流式细胞仪V-FITC(异硫氰酸荧光素)/腆化丙啶(PI)双标记法对不同处理的细胞进行细胞周期和凋亡的分析。
(3) Transwell小室实验评估转染后结肠直肠癌细胞迁移能力和侵袭能力。
(4)将经过不同处理的细胞置于254nm紫外线灯的照射下,观察下调/抑制核糖核苷酸还原酶M2表达后细胞对紫外线辐射的敏感度。
(5)短发卡RNA(shRNA)干扰并下调RRM2的表达,分别观察真核生物胞质伴侣素(chaperonin containing TCP1 complex,CCT)ζ-1和Polo-样激酶1(PLK1)的表达情况。免疫共沉淀( Coimmunoprecipitation,Co-IP)技术观察CCTζ-1,PLK1和RRM2三个蛋白之间的相互关系。
结果:
(1)结肠直肠癌组织中RRM2的表达明显高于癌旁正常组织(P<0.05),且与浸润深度(P<0.05)、低分化程度(P=0.0051)、TNM分期(P=0.0015)均具相关性;
(2) HCT116细胞中RRM2呈现高表达,下调RRM2表达后,其增殖能力较对照组明显下降(P<0.05)
(3)在迁徙实验中,RRM2干扰组穿膜细胞数为(11±2)个,低于阴性对照组[(29±4)个]和空白对照组[(23±3)个](P<0.01)。在侵袭试验中,RRM2干扰组穿膜细胞数为(81±3)个,低于阴性对照组[(289±7)个]和空白对照组[(301±7.2)个](P<0.01)。
(4)下调核糖核苷酸还原酶M2表达后结肠直肠癌细胞对紫外线辐射的敏感度增强。
(5)短发卡RNA(shRNA)干扰并下调RRM2的表达后,真核生物胞质伴侣素ζ-1(CCTζ-1)和Polo-样激酶1(PLK1)的表达水平也出现降低,提示Plk1,CCTζ-1可能是RRM2的下游蛋白;免疫共沉淀提示CCTζ-1可以与RRM2抗体共沉淀。同时,课题组观察到抑制PLK1的表达可以降低细胞的增殖能力,并诱导凋亡。下调而CCTζ-1不能诱导凋亡。
(6)干扰并下调PLK1的表达可以降低结肠直肠癌细胞的侵袭能力,而仅沉默CCTζ-1则不能降低结肠直肠癌细胞的侵袭能力。
结论:
RRM2在结肠直肠癌组织中呈过表达,影响人结肠直肠癌细胞的肿瘤生物学行为;且对结肠直肠癌进展和预后具有一定作用,Plk1,CCTζ-1可能是RRM2的下游蛋白,其有望成为评估结肠直肠癌进展及预后的一个重要指标。