EID3基因的表达上调通过诱导细胞衰老增加乳腺癌细胞的辐射敏感性

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背景和目的:  核因子κB(NF-κB)是一种核转录因子,可以调节大量与细胞凋亡的调控,病毒复制,肿瘤,炎症,各种自身免疫性疾病相关基因的关键表达。通常,NF-κB与其抑制剂IκB蛋白结合存在于细胞质中。BMS-345541(BMS)是一种特异的IκB激酶β(IKKβ)抑制剂,在2003年被首次报道。近十几年,BMS-345541作为IKKβ特异性抑制剂,产生的免疫,炎症以及肿瘤方面的生物学效应有了大量研究。MCF-7乳腺癌细胞为Caspase3缺失细胞,所以对诱导细胞凋亡的各种细胞刺激因子均不敏感。而我们前期的结果表明,BMS在体内和体外均能够增加多种肿瘤细胞的辐射敏感性,其中包括MCF-7乳腺癌细胞。但是,BMS增强肿瘤细胞的辐射敏感性的机制尚不明了。在前期的试验中,我们采用微阵列分析方法,分析BMS处理MCF-7细胞后,基因表达的改变情况,其中有146个基因显著性表达升高,723个基因表达降低,在表达升高的所有基因中,类E1A的分化抑制因子3(EID3)为升高倍数最高的一个基因。EID3是EID家族的一个新成员,该家族由三个成员组成,分别是EID1,EID2和EID3。EID家族的成员都可以与CREB结合蛋白(CBP)和p300相互作用,通过抑制p300的组蛋白乙酰转移酶的活性抑制基因的转录和细胞的分化。EID3还通过与Nse3相互反应,参与染色体5-6大型结构维持蛋白复合体的组成,此复合体调节染色质的组织和动态并参与细胞的DNA损伤反应。但是,EID3是否参与肿瘤细胞对放疗和化疗的反应却并不明确,因此,在本课题中,我们研究EID3是否介导BMS对MCF-7细胞的放疗和化疗增敏效应。在前期工作基础上,本论文通过建立依赖强力霉素表达EID3的稳定转染细胞株EID3-MCF-7,观察EID3在调节肿瘤细胞辐射敏感性中的作用。  材料与方法:  1.BMS对MCF-7中EID3表达的影响:  (1)用5μMBMS处理MCF-7细胞,分别在不同时间点收集并提取各组样品的总RNA和蛋白;  (2)用不同浓度的BMS处理MCF-7细胞,8小时后收集并提取各组样品的总RNA和蛋白;  (3)用RT-PCR的方法,将收集的各组RNA逆转录成cDNA,并用qRT-PCR的方法检测各组EID3以及EID1,EID2的表达情况;  (4)用Western blot的方法检测各组中EID3蛋白表达的情况。  2.EID3基因沉默对BMS诱导的MCF-7细胞辐射增敏的影响:  (1)构建EID3基因沉默的稳定转染细胞株MCF-7-shRNA以及对应的空质粒转染的细胞株MCF-7-vector;  (2)用BMS预处理两种稳定转染细胞株8小时,再以2Gy的剂量辐射细胞;  (3)用集落形成实验检测EID3基因在BMS诱导MCF-7细胞辐射增敏中的作用。  3.诱导性高表达EID3基因对MCF-7细胞的影响:  (1)利用Tet-on高级的诱导表达系统,构建由Dox诱导EID3高表达的稳定转染细胞株;  (2)通过细胞生长曲线的检测,克隆形成实验和流式细胞术,检测高表达EID3对MCF-7细胞生长及凋亡的影响;  (3)用克隆形成实验,检测高表达EID3对不同辐射剂量的处理或者化疗常用药物VP16处理的MCF-7细胞生存分数的影响;  4.高表达EID3基因对辐射处理的MCF-7细胞的衰老以及DNA损伤的影响:  (1)用SA-β-gal染色的方法以及流式细胞术为基础的C12FDG染色方法,检测EID3高表达对辐射处理的MCF-7细胞的衰老促进作用;  (2)用细胞免疫荧光的方法,检测EID3高表达对辐射处理的MCF-7细胞的DNA损伤修复的影响;  (3)用Western blot的方法,检测EID3高表达对辐射处理的MCF-7细胞的磷酸化p53蛋白表达的影响。  5.诱导性高表达EID3基因对辐射处理的MCF-7细胞衰老的促进作用的机制探讨:  (1)用qRT-PCR的方法,检测高表达EID3对辐射处理的MCF-7细胞的p16,p21,p57基因表达的影响;  (2)用western blot的方法检测高表达EID3对辐射处理的MCF-7细胞的p21和p57蛋白表达的影响。  结果:  1.BMS可特异诱导EID3在MCF-7细胞中的高表达,且具有时间依赖性和剂量依赖性;其中,BMS5μM处理MCF-7细胞8小时,诱导EID3表达效果最好。  2.辐射条件下,EID3基因沉默可减弱 BMS对MCF-7细胞的克隆形成的抑制作用;  3.诱导性高表达EID3基因,对正常的 MCF-7细胞生长和凋亡没有影响;但可增加MCF-7细胞的辐射敏感性以及对化疗药物的敏感性;  4.诱导性高表达EID3基因,可增加由辐射引起的MCF-7细胞的衰老,但对辐射引起的MCF-7细胞的DNA损伤及修复没有影响;  5.诱导性高表达EID3基因,可增加辐射的MCF-7细胞的p21和p57基因及蛋白的表达。  结论:  1.BMS诱导MCF-7细胞辐射增敏的作用与其诱导EID3表达有关;  2.诱导性高表达EID3基因,对正常的MCF-7细胞生长没有影响,但在辐射条件下,可增加MCF-7细胞对辐射的敏感性;  3.诱导性高表达EID3基因,通过上调 p21和p57的表达,增加辐射引起的MCF-7细胞的衰老,从而增加了MCF-7细胞的辐射敏感性。
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