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研究背景:
膀胱癌在我国泌尿系肿瘤中发病率和死亡率均居首位,随着社会老龄化进程加剧,其发病率、死亡率呈逐年上升趋[1]。在美国,其发病率居泌尿系肿瘤第二位,仅次于前列腺癌,每年有6万新发病例和1.3万人死于膀胱癌[2],而且在过去的十年疾病的死亡率没有明显的改善[2,3]。超过70%的患者初始诊断为浅表性膀胱癌,经尿道膀胱肿瘤切除术(TURBT)是治疗浅表性膀胱肿瘤的最主要和有效的方法,术后辅以化疗,但复发率高,部分患者进展为浸润性膀胱癌[4,5]。根治性膀胱切除术是肌层浸润性膀胱癌和难治性表浅肿瘤的主要治疗方式,术后容易复发扩散和转移[6,7],五年生存率为50%到60%[8]。转移性膀胱癌治疗前景不佳。因此,重视膀胱肿瘤的生物学特征,寻找新的分子靶点,建立早期诊断体系和预防控制膀胱癌的复发和进展尤为重要。
FOX蛋白(forkhead box protein)是一类在进化的过程中具有高度保守性的转录调控因子[9],其在细胞的生长、增殖、分化、存活方面有着重要的作用[10,11]。
FOXM1是FOX家族成员,最初是被发现是一种在肿瘤细胞和胚胎组织中表达的增殖特异性转录因子[12,13]。其在处于增殖期的细胞中高表达,而在静息及分化末期的细胞中其表达水平被负性调控,只有经过血清饥饿处理、手术切除、外伤或毒剂等刺激再次进入细胞周期时,FoxM1才表达。在所有胚胎组织中,尤其是在上皮或间质组织来源的增殖细胞中均表达FoxM1,成年人则仅在胸腺及睾丸组织中呈高水平表达,而在肺及肠组织中呈中等水平表达[14]。进一步的研究发现FOXM1与人体多种肿瘤的发生发展关系密切。FoxM1在肺癌[15]、胶质母细胞瘤[16]、前列腺癌[17]、基底细胞瘤[18,19]、原发乳腺癌[20]、宫颈癌[21]以及胰腺癌[22]中表达上调。FoxM1可促进前列腺癌和肺癌的发展,相反,有选择地敲除FoxM1基因可抑制肿瘤的发展[17,23]。
然而FOXM1是否参与调节膀胱癌的侵润及转移过程尚未见报道。为了研究FOXM1和膀胱癌之间的关系,我们首先应用免疫组化方法检测FOXM1基因在膀胱癌组织中的表达情况,分析了FOXM1与膀胱癌分期、分级等临床病理参数的关系,然后针对FOXM1构建了RNA干扰载体,观察其对离体膀胱癌T-24细胞生物学行为的作用,阐明膀胱癌进展的分子机制,为研究膀胱癌更有效的治疗手段提供理论和实验依据。
研究方法:
一、免疫组化检测FOXM1在膀胱癌组织中的表达情况,分析FOXM1与膀胱癌分期、分级等临床病理参数的关系。
二、FOXM1基因siRNA(FOXM1 siRNA)的构建及效果鉴定。
1.RT-PCR检测FOXM1 siRNA对人膀胱癌T-24细胞FOXM1基因mRNA表达的影响。
2.Western Blot检测FOXM1 siRNA对人膀胱癌T-24细胞FOXM1基因蛋白表达的影响。
三、FOXM1 siRNA对人膀胱癌T-24细胞增殖、迁移、侵袭力的影响
1.MTT法检测FOXM1 siRNA对人膀胱癌T-24细胞增殖能力的影响。
2.Transwell细胞迁移、侵袭实验分别检测FOXM1 siRNA对人膀胱癌T-24细胞迁移及侵袭能力的影响。
四、流式细胞仪法检测FOXM1 siRNA对人膀胱癌T-24细胞凋亡的影响;
研究结果:
一、FOXM1在膀胱癌组织及肿瘤周围正常组织中均有表达,在膀胱癌组织中表达明显高于正常膀胱组织。不同分期、分级膀胱癌组织免疫组化结果分析发现,FOXM1表达与膀胱癌分期(P<0.01)、组织学分级(P<0.01)、转移(P<0.01)、复发(P<0.01)相关,而与年龄(P=0.138)、性别(P=0.265)无关。
二、设计并合成了针对FOXM1基因的siRNA(FOXM1 siRNA),RT-PCR和WesternBlot结果显示,FOXM1 siRNA高效而特异的沉默了膀胱癌T-24细胞FOXM1基因的表达。
三、MTT实验结果表明,导入FOXM1 siRNA48小时后,相比,细胞增殖水平显著下降。Transwell细胞迁移及侵袭试验中, FOXM1 siRNA转染T-24细胞后,细胞迁移能力显著下降,T-24细胞迁移能力较空白组(Blank)和阴性对照组(ControlsiRNA)分别下降了70%和65%(P<0.01),在侵袭能力方面,FOXM1 siRNA感染后组较空白组(Blank)和分阴性对照组(Control siRNA)分别下降了58%和65%(P<0.01)。
四、流式细胞法检测细胞凋亡实验结果表明FOXM1 siRNA转染后T-24细胞凋亡明显增加。
结论:
一、FOXM1基因在膀胱癌组织中存在过度表达,其表达强度与膀胱癌的分期、分级、转移、复发相关,可能作为判断膀胱癌是否具备高转移潜能的指标。
二、构建了FOXM1基因siRNA,并成功的将之导入膀胱癌T-24细胞。
1.转染T-24细胞,经RT-PCR和Western Blot检测,FOXM1分子在mRNA和蛋白水平被阻断。
2.功能试验结果显示,FOXM1 siRNA抑制了膀胱癌细胞的增殖、迁移和侵袭力,促进了T-24细胞凋亡。
三、阻断FOXM1基因的表达,有可能提供膀胱癌基因治疗的新的靶点,是膀胱癌治疗的一个新的方向。