朱春暉,謝 勇,呂農華
南昌大學第一附屬醫(yī)院消化研究所南昌330006
(2010-09-19收稿 責任編輯 趙秋民)
隨著生活水平的提高和飲食結構的改變,我國胰腺癌發(fā)病率逐年上升,3 a生存率不足10%,5 a生存率低于5%[1]。p53作為基因組衛(wèi)士,是目前已知的與腫瘤相關性最高的抑癌基因。2000年首次提出了 p53 基因 網(wǎng) 絡 的概 念[2],p21waf1/cip1、bax、mdm2、puma及pten是該基因網(wǎng)絡中的關鍵基因,它們除了發(fā)揮各自的功能外,同時相互作用以調節(jié)細胞的正常生理活動。作者通過將野生型p53質粒導入胰腺癌sw1990細胞中,觀測細胞內調控基因的mRNA及蛋白表達情況,探討利用野生型p53質粒治療胰腺癌的可能性及其可能機制。
1.1 材料 人正常胰腺組織6例,為江西省腫瘤醫(yī)院手術標本。獲取的每例標本快速置于冰上稱重,切割成100 mg左右的組織塊,分裝于液氮罐中保存,并送病理活檢,所有研究對象均簽署知情同意書。胰腺癌sw1990細胞株由上海第二軍醫(yī)大學長海醫(yī)院屠振興教授惠贈。重組質粒p53-GFP為美國印第安納大學盧華教授惠贈。LipofectamineTM2000(美國Invitrogen公司),質粒小提試劑盒(Tiangen公司)、Trizol、M-MLV、dNTP(Promega 公司),各種抗體(Santa Cruz公司),熒光試劑盒(Pierce公司),DMEM(Gibco公司),胎牛血清(杭州四季青公司),瓊脂糖(Amresco公司),其余試劑為國產分析純。
1.2 sw1990細胞培養(yǎng) 使用含體積分數(shù)為10%胎牛血清的DMEM培養(yǎng)液,置37℃、體積分數(shù)為5%CO2培養(yǎng)箱中孵育培養(yǎng)sw1990,0.5 g/L胰蛋白酶溶液消化貼壁生長的成纖維細胞并傳代[3]。
1.3 sw1990細 胞 和 正 常 胰 腺 組 織 中 p53、p21waf1/cip1、bax、puma、pten 及 mdm2 mRNA 表達的RT-PCR檢測 按Trizol試劑盒說明提取總RNA。PCR上下游引物序列見表1。PCR產物用20 g/L瓊脂糖凝膠電泳分離檢測。用 Bandscan圖像分析軟件進行吸光度積分值分析,以目的基因與βactin(內參照)的吸光度積分值之比作為各目的基因mRNA的相對表達量。
1.4 sw1990細胞和正常胰腺組織中 P53、BAX、PTEN及磷酸化AKT(p-AKT)蛋白表達的Western blot檢測 收集細胞和組織,提取蛋白并定量[4]。樣品經凝膠電泳分離,電轉移后,膜封閉 1 h,加入封閉液稀釋的一抗[一抗分別按1∶400(P53)、1∶400(BAX)、1∶200(PTEN)、1∶200(p-AKT)稀釋],結合2 h。加封閉液稀釋的二抗[山羊抗鼠lgG(按1∶1 000稀釋);Actin山羊抗兔lgG(按1∶1 000稀釋)],反應 1.5 h。ECL顯色,膠片曝光,顯影、定影,掃描,讀取各條帶的斑點密度值,獲得目的蛋白相對表達量。
1.5 重組質粒p53-GFP轉染sw1990細胞 將sw1990細胞接種于6孔細胞培養(yǎng)板內,每孔細胞數(shù)2×105個,加4 mL培養(yǎng)液培養(yǎng)。待細胞培養(yǎng)板孔內的細胞覆蓋率達70%時,于轉染前2 h吸出培養(yǎng)液,用PBS液洗滌細胞2次,每孔加入2 mL不含血清的DMEM液。分別將重組質粒p53-GFP及空白質粒pEGFP-N1溶于不含胎牛血清、不含抗生素的DMEM中,使其終濃度為25μmol/L,同時將10μL LipofectamineTM2000加入不含胎牛血清、不含抗生素的DMEM中,室溫孵育5 min后將質粒溶液加入,室溫孵育20~25 min后,將上述混合液分別加入各組培養(yǎng)孔內,2 mL/孔,輕搖混勻;空白組加入無質粒無脂質體且不含血清、不含抗生素的DMEM 2 mL,轉染后6 h,除去培養(yǎng)液,PBS液洗2遍,各孔加含體積分數(shù)為10%胎牛血清的DMEM 2 mL/孔,繼續(xù)培養(yǎng)24 h,在熒光顯微鏡下觀察轉染效率,并收集成功轉染p53-GFP質粒并表達野生型P53的帶抗性基因的sw1990(sw1990/p53)細胞進行下列實驗。
表1 PCR上下游引物序列及反應條件
1.6 轉染細胞中 p53、p21waf1/cip1、bax、puma、pten和mdm2 mRNA及相應蛋白的表達 具體步驟同1.3 和 1.4。
1.7 統(tǒng)計學處理 采用SPSS 16.0進行分析,應用兩獨立樣本的t或t’檢驗比較不同組別和因素中p53、p21waf1/cip1、bax、puma、pten 和 mdm2 mRNA 和相應蛋白表達的差異,檢驗水準α=0.05。
2.1 sw1990細胞與正常胰腺組織中增殖調控基因mRNA及相應蛋白的表達 見表2和表3。
2.2 穩(wěn)定轉染重組質粒p53-GFP的sw1990細胞及未處理細胞中增殖調控基因mRNA及相應蛋白的表達 見表4和表5。
表2 sw1990細胞與正常胰腺組織中p53、p21waf1/cip1、bax、puma、pten 和 mdm2 mRNA 的表達
表3 sw1990細胞與正常胰腺組織中 P53、BAX、PTEN、p-AKT 的表達
表4 轉染組與未處理組p53、p21waf1/cip1、bax、puma、pten 和 mdm2 mRNA 表達的比較
表5 轉染組與未處理組中P53、BAX、PTEN和p-AKT表達的比較
正常情況下細胞的增殖和凋亡處于一個動態(tài)平衡,當細胞受到紫外線照射、離子輻射、化療藥物、蛋白激酶抑制劑及異常細胞生長信號等作用時,增殖凋亡相關基因表達失衡,信號傳導通路發(fā)生異常,細胞不受監(jiān)控地異常增殖并惡性轉化,導致腫瘤的發(fā)生。享有分子警察之稱的p53及其下游基因p21waf1/cip1、bax、puma、pten 及 mdm2 在其中發(fā)揮著重要作用。該實驗研究表明,與正常胰腺組織相比,sw1990細胞中 p53、p21waf1/cip1、bax、puma和 pten mRNA 低表達,mdm2 mRNA 高表達,與徐剛等[2]研究結果一致。
sw1990細胞穩(wěn)定轉染重組質粒p53-GFP后,上述基因mRNA及蛋白表達升高,說明外源性野生型p53導入后,P53聚集在細胞內并轉位至核,形成有生物學活性的四聚體,P53蛋白表達水平及其與DNA的親和力增高,并促進共激活因子的招募和組蛋白的乙?;?]。有活性的P53與靶基因的 P53反應元件結合,可激活包括細胞周期抑制蛋白(P21Wafl[5]、14-3-3 δ 以 及 BTG)、促 凋 亡 蛋 白(BAX[6]、APAFl[7]、PUMA[8-9]、P53AIPI[10]、PIDD[11]和NOXA[12])及DNA修復相關蛋白(核苷酸還原酶P53R)在內的下游調節(jié)蛋白,從而引起細胞周期阻滯、生長增殖抑制。
p53能直接結合 pten的上游序列形成 P53/PTEN復合物,該復合物以一種不依賴磷酸酶活性的機制增強p53的轉錄活性及其蛋白穩(wěn)定性,從而延長P53的半衰期,使P53蛋白穩(wěn)定化[13-14]。與此同時,PTEN還能通過PI3K/Akt信號通路抑制Akt的活化,從而阻止MDM2 Ser166磷酸化及核轉位,并使之降解[15-16];PTEN也可直接作用于 mdm2的啟動子抑制其基因轉錄,降低MDM2蛋白水平[17]。
總之,該實驗結果顯示,重組人野生型p53基因的導入可能通過調節(jié)相關基因的表達,從而抑制胰腺癌sw1990細胞的增殖,這為野生型p53基因治療胰腺癌提供了體外實驗依據(jù)。
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