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本文分析了Oct4对放疗诱导的宫颈癌细胞发生放疗抵抗和EMT作用。本研究分为三个部分: 第一部分:人宫颈癌耐放疗细胞株的建立及特性检测。 目的:建立稳定的人宫颈癌耐放疗细胞株并检测其有关特性,为开展后续实验做好准备工作。 方法:⑴选取两种人宫颈癌细胞株Hela和Siha(亲本细胞)进行培养,期间予以X射线反复多次照射处理,照射剂量2 Gy/次,每周两次,累积剂量达到70 Gy后停止照射。将存活的细胞继续培养并传5代以后分别命名Hela-R和Siha-R。⑵采用以下方法比较Hela-R、Siha-R及各自亲本细胞的有关特性:显微镜下观察放疗前后Hela、Hela-R、Siha和Siha-R的细胞形态;克隆形成实验检测在不同剂量梯度照射下上述各细胞(0、2、4、6和8 Gy)的放射敏感性;分别计数0、4和8Gy照射后细胞的平板克隆形成数目;流式检测6Gy和12 Gy照射后48小时细胞的凋亡率;激光共聚焦显微镜观察5Gy照射后24小时细胞核内γ-H2AX forci的数目;分别采用PCR和Western Blot检测RAD21、TGF-β1与Oct4以及EMT相关分子标志物E-cadherin、N-cadherin及Vimentin等基因的转录水平与蛋白表达水平;Transwell小室及Matrigel基质胶检测放疗前后细胞迁移侵袭能力的变化。 结果:与各自亲本细胞相比,Hela-R和Siha-R的细胞形态呈去细胞极性和细长梭形样改变。克隆形成实验提示Hela-R和Siha-R对射线的敏感性降低。4 Gy和8 Gy照射后Hela-R和Siha-R的克隆形成数目明显增加。照射6和12 Gy后耐放疗细胞株的细胞凋亡率明显降低。5 Gy照射后24小时Hela-R和Siha-R细胞核内的γ-H2AX forci数目明显减少。PCR和Western Blot检测发现,Hela-R和Siha-R中RAD21、TGF-β1、Oct4、N-caherin以及Vimentin的转录和蛋白表达水平增高,而E-cadherin的转录和蛋白表达水平降低。Transwell小室及 Matrigel基质胶实验检测发现,Hela-R和 Siha-R的迁移侵袭能力明显增强。 结论:建立的耐放疗细胞株Hela-R和Siha-R的放射敏感性降低,产生了放疗抵抗的特性。耐放疗细胞株中RAD21、TGF-β1和Oct4的表达上调,并且耐放疗细胞株发生了EMT以及迁移侵袭能力增强。 第二部分:siRNA下调Oct4对耐放疗细胞株放疗抵抗性和EMT的影响。 目的:探讨Oct4与宫颈癌细胞株放疗诱导的放疗抵抗以及EMT之间的关系。 方法:⑴将Oct4-siRNA转染耐放疗细胞株,Western Blot检验其转染效率。⑵采用以下方法分别检测转染 Oct4-siRNA的耐放疗细胞以及转染空载体细胞的相关特性的改变:克隆形成实验检测不同剂量梯度照射(0、2、4、6和8 Gy)后放射敏感性的变化情况;激光共聚焦显微镜观察照射5 Gy后24小时细胞核内残存的γ-H2AX forci数目;流式检测照射6 Gy和12 Gy后48小时细胞的凋亡率;Western Blot检测EMT相关分子标志物 E-cadherin、N-cadherin和 Vimentin的表达水平;Transwell小室及Matrigel基质胶实验检测迁移和侵袭能力的改变情况。 结果:与转染空载体对照组相比,转染 Oct4-siRNA后耐放疗细胞株发生如下改变:Oct4表达水平显著下降;克隆形成实验结果显示其放射敏感性增强;5 Gy照射后24小时细胞核内残存的γ-H2AX forci数目明显增多;照射6 Gy和12 Gy后48小时转染Oct4-siRNA的耐放疗细胞凋亡率升高;E-cadherin表达水平降低, N-cadherin和Vimentin表达水平升高;Transwell小室及Matrigel基质胶实验显示其迁移和侵袭能力降低。 结论:Oct4可能是介导放疗过程中宫颈癌细胞株产生放疗抵抗,并发生EMT和迁移侵袭能力增强的重要因素之一;下调Oct4的表达可起到放射增敏和逆转EMT及抑制迁移侵袭的作用。 第三部分:耐放疗细胞株中RAD21和TGF-β1对Oct4的调控作用研究。 目的:探讨耐放疗细胞株中RAD21和TGF-β1对Oct4的调控机制。 方法:⑴分别构建针对RAD21、TGF-β1和Oct4的siRNA,将其转染入耐放疗细胞株(Hela-R和Siha-R),Western Blot检测上述三个指标的变化情况。⑵ChIP实验检测RAD21结合到TGF-β1启动子区的能力。⑶构建RAD21过表达质粒,将其分别转染入Hela和Siha,检测RAD21、TGF-β1和Oct4的表达水平。⑷用TGF-β受体抑制剂LY2109761处理(10 umol/L)耐放射细胞株,然后完成以下检测:不同剂量梯度照射后克隆形成实验检测其放射敏感性的变化;5 Gy照射后24小时共聚焦显微镜观察细胞核内残存的γ-H2AX forci数目;给药处理后48小时检测Oct4的表达水平;Transwell小室及Matrigel基质胶实验检测其迁移和侵袭能力的变化。 结果:下调RAD21后,耐放疗细胞株的 TGF-β1和 Oct4表达水平均降低。下调TGF-β1则引起耐放疗细胞内Oct4表达降低,但对RAD21表达无明显影响。下调Oct4对耐放疗细胞株内RAD21和TGF-β1的表达水平无明显影响。ChIP实验证明RAD21可结合到TGF-β1启动子区域。另一方面,过表达RAD21可促进亲代细胞内TGF-β1和Oct4表达。LY2109761可抑制耐放疗细胞株内Oct4表达。下调RAD21或者使用抑制剂LY2109761可增加耐放疗细胞株放射敏感性,并逆转EMT及抑制迁移侵袭。 结论:RAD21和TGF-β1可调控Oct4的表达;RAD21可结合到TGF-β1的启动子区域并促进TGF-β1的表达;下调RAD21或者使用 TGF-β受体抑制剂LY2109761可起到放疗增敏效应并降低Oct4表达及抑制肿瘤侵袭能力。