SOX17基因甲基化在胃癌细胞中调控作用的研究

来源 :福建医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jjfhui
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研究背景和目的:  胃癌是全世界最常见恶性肿瘤之一,其发病率和死亡率分居全部恶性肿瘤的第四和第二。目前早期胃癌的标准治疗手段仍是手术治疗,但疗效常常不容乐观,根治性胃癌术后的复发率仍高达70%。晚期胃癌的化疗效果欠佳,而胃癌研究领域中的靶向治疗药物又非常有限,目前比较明确的靶向药物仅为赫赛汀,这就迫切需要我们进一步探索胃癌的发生、发展机制,并寻找新的分子标志以发掘新的靶向治疗药物,提高目前胃癌的诊断及治疗水平。  SOX17基因是SOX基因家族一员,除了参与调控组织特异性、器官发育、干细胞稳态等重要生命过程,尤其可通过调节细胞周期和增殖,参与肿瘤的发生发展。课题组前期对10例晚期胃癌患者血液标本送测序发现了 SOX17基因高频突变,且对比其临床病理资料后发现:对于该基因高频突变的患者,经标准化疗方案治疗3周期后复查评估显示病情达到部分缓解,且再次测序未检测出该基因突变,提示该基因与临床疗效有关,因此引起我们对SOX17基因的关注,深入探讨在胃癌细胞中SOX17基因表达调控的可能表观遗传学机制,及其对细胞信号通路、肿瘤增殖凋亡的影响。  方法:  应用Real-time PCR和Western Blot法检测3种胃癌细胞株(AGS、MGC-803、MKN45)以及正常胃黏膜上皮细胞株(GES-1)中SOX17基因mRNA和蛋白表达水平,采用甲基化特异性PCR(MSP)检测上述4种细胞株SOX17基因启动子区的甲基化情况。予经典的DNA去甲基化药物5-Aza--CdR处理胃癌AGS细胞系后,应用CCK-8法观察细胞的增殖情况;Annexin V FITC/PI流式细胞仪检测凋亡率;Real-time PCR检测SOX17、DNMT1、DNMT3A、DNMT3B等的表达情况;Western-blotting法鉴定SOX17、β-catenin蛋白的表达变化。  结果:  1.3种胃癌细胞株 AGS、MGC-803、MKN-45和正常胃黏膜上皮细胞株GES-1中SOX17基因m RNA的相对表达量分别为0.7498±0.0279、0.0402±0.0026、0.0183±0.0004和1±0.0。与GES-1相比,3株胃癌细胞SOX17基因的表达均明显降低(P<0.05),且AGS细胞的表达最低。Western Blot法在蛋白水平检测SOX17基因的表达,结果显示与mRNA水平改变一致。  2.4种细胞株中SOX17基因启动子区甲基化情况存在的差异:AGS和MKN45中为完全甲基化, MGC-803为部分甲基化,GES-1为完全非甲基化。  3.不同浓度5-Aza-CdR作用于AGS细胞后, SOX17基因启动子区甲基化状态发生改变:甲基化条带逐渐减弱至消失,非甲基化条带逐渐增强。即5-Aza-CdR可成功逆转SOX17基因启动子区甲基化,使其成为非甲基化状态。且药物浓度越大逆转能力越强,呈剂量依赖性。同时,SOX17基因mRNA表达也随之上调(P<0.05),且药物浓度越大上调作用越显著。药物干预后SOX17基因蛋白表达上调情况与mRNA水平改变基本一致。Real-time PCR法检测10μmol/L5-Aza-CdR处理后,DNMT1 mRNA表达显著下调(P=0.03<0.05),但 DNMT3A、DNMT3B mRNA表达下调,差异无统计学意义(P>0.05)。  4.不同浓度和不同作用时间的5-Aza-CdR处理后AGS细胞的增殖受到不同程度的抑制:1μmol/L组和5μmol/L组AGS细胞生长抑制率随作用时间的延长而增加,呈时间依赖性;同一处理时间下,生长抑制率随着药物浓度的增加而升高(P均<0.05),呈浓度依赖性。FCM结果示5-Aza-CdR作用于AGS细胞株48小时后,随着药物浓度的增加,G1期细胞逐渐增多,G2期细胞逐渐减少,细胞阻滞于G0/G1期,其差异有统计学意义(P〈0.05)。Annexin V法检测细胞凋亡率显示,与对照组相比,细胞凋亡率随着药物浓度增加而增加,但差异无统计学意义(P>0.05)。不同浓度5-Aza-CdR作用AGS细胞48h后,β-catenin蛋白表达随着药物浓度的增加而逐渐减低。  结论:  1.相对于正常胃粘膜上皮细胞,各胃癌细胞系中SOX17基因普遍低表达,且其启动子区CpG岛不同程度呈高甲基化,尤其以AGS细胞系最为显著。  2.5-Aza-CdR可能通过下调 DNMT1的表达逆转SOX17基因高甲基化,从而恢复SOX17基因的表达;还可下调β-catenin表达,抑制WNT信号通路的活性。  3.5-Aza-CdR可以抑制AGS细胞增殖并呈浓度和时间依赖性;主要与抑制细胞周期G1-S转换,阻滞细胞周期于G0/G1期有关,并不引起明显细胞凋亡。5-Aza-CdR抑制胃癌细胞增殖可能是由于甲基化沉默的基因重新表达干扰细胞周期所致。
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