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Wnt/B-catenin.(简称Wnt)信号传导通路是一条在生物进化中极为保守的通路。这条包括Wnt族基因及其产物与β-catenin基因等许多其他相关基因的蛋白质产物构成的极为复杂的信号通路控制了从果蝇到人类胚胎发育、细胞命运及组织器官形态形成以及肿瘤发生的诸多重大事件。
本研究首先着眼于Wnt/β-catenin信号通路中的关键因子β-catenin,采用免疫组织化学的方法观察了这一信号因子在大鼠胚胎中后期发育过程中的表达情况,发现其在消化系统,呼吸系统,神经系统,泌尿系统,血液,软骨,以及胸腺等不同组织不同器官的发育中存在表达,特别是在组织器官发育的急速增殖期,β-catenin.的表达更活跃,更普遍。
其次,我们对照Wnt/β-catenin信号通路在大鼠胚胎肝脏中的表达,建立了大鼠的肝癌模型,进一步观察该信号通路在大鼠肝癌形成过程中的作用。发现,在正常肝脏中,用RT.PCR未检测到Wntl、cyclinDl以及c-myc的mRNA转录,免疫组化染色也只观察到β-catenin在细胞膜处有表达。诱癌14周后,在发生不典型增生的肝组织中,检测到β-catenin、APC和cyclin D1 3个基因的转录。通过免疫组化染色也观察到β-catenin.蛋白在胞质中的积累,APC和cyclin D1在部分细胞中出现表达。诱癌16周后,在肝癌组织中,除Wntl mRNA外,其他几个因子的mRNA都有转录,免疫组化也印证了上述各个发生转录的因子在蛋白水平都有不同程度的表达。证实了Wnt/β-catenin信号转导通路在大鼠的肝癌形成过程中被活化,其可能是实验性肝癌发生的原因之一。
最后,为了研究此信号通路在人肝癌发生中的作用及其机制,我们选取LO2和hepG2这两个分别代表正常肝细胞和肝癌的细胞株作为研究对象,采用免疫细胞化学,免疫荧光技术,免疫印迹(western-blotting)技术以及RT-PCR的方法研究了Wnt/β-catenin信号转导通路中上下游的因子在不同细胞株中的表达。发现:1.免疫细胞化学结果显示,在LO2细胞中β-catenin的阳性染色定位于细胞膜,而在HepG2细胞中,不仅仅胞膜有表达,而且胞浆中有明显的阳性着色;另外,通过免疫荧光的方法也证实了上述结果。2.使用western-blot技术证实了B-catenin在HepG2细胞的表达要明显强于在LO2细胞中的表达。3.在HepG2细胞中,用RT-PCR的方法检测到Wntl,6-catenin,c-myc和cyclinDl的转录,而在LO2细胞中则只检测到β-catenin的转录,而且β-catenin的转录水平明显低于HepG2细胞中的。提示:在人的HepG2肿瘤细胞中Wnt/β-catenin信号通路被活化,而基因Wntl的表达可能是该信号通路活化的启动因子之一。
总之,我们从大鼠胚胎,动物肿瘤以及人肝癌肿瘤细胞三方面初步考察了Wnt/β-catenin信号通路在胚胎发育和肿瘤发生中的作用。认识到该信号通路的活化在胚胎发育和肿瘤发生中是一个非常普遍的事件。并且通过比较Wnt/β-catenin信号通路中上下游因子在动物肿瘤和人肝癌细胞中表达的差异,发现启动该信号通路的因素有所不同。为进一步研究该信号通路的作用机制和临床中肿瘤的防治提供了必要的实验依据。