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研究背景和目的:Bmi-1、Mel-18基因都属于PcG(Polycomb gene)基因家族,都作为转录抑制因子发挥作用。 Bmi-1基因定位于10p13,在进化中高度保守,编码326个氨基酸。PcG蛋白以保守的蛋白结构域形成多聚复合物。PRC1/HPC-HPH“维持”复合物是果蝇Pc 抑制性复合物1(PRC1)的哺乳动物同源物,包含Bmi-1,Mel-18,Ring1 HPH 及HPC,抑制性复合物2(PRC2/EED-EZH 或Esc-Ez“抑制”复合物)由EED,EZH,SUZ12和YY1组成。越来越多的研究显示,PcG基因参与肿瘤的发生、发展。
Bmi-1、Mel-18基因参与细胞衰老的发生。Mel-18具肿瘤抑制活性,目前一项研究发现Mel-18 作为Bmi-1上游基因发挥作用,Mel-18通过下调c-Myc来调节Bmi-1表达,外源高表达Mel-18或干扰Bmi-1表达均可促进细胞衰老。
Bmi-1基因广泛参与肿瘤的发生发展,近年来的研究表明Bmi-1基因的异常表达不仅见于造血系统肿瘤,也见于一些实体瘤,如肺癌,结直肠癌,乳腺癌,鼻咽癌,皮肤癌,口腔癌及胃癌。同时发现Bmi-1参与肿瘤的转移,并且其高表达提示预后不良。目前研究发现Bmi-1主要通过负性调节抑癌基因p16INK4a、p19ARF和调节Akt/PKB活性来参与细胞衰老和肿瘤的发生发展。
为了明确Bmi-1在人类胃癌发生发展中的作用,我们进行了如下研究:第一部分:Bmi-1,Mel-18及相关蛋白(pAkt,Akt,p16)在胃癌细胞株中的表达、功能及机制。第二部分检测了胃癌组织中Bmi-1、Mel18、pAkt和Akt的表达,并分析了Bmi-1、Mel18、pAkt与各临床病理参数和预后的关系。
方法:利用Weston blot技术检测Bmi-1、Mel-18、pAkt、Akt和p16蛋白在胃癌细胞株和正常胃粘膜细胞中的表达情况。过表达Mel-18和干扰Bmi-1表达后,利用Western blot检测pAkt、Akt、p16蛋白表达改变,同时检测SA-β-Gal活性(细胞衰老相关β-半乳糖苷酶)推断细胞衰老改变情况;软琼脂克隆形成实验检测细胞增殖能力;采用Annexin V-PI染色检测细胞凋亡;细胞划痕实验和Transwell小室实验检测细胞运动能力和迁移能力。利用免疫组织化学方法检测胃癌组织中Bmi-1、Mel18与pAkt的表达,并分析了Bmi-1、Mel18、pAkt、Akt与各临床病理参数和预后的关系。
结果:在胃癌细胞株和胃癌组织中,Mel-18与Bmi-1蛋白表达水平呈负相关,Bmi-1与pAkt蛋白表达水平呈正相关。Bmi-1高表达与胃癌的淋巴结转移,远处转移和相关。生存分析提示:Bmi-1表达水平与胃癌患者预后呈负相关。过表达Mel18可以通过下调Bmi-1基因的表达降低肿瘤细胞的恶性表型,过表达Mel-18或干扰Bmi-1表达后可进一步通过下调Akt/PKB活性和(或)上调p16INK4a的表达而降低肿瘤的恶性表型。
结论:在胃癌细胞株和胃癌组织中,Bmi-1与Mel18蛋白水平呈相关,Bmi-1与pAkt蛋白表达水平呈正相关。Bmi-1是评估胃癌病人预后的一个有价值的标志物。Mel-18负向调节Bmi-1表达,Bmi-1可通过正性调节Akt/PKB活性和(或)负性调节p16INK4a参与肿瘤细胞衰老,增殖和转移过程。