慢病毒介导RNAi抑制WWTR1基因表达对结肠癌RKO细胞生物活性的影响

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结肠癌是最为常见的恶性疾病之一。尽管近年来结肠癌诊治取得了较快的发展,但目前治疗效果仍难让人满意,手术后或化疗后的患者仍有近半数出现肿瘤复发或者转移。因此寻找新的治疗靶点及方法对于提高结肠癌的治疗效果极为重要。而寻找新型功能分子,并研究其作用机制和干预策略就具有重要的意义。含有WW结构域的转录调节子1(WW-domain containing transcriptionregulator1,WWTR1)又叫做TAZ(Transcriptional co-activator with PDZ bindingmotif),在哺乳动物的组织发生、发育中发挥重要的作用。WWTR1还被发现可以和转录因子PPAR-γ, Runx2和Smad结合参与调控干细胞的分化及再生。最近,在乳腺癌及肺癌中均发现高表达的WWTR1。过表达的WWTR1在乳腺癌细胞中可以促进肿瘤的转移及侵袭,而抑制WWTR1的表达则明显降低了乳腺肿瘤细胞的成瘤率,这一发现提示WWTR1是一个新的癌基因,并在乳腺癌的发生中具有重要的作用。然而WWTR1是否与结肠癌相关尚未见报道。在本实验中,我们将探讨WWTR1在结肠癌的发生中的重要作用。利用RNAi技术抑制结肠癌细胞中WWTR1的表达,可以在体外显著抑制结肠癌细胞的增殖,并抑制其体内的成瘤率。本实验证明:WWTR1可以成为新的结肠癌治疗靶点。第一部分WWTR1-siRNA设计、合成及转染目的细胞目的设计并合成人WWTR1基因的小分子干扰RNA,构建RNAi慢病毒载体,转染人结肠癌RKO细胞。方法遵循RNA干扰目标序列的选取原则,利用互联网资源对人WWTR1基因mRNA序列设计并合成小干扰RNA(siRNA),退火处理后克隆至pGCSIL-GFP质粒,构建重组质粒pshWWTR1。酶切并测序鉴定。将重组质粒转染人结肠癌RKO细胞,采用逆转录-聚合酶链反应(RT-PCR)、Western印迹分别从mRNA和蛋白水平检测WWTR1表达。结果成功设计并合成人WWTR1基因的小分子干扰RNA。pshWWTR1经鉴定与设计序列完全一致,转染重组质粒72小时后,可以显著抑制RKO细胞WWTR1-siRNA表达,与对照组差异有显著性(P<0.001)。能在mRNA和蛋白水平上下调人结肠癌RKO细胞中WWTR1基因的表达(P<0.05)。结论成功设计并合成了人WWTR1基因的小分子干扰RNA,成功转染人结肠癌RKO细胞,为进一步的细胞实验提供了条件。第二部分抑制WWTR1表达对人结肠癌RKO细胞增殖的影响目的体外观察抑制WWTR1活性对RKO细胞生物学活性的影响,通过裸鼠体内实验,进一步验证抑制WWTR1表达对结肠癌致瘤的影响。方法应用pshWWTR1瞬时转染RKO细胞,Cellomics细胞计数检测细胞的生长曲线,FACS法检测细胞周期,Brdu检测细胞内DNA合成,Annexin V-APC单染法检测细胞凋亡,检测实验组及对照组克隆形成能力,并通过裸鼠成瘤检测体内抑制WWTR1表达对结肠癌致瘤的影响。结果pshWWTR1转染RKO后第4天开始细胞增殖受到抑制,DNA合成开始减少(P <0.01),第5天时细胞增殖被明显抑制(P <0.01);RKO-KD组中G0/G1期细胞(54.61%)较NC组明显增多(P<0.05),而S期则KD组(31.7%)明显少于NC组的42.9%(P<0.05);RKO细胞的凋亡率(4.34%)明显比对照组(2.05%)升高(P <0.01);RKO-KD细胞克隆形成较NC细胞明显减少(P<0.05);裸鼠上RKO KD组成瘤潜伏期延长、生长曲线、瘤体积和瘤重与对照组比较(P均<0.05)。结论抑制WWTR1活性能抑制RKO细胞增殖、DNA合成及克隆形成能力,同时促进细胞周期阻滞,诱导细胞凋亡。体内实验表明抑制肿瘤细胞WWTR1表达可以有效抑制肿瘤的生长。WWTR1可能是结肠癌治疗新的靶点。第三部分下游基因mRNA表达水平检测及相关机制分析目的探索WWTR1对结肠癌细胞增殖活性的分子机制。方法通过查阅文献,挑选可能的下游基因,并通过RT-PCR检测目标基因mRNA表达变化。结合DAVID及KEGG基因信息网站,对结果进行分析,以进一步探讨相关机制。结果在RKO-KD细胞中ASNS基因表达明显降低,SMAD3、ID1、BTC表达均有明显上调,而BAX、BAK1这两个基因的表达也有一定程度的上调。结合DAVID及KEGG分析,除了Hippo通路外,TGF-β及结肠癌通路均与WWTR1对结肠癌细胞增殖作用的调控相关。结论抑制WWTR1表达引起促增殖基因表达降低,而促凋亡基因表达上调,并通过Hippo通路与TGF-β、结肠癌通路交互作用,从而对结肠癌细胞的增殖产生抑制作用。
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