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背景与目的:宫颈癌是我国第二大常见女性恶性肿瘤,严重威胁着女性的生命健康及生活质量且呈现年轻化趋势。虽然早期的筛查手段和预防措施已经有效减少了宫颈癌的发生率和死亡率,但对于较晚期及出现转移后的宫颈癌患者,经手术及放、化疗后预后仍不佳,5年生存率仍不高。近年来,癌症表观遗传学的研究成为国际科研的前沿和热点,且研究发现组蛋白甲基化修饰作为表观遗传学的重要调控机制之一,组蛋白H3K27甲基化失衡与多种肿瘤的发生发展、增殖和转移密切相关。GSK-J4是组蛋白H3K27me3去甲基化酶的新型特异性抑制剂,因其作用浓度低及其可逆性修饰的优势在乳腺癌、前列腺癌、急性淋巴白血病、子宫内膜癌等多种肿瘤疾病中已有相关研究,而在宫颈癌中研究尚未见报道。因此本研究通过使用GSK-J4处理人宫颈癌HeLa、SiHa细胞,探讨特异性阻断组蛋白H3K27me3去甲基化修饰对体外培养人宫颈癌细胞增殖、迁移和侵袭能力的影响,分析可能的分子机制。方法:1.实验分组:将组蛋白H3K27me3去甲基化酶特异性抑制剂(GSK-J4)处理的人宫颈癌细胞作为实验组,并设含等体积溶媒二甲基亚砜(DMSO)处理的人宫颈癌细胞作为对照组。2.CCK-8实验检测GSK-J4对人宫颈癌细胞的增殖活性的影响。3.细胞平板克隆形成实验检测GSK-J4对人宫颈癌细胞克隆形成能力的影响。4.划痕实验和Transwell实验检测GSK-J4对人宫颈癌细胞迁移和侵袭能力的影响。5.流式细胞术检测GSK-J4对人宫颈癌细胞内组蛋白H3K27me3水平的影响。6.实时荧光定量PCR技术检测GSK-J4对人宫颈癌细胞内Ki-67、CyclinD1mRNA及基质金属蛋白酶MMP-1、MMP-2、MMP-9 mRNA的表达水平的影响。结果:1.CCK-8实验对细胞增殖活性检测结果显示,HeLa细胞经不同浓度(0.25、0.5、1.0、2.0、4.0)μM GSK-J4处理48h、72h后,细胞增殖活性均在作用浓度为0.5μM开始起抑制作用,与对照组相比,差异均有统计学意义(p均<0.05);SiHa细胞经不同浓度(0.5、1.0、2.0、4.0、8.0)μM GSK-J4处理48h、72h后,增殖活性都在作用浓度为4.0μM开始起抑制作用,与对照组相比,差异均有统计学意义(p均<0.05),结果表明GSK-J4能够抑制宫颈癌细胞的增殖活性。2.细胞平板克隆形成实验结果显示,HeLa细胞在浓度为0.5μM GSK-J4作用72h后,实验组克隆形成数目为(142.30±3.67)个,少于对照组(173.30±5.36)个,差异有统计学意义(p<0.05);SiHa细胞在浓度为4.0μM GSK-J4作用72h后,实验组克隆形成数目为(16.00±4.36)个,与对照组(33.67±6.03)个相比,克隆数目减少,差异有统计学意义(p<0.05),结果表明GSK-J4能够抑制宫颈癌细胞克隆形成能力。3.划痕实验结果显示,HeLa细胞在浓度为0.5μM GSK-J4作用48h后,实验组划痕愈合率为31.80±1.33%,低于对照组39.27±0.91%,差异有统计学意义(P<0.05);SiHa细胞在浓度为4.0μM GSK-J4作用48h后,实验组划痕愈合率为46.99±0.69%,与对照组81.49±0.14%相比,愈合能力显著下降,差异有统计学意义(P<0.05),结果表明GSK-J4能有效抑制宫颈癌细胞迁移能力。4.Transwell迁移实验结果显示,HeLa细胞在浓度为0.5μM GSK-J4作用48h后,实验组穿膜细胞数为(18.00±0.93)个,少于对照组(34.43±2.72)个,差异有统计学意义(P<0.05);SiHa细胞在浓度为4.0μM GSK-J4作用48h后,实验组穿膜细胞数为(54.57±1.55)个,相比对照组(71.53±0.47)个,穿膜细胞数目显著减少,差异有统计学意义(P<0.05)。Transwell侵袭实验结果显示,HeLa细胞在浓度为0.5μM GSK-J4作用48h后,实验组穿膜细胞数为(11.17±0.35)个,少于对照组(19.00±0.70)个,差异有统计学意义(P<0.05);SiHa细胞在浓度为4.0μM GSK-J4作用48h后,实验组穿膜细胞数为(29.77±0.83)个,与对照组(50.63±2.40)个相比,穿膜细胞数目减少,差异有统计学意义(P<0.05),结果表明GSK-J4能有效抑制宫颈癌细胞迁移和侵袭能力。5.流式细胞术实验结果显示,HeLa细胞和SiHa细胞分别经0.5μM、4.0μM GSK-J4处理72h后,实验组细胞内组蛋白H3K27me3相对荧光强度分别为1.63±0.12、1.10±0.03,与对照组1相比,差异均有统计学意义(p均<0.05),结果表明GSK-J4能够上调宫颈癌细胞内组蛋白H3K27me3水平。6.实时荧光定量PCR实验结果显示,HeLa细胞在浓度为0.5μM GSK-J4作用48h后,实验组细胞内MMP-1 mRNA、MMP-9 mRNA的表达水平均下调,与对照组相比,差异均有统计学意义(p均<0.05),相同浓度处理72h后,实验组细胞内Ki-67 mRNA、CyclinD1 mRNA的表达水平均下调,与对照组相比,差异均有统计学意义(p均<0.05);SiHa细胞经4.0μM GSK-J4处理48h后,实验组细胞内MMP-2 mRNA、MMP-9 mRNA的表达水平均下调,与对照组相比,差异均有统计学意义(p均<0.05),相同浓度处理72h后,实验组细胞内Ki-67mRNA、CyclinD1 mRNA的表达水平均下调,与对照组相比,差异均有统计学意义(p均<0.05)。结论:本研究使用低浓度小分子抑制剂GSK-J4处理人宫颈癌HeLa、SiHa细胞,通过体外实验结果发现细胞内组蛋白H3K27me3水平上调可以抑制宫颈癌细胞的增殖、迁移和侵袭能力,其机制可能与H3K27me3水平上调,导致Ki-67、CyclinD1、MMP-1,-2,-9基因转录抑制有关。初步表明组蛋白H3K27甲基化水平与宫颈癌增殖和转移的关系。