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镍(Nickel)是一种人体必需的微量元素,在自然界分布广泛,接触过量会引起炎症、神经衰弱、系统紊乱、致畸、致突变甚至肺癌等一系列健康损害。TGF-β激活的LncRNA(LncRNA-activated by TGF-β,LncRNA-ATB)是于2014年首次发现并报道的LncRNA。近年来,越来越多的研究显示LncRNA-ATB在肝癌、乳腺癌、胃癌、胰腺癌以及非小细胞肺癌(non-small-cell lung cancer,NSCLC)等一系列肿瘤组织、细胞系中高表达,且与患者预后密切相关。同时LncRNA-ATB在促进肿瘤细胞侵袭迁移中的作用机制也不断得到揭示。然而LncRNA-ATB在环境致癌物镍促进NSCLC细胞侵袭迁移中的作用及分子机制尚未阐明。
目的:
本研究以人肺腺癌细胞系(Human lung adenocarcinoma epithelial cell line,A549)为模型,通过体外实验探讨LncRNA-ATB在氯化镍(NiCl2)促进NSCLC细胞侵袭迁移中的作用以及分子机制,为阐明环境污染与肺癌的关系以及控制肺癌进展提供一定的理论依据。
方法:
第一部分LncRNA-ATB在镍暴露促进肺癌细胞侵袭迁移中的作用研究将A549细胞系经NiCl2处理不同时间(0,6,12,24,36h)后分别采用Transwell细胞侵袭实验和划痕实验来研究镍对其侵袭迁移能力的影响,同时采RT-PCR检测LncRNA-ATB表达水平变化。然后通过稳转外源性LncRNA-ATB过表达质粒或shRNA-ATB质粒来增加或敲减A549细胞中ATB基因表达水平,然后将A549稳转细胞系经NiCl2处理36h后再次采用Transwell细胞侵袭实验和划痕实验来研究LncRNA-ATB对镍促进肺癌细胞侵袭迁移的影响。
第二部分LncRNA-ATB在镍暴露促进肺癌细胞侵袭迁移中的分子机制研究
为探讨LncRNA-ATB在镍诱导肺癌细胞发生上皮间质转化(Epithelial-mesenchymal transition,EMT)并促进其侵袭迁移的分子机制,将LncRNA-ATB过表达质粒或shRNA-ATB质粒稳转细胞系,经NiCl2处理36h后,利用相差显微镜观察细胞形态变化,同时采用Western Blot法检测EMT相关蛋白E-cadherin和Vimentin的表达,以及TGF-β经典信号通路中TGF-β1、p-Smad2/3蛋白表达水平变化。
结果:
1.NiCl2暴露促进A549细胞侵袭和迁移,在一定范围内随着NiCl2暴露浓度的增加,A549细胞的迁移能力逐渐增加。与对照组相比,差异具有统计学意义(P<0.05)。
2.NiCl2诱导A549细胞中转化生长因子β1(TGF-β1)蛋白表达水平升高:随着NiCl2暴露时间/浓度的增加,TGF-β1蛋白表达呈时间/剂量依赖性升高。与对照组相比,差异具有统计学意义(P<0.05)。
3.NiCl2诱导LncRNA-ATB基因表达水平呈时间/剂量依赖性上调。与对照组相比,差异具有统计学意义(P<0.05)。
4.LncRNA-ATB调控A549细胞的侵袭和迁移:敲减A549细胞中ATB基因表达水平后,减弱了NiCl2诱导的A549细胞侵袭和迁移;转染LncRNA-ATB过表达质粒增加ATB基因表达水平后,促进了NiCl2诱导的侵袭和迁移。
5.NiCl2诱导A549细胞发生上皮间质转化:A549细胞暴露于NiCl2后,形态发生了EMT样改变,并且上皮标记蛋白E-cadhering的表达水平下降,间充质标记蛋白Vimentin的表达水平上升;表明NiCl2诱导A549细胞发生EMT。
6.LncRNA-ATB调节NiCl2诱导的EMT:敲减A549细胞中ATB基因表达水平后,NiCl2诱导的A549细胞EMT样形态改变、E-cadhering蛋白表达下调、Vimentin蛋白表达上调均有所逆转;过表达A549细胞中LncRNA-ATB基因后,促进了NiCl2诱导的E-cadhering蛋白表达下调、Vimentin蛋白表达上调。
7.LncRNA-ATB通过调节TGF-β1/Smad2/3信号通路促进NiCl2诱导的EMT:A549细胞中LncRNA-ATB基因过表达后,促进了NiCl2诱导的TGF-β1/Smad2/3信号通路中TGF-β1、p-Smad2、p-Smad3蛋白表达上调。
结论:
1.NiCl2暴露上调A549细胞LncRNA-ATB基因表达,并且LncRNA-ATB参与调控NiCl2诱导的A549细胞侵袭与迁移。
2.LncRNA-ATB通过调控TGFβ1/Smad2/3信号通路,进而促进NiCl2诱导的A549细胞EMT及迁移、侵袭。
目的:
本研究以人肺腺癌细胞系(Human lung adenocarcinoma epithelial cell line,A549)为模型,通过体外实验探讨LncRNA-ATB在氯化镍(NiCl2)促进NSCLC细胞侵袭迁移中的作用以及分子机制,为阐明环境污染与肺癌的关系以及控制肺癌进展提供一定的理论依据。
方法:
第一部分LncRNA-ATB在镍暴露促进肺癌细胞侵袭迁移中的作用研究将A549细胞系经NiCl2处理不同时间(0,6,12,24,36h)后分别采用Transwell细胞侵袭实验和划痕实验来研究镍对其侵袭迁移能力的影响,同时采RT-PCR检测LncRNA-ATB表达水平变化。然后通过稳转外源性LncRNA-ATB过表达质粒或shRNA-ATB质粒来增加或敲减A549细胞中ATB基因表达水平,然后将A549稳转细胞系经NiCl2处理36h后再次采用Transwell细胞侵袭实验和划痕实验来研究LncRNA-ATB对镍促进肺癌细胞侵袭迁移的影响。
第二部分LncRNA-ATB在镍暴露促进肺癌细胞侵袭迁移中的分子机制研究
为探讨LncRNA-ATB在镍诱导肺癌细胞发生上皮间质转化(Epithelial-mesenchymal transition,EMT)并促进其侵袭迁移的分子机制,将LncRNA-ATB过表达质粒或shRNA-ATB质粒稳转细胞系,经NiCl2处理36h后,利用相差显微镜观察细胞形态变化,同时采用Western Blot法检测EMT相关蛋白E-cadherin和Vimentin的表达,以及TGF-β经典信号通路中TGF-β1、p-Smad2/3蛋白表达水平变化。
结果:
1.NiCl2暴露促进A549细胞侵袭和迁移,在一定范围内随着NiCl2暴露浓度的增加,A549细胞的迁移能力逐渐增加。与对照组相比,差异具有统计学意义(P<0.05)。
2.NiCl2诱导A549细胞中转化生长因子β1(TGF-β1)蛋白表达水平升高:随着NiCl2暴露时间/浓度的增加,TGF-β1蛋白表达呈时间/剂量依赖性升高。与对照组相比,差异具有统计学意义(P<0.05)。
3.NiCl2诱导LncRNA-ATB基因表达水平呈时间/剂量依赖性上调。与对照组相比,差异具有统计学意义(P<0.05)。
4.LncRNA-ATB调控A549细胞的侵袭和迁移:敲减A549细胞中ATB基因表达水平后,减弱了NiCl2诱导的A549细胞侵袭和迁移;转染LncRNA-ATB过表达质粒增加ATB基因表达水平后,促进了NiCl2诱导的侵袭和迁移。
5.NiCl2诱导A549细胞发生上皮间质转化:A549细胞暴露于NiCl2后,形态发生了EMT样改变,并且上皮标记蛋白E-cadhering的表达水平下降,间充质标记蛋白Vimentin的表达水平上升;表明NiCl2诱导A549细胞发生EMT。
6.LncRNA-ATB调节NiCl2诱导的EMT:敲减A549细胞中ATB基因表达水平后,NiCl2诱导的A549细胞EMT样形态改变、E-cadhering蛋白表达下调、Vimentin蛋白表达上调均有所逆转;过表达A549细胞中LncRNA-ATB基因后,促进了NiCl2诱导的E-cadhering蛋白表达下调、Vimentin蛋白表达上调。
7.LncRNA-ATB通过调节TGF-β1/Smad2/3信号通路促进NiCl2诱导的EMT:A549细胞中LncRNA-ATB基因过表达后,促进了NiCl2诱导的TGF-β1/Smad2/3信号通路中TGF-β1、p-Smad2、p-Smad3蛋白表达上调。
结论:
1.NiCl2暴露上调A549细胞LncRNA-ATB基因表达,并且LncRNA-ATB参与调控NiCl2诱导的A549细胞侵袭与迁移。
2.LncRNA-ATB通过调控TGFβ1/Smad2/3信号通路,进而促进NiCl2诱导的A549细胞EMT及迁移、侵袭。