LRRC4負性調(diào)控SDF-1α-CXCR4生物學軸介導的ERK1-2和AKT通路抑制膠質(zhì)瘤細胞的侵襲.pdf

1、【LRRC4基因和SDF-1α/CXCR4生物學軸的研究背景】 LRRC4(leucine-rich repeats containing 4)是我室從染色體7q31-32區(qū)域克隆的一個新基因，LRRC4在腦組織中相對特異性表達，是一個與腦膠質(zhì)瘤級別進展呈負相關(guān)的膠質(zhì)瘤抑制性基因。本實驗室前期通過與細胞因子及其受體基因的cDNA微陣列雜交，發(fā)現(xiàn)LRRC4在腦膠質(zhì)瘤U251細胞的重表達，可以明顯地下調(diào)趨化因子受體基因CXCR4的表

2、達。CXCR4為趨化因子SDF-1α(stromal cell-derived factor-1基質(zhì)細胞來源因子)的受體。研究表明SDF-1α及其受體CXCR4的過表達與腦膠質(zhì)瘤的進展呈正相關(guān)。SDF-1α通過ERK1/2，AKT信號通路促進腦膠質(zhì)瘤細胞的增生。CXCR4的阻斷劑能抑制腦膠質(zhì)瘤細胞的增生和侵襲。 【LRRC4通過下調(diào)SDF-1α/CXOR4生物學軸抑制腦膠質(zhì)瘤細胞的運動和侵襲】 LRRC4在惡性膠質(zhì)瘤中的

3、表達缺失和CXCR4的過表達均參與了膠質(zhì)瘤的惡性級別進展。在SDF-1α誘導下，LRRC4轉(zhuǎn)染的U251細胞中CXCR4在mRNA和蛋白表達水平較對照組細胞均明顯下調(diào)，LRRC4能抑制CXCR4的表達。本研究通過MTT，黏附實驗，趨化實驗，基質(zhì)膠侵襲實驗，劃痕實驗和細胞間通訊能力實驗，檢測到SDF-1α以濃度依賴方式誘導腦膠質(zhì)瘤U251細胞增殖、趨化、運動和侵襲，最佳濃度為12.5nM。而LRRC4能抑制SDF-1α誘導的腦膠質(zhì)瘤細胞的

4、增殖、趨化、運動和侵襲，但對SDF-1α (12.5nM)誘導的腦膠質(zhì)瘤細胞與基質(zhì)粘附無影響，卻抑制瘤細胞與內(nèi)皮細胞ECV304的粘附。因此，LRRC4通過下調(diào)SDF-1α/CXCR4生物學軸抑制腦膠質(zhì)瘤的運動和侵襲。 【LRRC4負性調(diào)控SDF-1α/CXCR4生物學軸介導的ERK1/2和AKT信號通路，并通過這兩條通路調(diào)節(jié)MMP-2活性】 用外源性SDF-1α(12.5nM)處理U251細胞，分別作用0 mi

5、n，5 min，10 min，15 min，30min，發(fā)現(xiàn)SDF-1α可以使U251細胞中ERK1/2以及AKT磷酸化水平明顯增高，且呈時間依賴性，15min表達達高峰。LRRC4可以有效抑制ERK1/2以及AKT的磷酸化。ERK通路抑制劑PD98059以及AKT通路抑制劑LY294002能明顯抑制ERK1/2以及AKT的活化(陽性對照)。因此，LRRC4能負性調(diào)控SDF-1α/CXCR4生物學軸介導的ERK1/2，AKT信號通路。

6、 基質(zhì)金屬蛋白酶(MMPs)在腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移和血管形成過程中起了很重要的作用。研究表明，一些信號通路如，p38MAPK，NF-кB，PKC，PI-3K激酶及Raf/ERK，JAK/STATs通過調(diào)節(jié)MMP—2、MMP—9的分泌來影響腫瘤細胞侵襲和轉(zhuǎn)移特性。本研究發(fā)現(xiàn)SDF-1α,可以增強U251細胞MMP2酶活性，LRRC4明顯的抑制了SDF-1α誘導的MMP2的酶活性增加。ERK通路抑制劑PD98059和AKT通路抑制劑LY294

7、002處理均可抑制SDF-1α誘導的MMP2的酶活性增加(陽性對照)。因此，LRRC4能夠通過SDF-1α/CXCR4生物學軸介導的ERK1/2和AKT通路抑制MMP-2的酶活性。但對MMP-9的酶活性無影響。 【LRRC4誘導腦膠質(zhì)瘤細胞向星形膠質(zhì)樣細胞分化】 與對照組細胞相比(細胞呈梭形，基本無突起)，LRRC4轉(zhuǎn)染后的U251細胞形態(tài)發(fā)生明顯變化，細胞胞體縮小，呈圓形，突起明顯延長，呈星形膠質(zhì)樣細胞特點。GFAP一