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研究背景:胃癌(Gastric Cancer,GC)是全球第五大常见恶性肿瘤,其死亡率高居全球第三。微小RNA(micro RNAs)是一类由内源基因编码的长度约为22个核苷酸的非编码单链RNA分子,miRNA在细胞生长和发育的调节过程中起多种作用。虽然在人类胃癌组织中观察到了miR-7的低表达,但是miR-7在胃癌中的作用还没有得到充分的研究。黄芩素(baicalein,BAI)是中草药黄芩的有效成分,具有抗癌作用,常用于胃癌、肺癌等抗肿瘤的研究。课题组的前期研究发现,BAI具有有效抑制胃癌细胞的增殖和迁移等生物学特性。有趣的是,我们发现BAI处理胃癌SGC-7901和BGC-823细胞可上调其miR-7的表达水平。BAI是否通过上调miR-7的表达发挥抑癌作用尚未见报道。因此,本文研究了人胃癌细胞SGC-7901和BGC-823细胞经BAI处理和高表达miR-7处理对其生物学特性的影响和作用机制。目的:探讨BAI上调miR-7介导MAPK/ERK信号通路对胃癌细胞增殖、侵袭、迁移、自噬和血管形成等生物学功能的影响,初步阐释其分子机制。材料与方法:1.材料:人胃癌SGC-7901、BGC-823细胞株和人脐静脉内皮细胞HUVEC均来自延边大学肿瘤研究中心。2.方法:(1)采用MTT法检测BAI对SGC-7901、BGC-823细胞增殖的影响,筛选BAI的适宜用药浓度和作用时间;(2)应用q RT-PCR法检测BAI处理SGC-7901、BGC-823细胞后的miR-7表达量;(3)采用病毒转染法稳定转染miR-7 mimic,制备高表达miR-7的胃癌细胞株SGC-7901/miR-7 mimic和BGC-823/miR-7 mimic,用嘌呤霉素对细胞株进行筛选,并用q RT-PCR法验证转染效果;(4)采用MTT、平板克隆及Ed U实验检测高表达miR-7和联合应用BAI处理对胃癌细胞增殖的影响;(5)应用细胞划痕实验和Transwell迁移和侵袭实验检测高表达miR-7和联合应用BAI处理对胃癌细胞迁移和侵袭能力的影响;(6)应用免疫荧光检测高表达miR-7和联合应用BAI处理对胃癌细胞EMT相关标记物自噬相关标志物表达水平的影响;(7)采用血管形成实验检测高表达miR-7和联合应用BAI处理对胃癌细胞体外微管生成能力的影响;(8)应用Western blot实验检测高表达miR-7和联合应用BAI处理对MAPK/ERK信号通路蛋白、EMT相关蛋白、MMP家族蛋白、自噬相关蛋白和血管形成相关蛋白的表达水平;(9)构建裸鼠皮下移植瘤模型,比较高表达miR-7和联合应用BAI处理对移植瘤形成的影响;构建裸鼠腹腔种植瘤模型,比较高表达miR-7和联合应用BAI处理对腹腔种植瘤形成的影响。结果:1.MTT实验结果显示,BAI可显著抑制SGC-7901和BGC-823细胞的增殖能力(P<0.05或P<0.01),48h的IC50值分别为68.92μmol/L和47.54μmol/L,选用50μmol/L进行接下来的实验;2.q RT-PCR结果:SGC-7901和BGC-823细胞经BAI处理后,与未用药组相比,miR-7的表达显著上调(均P<0.01);SGC-7901/miR-7 mimic和BGC-823/miR-7 mimic的miR-7表达显著增加(均P<0.01);3.MTT、平板克隆以及Ed U实验结果显示:高表达miR-7可明显抑制SGC-7901和BGC-823细胞的细胞活力、克隆形成和DNA合成能力,而高表达miR-7细胞用BAI处理可以促进高表达miR-7的抑制作用进一步降低胃癌细胞的细胞活性、克隆形成、DNA合成能力(P<0.05或P<0.01);4.划痕愈合和Transwell迁移和侵袭实验结果显示:高表达miR-7可明显抑制SGC-7901和BGC-823细胞的横向、纵向迁移能力和侵袭能力,而高表达miR-7细胞用BAI处理可以促进高表达miR-7的抑制作用进一步降低其横向、纵向迁移能力和侵袭能力(P<0.05或P<0.01);5.免疫荧光结果显示:(1)高表达miR-7可明显促进SGC-7901和BGC-823细胞EMT标志物中E-cadherin蛋白的表达水平,而抑制Vimentin蛋白的表达水平,而高表达miR-7细胞用BAI处理可以促进高表达miR-7的作用进一步促进E-cadherin蛋白的表达水平,而降低Vimentin蛋白的表达水平;(2)高表达miR-7可明显促进SGC-7901和BGC-823细胞自噬相关标志物中LC3蛋白的表达水平,而高表达miR-7细胞用BAI处理可以促进高表达miR-7的作用进一步促进LC3蛋白的表达水平;6.血管形成实验结果表明:高表达miR-7可明显抑制SGC-7901和BGC-823细胞的血管形成能力,而高表达miR-7细胞用BAI处理可以促进高表达miR-7的抑制作用进一步降低SGC-7901和BGC-823细胞的血管形成能力(均P<0.01);7.Western blot实验结果表明:(1)高表达miR-7可明显促进SGC-7901和BGC-823细胞中EMT标志蛋白E-cadherin蛋白的表达水平,而抑制Vimentin、Snail蛋白以及MMP家族MMP9、MMP2的蛋白表达水平(P<0.05或P<0.01),而高表达miR-7细胞用BAI处理可以促进高表达miR-7的作用进一步促进E-cadherin蛋白的表达水平,而降低Vimentin、Snail蛋白以及MMP家族MMP9、MMP2的蛋白表达水平(P<0.05或P<0.01);(2)高表达miR-7可明显促进SGC-7901和BGC-823细胞中自噬相关蛋白Beclin1、ATG5、ATG16L1、LC3II/LC3I、p62蛋白的表达水平(均P<0.01),而高表达miR-7细胞用BAI处理可以促进高表达miR-7的作用进一步促进Beclin1、ATG5、ATG16L1、LC3II/LC3I、p62蛋白的表达水平(均P<0.01)(3)高表达miR-7可明显抑制SGC-7901和BGC-823细胞中血管相关蛋白VEGF和磷酸化VEGFR2蛋白的表达水平(P<0.05或P<0.01),而高表达miR-7细胞用BAI处理可以促进高表达miR-7的作用进一步抑制VEGF和磷酸化VEGFR2蛋白的表达水平(均P<0.05),其相关总蛋白表达水平则无明显变化;(4)高表达miR-7可明显抑制SGC-7901和BGC-823细胞中MAPK/ERK信号通路相关蛋白ERK和p38蛋白的磷酸化水平降低(P<0.05或P<0.01),而高表达miR-7细胞用BAI处理可以促进高表达miR-7的作用进一步抑制ERK和p38蛋白的磷酸化水平降低(P<0.05或P<0.01),其相关总蛋白表达水平则无明显变化;8.体内实验结果表明:高表达miR-7可明显抑制裸鼠SGC-7901细胞的肿瘤生长,而高表达miR-7细胞用BAI处理可以促进高表达miR-7的抑制作用进一步裸鼠肿瘤的生长(P<0.05或P<0.01)。结论:(1)BAI可抑制胃癌SGC-7901和BGC-823细胞的增殖;(2)BAI上调miR-7在胃癌细胞中的表达,高表达miR-7和联合应用BAI抑制胃癌细胞增殖、迁移、侵袭、血管形成和EMT进程,诱导自噬体的形成,并抑制体内成瘤;(3)高表达miR-7和联合应用BAI的抑制胃癌细胞生物学特性及成瘤作用与其调控MAPK/ERK信号通路相关。