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目的:结肠癌是一种常见的高危性消化道恶性肿瘤,其发生是多种因素共同作用的结果。近年来对其发病机制的研究显示,由DNA甲基化引起抑癌基因沉默这一现象在结肠癌的发病环节中起重要作用。其中,一种介导细胞凋亡基因ASC(apoptosisassociated speck-like protein containing CARD)的甲基化引起了学者的广泛关注。ASC被称为细胞凋亡相关的斑点样蛋白,是一种抑癌基因,其结构包含热蛋白样结构域(Pyrin domain,PYD)和促细胞凋亡相关的胱天蛋白酶募集区域(CARD),这两种结构域在介导细胞凋亡和促炎症免疫反应过程中均起重要作用。在研究结肠癌中ASC甲基化的同时,另一种与炎症反应和细胞凋亡相关的多区域蛋白NALP1(NACHT leucine-rich-repeat protein1)引起了作者的关注,因为NALP1的结构中也包括N末端PYD和C末端CARD,并且NALP1与ASC可通过PYD结构域相互募集形成免疫复合物参与炎症反应、促进细胞凋亡。在先前的研究中我们发现ASC和NALP1在正常结肠组织中的表达水平高于结肠癌组织,有关报道称ASC在结肠癌中因发生甲基化而低表达,据此我们推测在结肠癌中NALP1的表达与ASC有关。为进一步研究ASC与NALP1之间的关系,本实验选用三种人结肠癌细胞株(LS174T、LoVo、Hct-116)并应用去甲基化药物5-氮-2’-脱氧胞苷(5-aza-2’-deoxycytidine/DAC)处理三种细胞株,使ASC发生去甲基化以恢复ASC的表达,进而检测ASC恢复表达前后NALP1表达水平的变化以及结肠癌细胞的凋亡情况,拟证明在结肠癌细胞中ASC的甲基化状态影响NALP1的表达水平并且抑制了结肠癌细胞的凋亡,与结肠癌的发生有关。方法:1、使用应用生物系统软件(Methyl Primer Experss Software v1.0)检测ASC和NALP1基因中的CpG岛,进而验证两种基因是否能够发生甲基化。2、使用去甲基化药物5-氮-2’-脱氧胞苷处理三种人结肠癌细胞株(LS174T、LoVo、Hct-116),使发生甲基化的ASC基因恢复表达。3、采用甲基化特异性PCR(MSP)方法检测去甲基化药物处理前后三种结肠癌细胞株中ASC的甲基化状态。4、采用RT-PCR、Western blot方法检测药物处理前后三种结肠癌细胞株中ASC基因的表达和恢复表达情况。5、采用Real-time PCR、Western blot方法检测ASC恢复表达前后三种结肠癌细胞株中NALP1的表达情况。6、利用流式细胞技术检测ASC基因恢复表达前后三种结肠癌细胞株的凋亡情况,比较ASC联合NALP1基因恢复表达后对结肠癌细胞凋亡的影响。结果:1、经软件分析,ASC基因中存在一个CpG岛,说明ASC基因能够被甲基化;NALP1基因不存在CpG岛,说明NALP1不能发生甲基化,NALP1的表达下调不是由于甲基化的直接作用,而与ASC的低表达有关。2、MSP检测证明LS174T和Hct-116细胞株中ASC基因完全甲基化,而LoVo细胞株中ASC基因部分发生甲基化。3、RT-PCR和Western blot检测均证明经去甲基化药物处理后三种结肠癌细胞株中ASC的表达高于处理前。4、Real-time PCR和Western blot检测均证明三种细胞株中ASC恢复表达后NALP1的表达上调。5、流式细胞技术检测结果显示,三种结肠癌细胞株中ASC联合NALP1基因恢复表达后,细胞凋亡率明显升高。结论:三种结肠癌细胞中ASC基因均发生甲基化,而NALP1不发生甲基化,其表达下调不是甲基化直接作用的结果而是受ASC的调节。ASC去甲基化后恢复表达进而使NALP1的表达上调,同时三种结肠癌细胞的凋亡率升高。通过本实验说明在结肠癌中ASC的甲基化可以抑制NALP1的表达并抑制癌细胞凋亡,ASC的甲基化在结肠癌发生的过程中起到重要作用并且NALP1的低表达对结肠癌的发生也具有一定的相关性。