DEC2在胃癌中的作用及分子機(jī)制研究.pdf

1、研究背景胃癌是我國常見的消化道惡性腫瘤，侵襲轉(zhuǎn)移是惡性腫瘤生物學(xué)行為的具體反映，研究胃癌侵襲轉(zhuǎn)移的精細(xì)調(diào)控機(jī)制，尋找、發(fā)現(xiàn)、和鑒定這個(gè)過程中的關(guān)鍵調(diào)控分子，對臨床腫瘤的預(yù)防與治療具有迫切的現(xiàn)實(shí)意義。多種轉(zhuǎn)錄因子和信號轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白的激活以及腫瘤相關(guān)基因的差異表達(dá)，均可影響腫瘤的惡性進(jìn)程，其中，轉(zhuǎn)錄因子對下游基因的表達(dá)調(diào)控作用是腫瘤發(fā)生發(fā)展的關(guān)鍵。探索轉(zhuǎn)錄因子在腫瘤中的具體表達(dá)調(diào)控模式，可為腫瘤生物治療提供新的干預(yù)靶點(diǎn)和預(yù)測指標(biāo)。
　　轉(zhuǎn)

2、錄因子DEC2是一個(gè)生長發(fā)育基因，具有堿性螺旋-環(huán)-螺旋(bHLH)結(jié)構(gòu)，之前DEC2的功能研究多集中在DEC2對生物節(jié)律、生長發(fā)育及免疫應(yīng)答的調(diào)節(jié)中，最近報(bào)道了DEC2以組織細(xì)胞特異性的方式參與調(diào)控腫瘤細(xì)胞惡性進(jìn)程，研究發(fā)現(xiàn)，DEC2在胰腺癌腫瘤組織中表達(dá)低于癌旁正常組織，而在子宮內(nèi)膜癌組織中表達(dá)高于癌旁正常組織。DEC2發(fā)揮作用主要體現(xiàn)在增殖凋亡調(diào)控和腫瘤細(xì)胞上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化調(diào)控。一方面，DEC2對腫瘤細(xì)胞增殖凋亡具有雙重調(diào)節(jié)作用:DE

3、C2通過下調(diào)cyclin D1表達(dá)抑制乳腺癌細(xì)胞增殖;另一篇關(guān)于乳腺癌的研究報(bào)道稱，利用siRNA沉默乳腺癌細(xì)胞MCF-7中DEC2基因表達(dá)后，凋亡細(xì)胞數(shù)明顯增加，進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)DEC2可調(diào)控Caspase8、Fas等基因的表達(dá)，通過死亡受體途徑發(fā)揮抗凋亡效應(yīng);另外，在口腔癌細(xì)胞HSC-3中，DEC2通過抑制促凋亡因子Bim的表達(dá)發(fā)揮抗凋亡效應(yīng)。另一方面，DEC2對腫瘤細(xì)胞侵襲轉(zhuǎn)移具有雙重調(diào)節(jié)作用:在乳腺癌中，DEC2結(jié)合到缺氧誘導(dǎo)因子

4、(HIFs)啟動(dòng)子上抑制其表達(dá)，從而抑制腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移;另外，通過與SP1競爭性結(jié)合TWIST1啟動(dòng)子區(qū)的SP1結(jié)合位點(diǎn)，DEC2可抑制子宮內(nèi)膜癌發(fā)生EMT相關(guān)的腫瘤轉(zhuǎn)移;在胰腺癌細(xì)胞BxPC-3中，DEC2通過調(diào)控SLUG抑制TGF-β1誘導(dǎo)的EMT過程;關(guān)于頭頸癌一項(xiàng)研究稱，DEC2參與喚醒骨髓中的沉睡播散腫瘤細(xì)胞(DTCs)發(fā)生多器官轉(zhuǎn)移。綜上我們發(fā)現(xiàn)，DEC2在腫瘤細(xì)胞中發(fā)揮促癌或抑癌作用尚無定論。深入研究DEC2在胃癌惡性進(jìn)程中

5、的作用及分子機(jī)制是本研究擬解決的關(guān)鍵問題。
　　研究目的:
　　為明確DEC2在胃癌惡性進(jìn)程中的作用，我們通過免疫組織化學(xué)染色法檢測胃癌組織和癌旁正常胃組織樣品中DEC2的表達(dá)，并分析胃癌組織中DEC2表達(dá)水平與臨床病理參數(shù)及病人生存預(yù)后的相關(guān)性，探討其潛在的臨床價(jià)值;然后通過質(zhì)粒轉(zhuǎn)染和慢病毒感染技術(shù)，獲得過表達(dá)或干擾DEC2的胃癌細(xì)胞株，檢測DEC2對胃癌細(xì)胞增殖、凋亡和侵襲轉(zhuǎn)移等惡性生物學(xué)行為的影響;并進(jìn)行下游基因和分子

6、通路的篩選驗(yàn)證，進(jìn)一步揭示DEC2發(fā)揮腫瘤調(diào)控作用的分子機(jī)制，為探索DEC2可否作為胃癌治療的新靶點(diǎn)提供初步理論基礎(chǔ)。
　　研究方法:
　　1.免疫組織化學(xué)染色法檢測DEC2在胃癌組織及癌旁正常胃組織中的表達(dá)水平，依據(jù)免疫組化染色評分標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)計(jì)分析組織樣本中DEC2表達(dá)水平與胃癌患者臨床病例參數(shù)之間的關(guān)系及其與E-cadherin表達(dá)的相關(guān)性;收集胃癌患者的預(yù)后隨訪資料，采用Kaplan-Meier法繪制生存曲線，應(yīng)用Log

7、-rank檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)DEC2和E-cadherin的表達(dá)水平與胃癌患者生存期之間的關(guān)系。
　　2.qPCR和Western blot法檢測DEC2在胃癌細(xì)胞株(HGC27、MGC803、BGC823、MKN-45)及永生化胃上皮細(xì)胞株(GES-1)中的表達(dá)水平，同時(shí)篩選出高表達(dá)和低表達(dá)DEC2的胃癌細(xì)胞株。選擇低表達(dá)DEC2的胃癌細(xì)胞株MGC803和MKN-45，通過慢病毒感染建立穩(wěn)定過表達(dá)DEC2的細(xì)胞株;選擇相對高表達(dá)DEC2的

8、胃癌細(xì)胞株HGC27，通過慢病毒感染建立穩(wěn)定干擾DEC2的細(xì)胞株。
　　3.CCK8和EdU實(shí)驗(yàn)檢測DEC2對胃癌細(xì)胞增殖能力的影響;AnnexinV-FITC/PI流式細(xì)胞術(shù)檢測DEC2對胃癌細(xì)胞凋亡能力的影響;劃痕和Transwell侵襲和遷移實(shí)驗(yàn)檢測DEC2對胃癌細(xì)胞侵襲遷移能力的影響。
　　4.選擇SPF級BALB/c Nude裸鼠，分別采用皮下注射和經(jīng)尾靜脈注射兩種方式，將穩(wěn)定過表達(dá)DEC2的胃癌細(xì)胞株DEC2/M

9、KN-45、穩(wěn)定干擾DEC2的胃癌細(xì)胞株DEC2-sh/HGC27及各對照組胃癌細(xì)胞株注入裸鼠體內(nèi)。觀察DEC2對胃癌細(xì)胞體內(nèi)增殖和轉(zhuǎn)移能力的影響。
　　5.鏡下觀察DEC2對胃癌細(xì)胞形態(tài)的影響，Western blot和細(xì)胞免疫熒光染色法檢測DEC2對上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)指標(biāo)蛋白(N-cadherin、Vimentin、E-cadherin)的調(diào)節(jié)作用。
　　6.Western blot法檢測DEC2對ERK/NF-κB

10、通路相關(guān)靶蛋白表達(dá)水平的影響;通過加入ERK信號通路阻斷劑，觀察DEC2調(diào)節(jié)胃癌細(xì)胞上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化和細(xì)胞侵襲遷移能力的變化。
　　研究結(jié)果:
　　1.DEC2在胃癌組織中低表達(dá)且與胃癌患者不良預(yù)后相關(guān)
　　DEC2在癌旁正常組織和胃癌組織中的陽性表達(dá)率分別為67.35％和22.45％(p＜0.05)，并且DEC2的表達(dá)與腫瘤浸潤(p=0.001)、淋巴管轉(zhuǎn)移(p=0.033)及TNM分期(p=0.001)呈顯著負(fù)相關(guān);D

11、EC2在胃癌組織中的表達(dá)與E-cadherin的表達(dá)正相關(guān)(r=0.563，p＜0.001);高表達(dá)DEC2和E-cadherin組患者五年生存期顯著高于低表達(dá)DEC2和E-cadherin組(p=0.003)。
　　2.DEC2抑制胃癌細(xì)胞體外增殖及侵襲遷移
　　qPCR和Western blot法檢測結(jié)果顯示，DEC2在永生化胃上皮細(xì)胞株GES-1中的表達(dá)水平顯著高于胃癌細(xì)胞株(HGC27、MGC803、BGC823、M

12、KN-45)。DEC2本底表達(dá)量最低的胃癌細(xì)胞株MGC803和MKN-45過表達(dá)DEC2后，其增殖和侵襲遷移能力明顯受到抑制，而凋亡細(xì)胞比例增加;DEC2本底表達(dá)量相對較高的胃癌細(xì)胞株HGC27干擾DEC2表達(dá)后，其增殖和侵襲遷移能力明顯增強(qiáng)，而凋亡細(xì)胞比例減少。
　　3.DEC2抑制胃癌細(xì)胞體內(nèi)成瘤及轉(zhuǎn)移
　　裸鼠皮下成瘤模型發(fā)現(xiàn)DEC2顯著抑制胃癌細(xì)胞成瘤及瘤體生長:過表達(dá)DEC2后，腫瘤生長速度明顯慢于對照組，瘤重小于

13、對照組;干擾DEC2表達(dá)后，腫瘤生長速度明顯快于對照組，瘤重大于對照組。
　　裸鼠經(jīng)尾靜脈注射轉(zhuǎn)移模型發(fā)現(xiàn)DEC2抑制胃癌細(xì)胞體內(nèi)轉(zhuǎn)移:造模6周后取裸鼠肺組織，計(jì)數(shù)其表面腫瘤轉(zhuǎn)移灶，HE染色后觀察其病理形態(tài)。結(jié)果顯示，過表達(dá)DEC2組裸鼠肺組織轉(zhuǎn)移灶明顯少于對照組;干擾DEC2組裸鼠肺組織轉(zhuǎn)移灶明顯多于對照組。
　　4.DEC2抑制胃癌細(xì)胞上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)
　　鏡下觀察發(fā)現(xiàn)，過表達(dá)DEC2后，胃癌細(xì)胞株DEC2/

14、MGC803和DEC2/MKN-45形態(tài)趨于卵石狀;然而，干擾DEC2表達(dá)后，胃癌細(xì)胞株DEC2-sh/HGC27形態(tài)無明顯變化。Western blot和細(xì)胞免疫熒光染色法檢測結(jié)果顯示:過表達(dá)DEC2后，DEC2/MGC803和DEC2/MKN-45細(xì)胞間質(zhì)標(biāo)志物N-cadherin和Vimentin的表達(dá)水平明顯減低，而上皮標(biāo)志物E-cadherin的表達(dá)水平明顯升高;干擾DEC2表達(dá)后，DEC2-sh/HGC27細(xì)胞間質(zhì)標(biāo)志物N-

15、cadherin和Vimentin的表達(dá)水平明顯升高，而上皮標(biāo)志物E-cadherin的表達(dá)水平明顯降低。
　　5.DEC2通過阻斷ERK/NF-κB通路抑制胃癌細(xì)胞發(fā)生EMT相關(guān)的侵襲轉(zhuǎn)移
　　Western blot檢測結(jié)果顯示:過表達(dá)DEC2后，DEC2/MGC803和DEC2/MKN-45細(xì)胞中ERK和NF-κB p65的磷酸化水平明顯降低，而E-cadherin的表達(dá)水平明顯升高;干擾DEC2表達(dá)后，DEC2-sh

16、/HGC27細(xì)胞中ERK和NF-κBp65的磷酸化水平明顯升高，而E-cadherin的表達(dá)水平降低。加入ERK通路抑制劑U0126后，在胃癌細(xì)胞株DEC2/MGC803、DEC2/MKN-45中，NF-κB p65的磷酸化水平以及其侵襲遷移能力進(jìn)一步受到抑制，而E-cadherin的表達(dá)水平進(jìn)一步升高。而在DEC2-sh/HGC27細(xì)胞中，U0126部分抵消了下調(diào)DEC2引起的NF-κB p65的磷酸化水平、侵襲遷移能力的升高和E-c