S100P基因在胃癌中的表达及其信号传导机制

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目的:明确S100P基因在胃癌中的表达水平、组织定位及其与胃癌病理组织类型、临床分期等病理特征的相关性;慢病毒介导的RNAi技术靶向沉默胃癌细胞MGC-803和SGC-7901中的S100P基因表达,观察沉默前后胃癌细胞增殖、凋亡和细胞周期等生物学行为的改变,探讨引起这些改变潜在的分子生物学机制。  方法:免疫组化法检测胃癌组织芯片中S100P的表达情况,其中220例为各种不同组织类型的胃癌和胃部肿瘤包括淋巴瘤、间质瘤、平滑肌瘤,1例正常胃组织和7例炎症组织;分析S100P表达与胃癌临床病理参数的相关性。  设计针对S100P基因的有效靶序列,构建S100P基因RNAi的慢病毒载体,构建S100P过表达载体,检测S100P过表达质粒的表达情况,Western blot外源性筛选有效载体,包装慢病毒颗粒,应用RT-PCR和Western blot检测目的基因在mRNA和蛋白水平的敲减效率。  将含有针对目的基因S100P的RNAi慢病毒颗粒、对照病毒颗粒分别感染两种处于对数生长期的胃癌细胞,按照实验目的将细胞分成三组:未经任何处理的胃癌细胞(Control,CON)、阴性对照组(Negative Control,NC)以及基因沉默组(Knock Down,KD);应用MTT和克隆形成实验观察S100P沉默后对细胞增殖能力的影响,利用流式细胞术检测细胞周期和细胞凋亡变化情况,探讨S100P基因对胃癌细胞生物学行为的影响。  筛选和凋亡相关的86个基因,构建PCR array,利用RT-PCR检测S100P基因沉默前后凋亡相关基因表达差异,进行生物信息学分析,探讨S100P基因沉默后影响细胞凋亡的分子机制。  结果:免疫组化结果显示S100P在胃癌组织中广泛表达,166有效病例中有38例S100P表达阴性,128例S100P表达阳性;S100P主要定位于细胞浆,小部分在细胞核表达;胃癌组织中S100P的表达与年龄相关,而与患者的性别、肿瘤的病理分级和临床分期无关。  成功构建了含有目的基因S100P的shRNA重组慢病毒载体和S100P过表达载体,二者共转染293T细胞后,Western blott结果显示S100P-RNAi(9439-1)、S100P-RNAi(9440-1)、S100P-RNAi(9442-1)靶点对目的基因的表达有敲减作用,,后期实验中选择S100P-RNAi(9439-1)进行干扰效果的内源性验证。慢病毒颗粒感染MGC-803和SGC-7901细胞,mRNA的表达量较阴性对照分别下降了83.4%和92.7%,S100P蛋白在两种胃癌细胞中的表达均下调了约80%。  MTT结果提示S100P基因沉默后SGC-7901细胞的增殖能力减弱;MGC-803和SGC-7901细胞中目的基因表达下调后细胞克隆形成能力降低;细胞凋亡比例增加;沉默MGC-803细胞中S100P的表达后,细胞周期发生明显变化,G1期细胞显著减少,S期细胞数量明显增加,G2/M期明显增加。  慢病毒介导的RNAi靶向沉默S100P表达,86个凋亡相关基因中有12个基因表达差异大于1.5倍,其中3个基因表达上调,9个基因表达下调。选取上调基因进行富集分析,FOS、DDIT3都显著上调,与PCR array结果一致。因此,目的基因沉默后FOS、DDIT3表达上调,从而促进细胞凋亡。  结论:S100P在胃癌组织中广泛表达,主要位于细胞浆中。S100P shRNA重组慢病毒载体能够显著降低S100P基因mRNA和蛋白的表达,沉默S100P表达后SGC-7901细胞增殖能力减弱,MGC-803和SGC-7901细胞克隆能力受到抑制,细胞凋亡能力增加,MGC-803细胞G1期细胞显著减少,S期细胞数量明显增加,G2/M期明显增加。SGC-7901细胞中沉默S100P表达,12个与凋亡相关基因的表达存在明显差异。
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