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研究背景与目的: SET7/9是蛋白赖氨酸甲基转移酶(protein lysine methyltransferases,PLMTs)家族成员,除了能使组蛋白H3第四位赖氨酸(lysine4 of histone3,H3K4)单甲基化外,更重要的是使一些转录因子、肿瘤抑制因子、膜相关受体等非组蛋白单甲基化[1]。p53是细胞内重要的转录因子,参与调控细胞生长、分化和个体发育等生命活动。近来发现SET7/9能通过甲基化第372位赖氨酸(K372)调节p53稳定性,从而影响凋亡[2]。已知包括肺癌在内的50%以上的恶性肿瘤存在p53基因异常如缺失或突变,那么在p53缺失的恶性肿瘤细胞中,SET7/9是否对凋亡也有影响,如果有又是通过何种途径实现的呢?本项目以p53缺失的人肺癌细胞为实验对象探讨了上述问题。 实验方法与结果: (一)观察SETW9表达变化对p53缺失的人肺癌细胞H1299凋亡的影响。先用将空载质粒(Control组)、SET7/9表达质粒(SET7/9组)或SET7/9表达抑制质粒(shRNA-SET7/9组)分别转染H1299细胞。Western Blot法检测SET7/9表达变化后,用AnnexinV-FITC/PI双染法与流式细胞术、细胞Hoechst33342染色检测凋亡率。结果显示,与Control组[(12.11±4.41)%]比较,H1299细胞过表达SET7/9后凋亡率[(4.36±0.63)%]明显降低,而抑制SET7/9表达则凋亡率[(16.64±1.49)%]升高,表明SET7/9表达变化对p53缺失人肺癌细胞存在凋亡效应。 (二)观察SET7/9对H1299的凋亡效应与p53途径的关系。在上述实验基础上共转染野生型p53表达质粒,用或不用阿霉素(Adr)激活p53途径,相同方法检测凋亡率。结果显示,野生型p53表达质粒单独转染[(21.70±3.80)%]或加用Adr处理[(24.84±2.11)%]均明显增加凋亡率;无论是否与野生型p53表达质粒(p53/pIRES2-Zs1)共转染、且是否在共转染基础上用Adr处理细胞以进一步激活p53途径,SET7/9过表达均使H1299细胞凋亡率[Adr处理(10.38±1.46)% vs(7.80±0.46)%、Adr未处理(7.80±0.46)% vs(4.36±0.63)%]明显降低,而SET7/9表达受抑均增加H1299细胞凋亡率[Adr处理(29.42±2.83)% vs(24.32±3.00)%、Adr未处理(24.32±3.00)% vs(16.64±1.49)%],但shRNA-SET7/9质粒与p53表达质粒共转染的效应,无论细胞是否用Adr处理,均未达到两质粒单独转染时诱导凋亡效果之和。这些结果提示SET7/9与p53对H1299细胞凋亡的影响呈非交互的独立作用。 (三)采用P53缺失的A549人肺癌细胞重复上述实验。实验结果趋于一致,进一步证实SET7/9对P53缺失的人肺癌细胞的凋亡效应。 (四)以H1299细胞为研究对象探讨SET7/9对P53缺失人肺癌细胞凋亡效应的分子机制。Western Blot法检测SET7/9表达变化后转录因子和凋亡相关蛋白P21、P65、E2F1等含量,发现E2F1变化趋势与H1299凋亡率变化相同,即SET7/9表达增加时E2F1含量减少,凋亡率降低;SET7/9表达受抑则E2F1含量增加,凋亡率升高。已知SET7/9可甲基化E2F1,促使其泛素化降解,降低E2F1的非p53依赖型途径激活程度而减少凋亡[3,4]。因此,本研究结果提示SET7/9可能通过E2F1的非p53依赖型途径调控P53缺失人肺癌细胞的凋亡效应。 结论: (1) SET7/9表达变化对p53缺失的人肺癌细胞凋亡具有影响,SET7/9表达增加会抑制凋亡,SET7/9表达受抑会诱导凋亡。 (2)这种影响与p53途径呈非交互的独立作用,即非p53途径依赖性。 (3) SET7/9对p53缺失的人肺癌细胞凋亡的影响可能是通过E2F1介导的非p53依赖性凋亡途径实现的。