HRG-1基因的表达及其功能的相关性研究

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前列腺癌(prostate cancer, PCa)是男性最常见的恶性肿瘤之一,在美国居男性癌症发病率第1位,病死率第2位。近年来随着人口老龄化及生活习惯的改变,我国前列腺癌发病率呈逐年上升趋势,虽远低于西方国家,但已经成为泌尿系统第3大恶性肿瘤,仅次于膀胱癌和肾癌。由于前列腺癌复发率高,临床上尚无有效的方法来治疗,因此,前列腺癌的研究及应用方向已从以治疗为主转向预防和治疗结合。肿瘤标志物的发现和应用将在高危易感人群的筛查、癌的早期诊断、鉴别诊断及评估预后发挥重要的作用。目前,在分子水平上有关前列腺癌的发生、发展以及诊治的相关研究正逐渐被人们重视。HRG-1是我们在前期研究中发现的与前列腺癌细胞DU-145凋亡相关基因pcar同源性为78%的新基因,作为溶质转运蛋白(solute carriers)SLC家族的重要成员之一,HRG-1以前一直作为假定蛋白存在,直到2008年才被正式命名为血红素敏感性基因1(heme-responsive gene 1)HRG-1。人类血红素敏感基因1 hHRG-1 GenBank登录号为Nm017842,定位于12号染色体(12q13.11),距离DMT1(一个编码哺乳动物铁离子转运的基因)约3.2Mb。Bonifacino等通过拓扑模型和基因序列分析鉴定,推测HRG-1蛋白有4个跨膜区和在细胞质的羟基末端的1个保守的酪氨酸和酸性的双亮氨酸信号筛选区,同时,位于C’末端的氨基酸可以直接携带血红素或者与血红素的侧链(FARKY)反应。HRG-1的功能和作用尤其是和肿瘤发生发展的关系还一直不为人们所知,然而在我们的前期研究中发现:HRG-1 mRNA在前列腺癌组织与前列腺增生组织、癌旁及正常组织比较存在显著的表达差异,而相关研究尚未见报道。目前尚无学者系统的研究HRG-1在人体多种组织的分布,此外,对其在人体肿瘤组织尤其是在前列腺肿瘤表达分布的研究也未见报道。HRG-1基因能否可以成为前列腺癌一个新的肿瘤标志物,能否成为前列腺癌药物治疗的评价指标?为此,本研究制备了多克隆抗体,为进一步研究HRG-1在人体组织表达谱及其结构和功能奠定了基础。目的获取人HRG-1蛋白,制备多克隆抗体;应用此多克隆抗体检测其在各组织中的表达情况,并重点比较在前列腺癌,前列腺增生和前列腺正常组织的表达差异。方法通过RT-PCR,从前列腺癌细胞系DU-145中克隆HRG-1 cDNA,构建原核表达载体PGEX-4T-1-HRG-1 ,在大肠杆菌E. coli BL21中表达目的基因,将所获得表达产物通过SDS-PAGE电泳纯化,切取相应目的条带,以该蛋白免疫小鼠,制备多克隆抗体;采用ELISA检测抗体效价,免疫组化检测抗体的特异性以及HRG-1在各组织中的表达情况。结果成功构建了人HRG-1原核表达载体PGEX-4T-1-HRG-1,在E. coli BL21中表达目的蛋白,以此蛋白免疫BALB/c小鼠后收获多克隆抗体, ELISA显示抗体效价为1:13000 ,免疫组化结果显示抗体具有高度特异性。比较HRG-1在前列腺癌,前列腺增生和前列腺正常组织的表达显示三者间存在明显差异。结论HRG-1在前列腺癌组织中病理性高表达,因此HRG-1有望成为前列腺癌的一个新的肿瘤标志物,对它的结构以及功能的进一步研究,必将为前列腺癌的诊断和治疗打下基础。
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