Gankyrin通過上皮間質轉化促進非小細胞肺癌侵襲和轉移的作用及機制.pdf

1、背景：
　　肺癌是中國乃至全世界發(fā)病率最高的惡性腫瘤之一，其死亡率也居各種惡性腫瘤的首位，嚴重威脅著人類健康。其中非小細胞肺癌（Non-small cell lung cancer， NSCLC約占肺癌患者總數(shù)的80％。肺癌轉移是影響肺癌患者生存的最主要因素。但是目前有關肺癌轉移的機制尚不清楚。只有對肺癌轉移機制進行深入研究，找到控制肺癌轉移的關鍵靶點基因，對其進行有效的抑制，才能有望從根本上控制肺癌的轉移，達到提高肺癌患者生存的

2、目的。
　　上皮間質轉化（Epithelial-mesenchymal transition，EMT）是肺癌細胞發(fā)生轉移的起始和關鍵步驟；抑制肺癌 EMT，可有效控制肺癌的轉移。但是肺癌 EMT的調控機制尚不明了，亟需深入探索。
　　Gankyrin，又稱 p28GANK，是Fujita等人于2000年從人肝癌細胞中克隆出的新的候選癌基因。其蛋白由7個重復的ankyrin結構域組成，可介導蛋白質與蛋白質之間的相互作用。起初的

3、研究證實Gankyrin蛋白是26S蛋白酶體的重要組成部分，可通過與S6 ATPase、CDK4/6、MDM2等相互作用，促進蛋白酶體對抑癌蛋白Rb和 P53的降解。隨后的研究證實：Gankyrin除在肝癌組織中有高表達外，在其它多種癌組織中，如乳腺癌、結直腸癌、食管癌等中也檢測出高表達，并且被發(fā)現(xiàn)可不依賴于蛋白酶體而發(fā)揮促腫瘤作用。但是 Gankyrin癌基因及其表達產(chǎn)物在 NSCLC轉移及預后中的價值尚不清楚。
　　Ganky

4、rin作為高度保守的分子蛋白，是否可以通過誘導 NSCLC發(fā)生 EMT，促進轉移進而影響肺癌患者預后？值得探索和證實。如果是，那么發(fā)揮作用的機制是什么？這也是值得深入研究的課題。Gankyrin若能在肺癌EMT過程發(fā)揮重要作用，并促進肺癌轉移，則有望成為控制肺癌轉移的新靶點。
　　目的：
　　1、檢測Gankyrin在NSCLC組織和細胞中的表達情況，并分析其與NSCLC患者臨床病理因素的關系。
　　2、探索Ganky

5、rin癌基因對NSCLC細胞體外遷移和侵襲能力的影響。
　　3、探索Gankyrin癌基因對NSCLC細胞EMT的影響，分析臨床組織標本中EMT分子標志物與Gankyrin蛋白表達的關聯(lián)性。
　　4、初步探討Gankyrin癌基因誘導肺癌EMT的分子機制。
　　方法：
　　1、采用IHC方法檢測166對NSCLC患者癌組織及配對的正常肺組織標本中Gankyrin蛋白表達情況；采用半定量PCR及Western bl

6、ot方法檢測24對新鮮NSCLC患者癌組織及配對正常肺組織標本中 Gankyrin的mRNA和蛋白水平；采用卡方檢驗分析Gankyrin蛋白表達與臨床病理資料的相關性；采用Kaplan-Meier方法繪制生存曲線；采用COX風險回歸模型評估Gankyrin蛋白表達對NSCLC患者預后的預測價值。
　　2、采用定量PCR及Western blot方法檢測6種常見肺癌細胞珠中Gankyrin的mRNA和蛋白水平；對Gankyrin表達

7、相對較低的肺癌細胞珠進行Gankyrin基因的過表達；而對Gankyrin表達相對較高的肺癌細胞珠進行Gankyrin基因的沉默。采用電穿孔轉染法將攜帶有目的基因全長功能區(qū)序列的重組質粒導入Gankyrin表達相對較低的肺癌細胞珠內（腺癌和鱗癌各一株），并用G418800至400ug/ml的藥物濃度篩選并挑出單克隆，采用定量PCR及Western blot方法驗證Gankyrin基因過表達肺癌細胞系是否構建成功。同時采用由上海吉凱公司構

8、建的攜帶有 Gankyrin干擾 RNA的慢病毒包裝顆粒感染Gankyrin表達相對較高的肺癌細胞珠，待感染效率達80-90%以上，采用PCR及Western blot方法驗證Gankyrin基因沉默肺癌細胞系是否構建成功。
　　3、采用細胞劃痕實驗和Transwell遷移實驗，檢測Gankyrin對NSCLC細胞體外遷移能力的影響；采用Transwell侵襲實驗，檢測Gankyrin對NSCLC細胞體外侵襲能力的影響。
　

9、　4、采用Western blot方法檢測Gankyrin基因過表達或干擾前后肺癌細胞EMT標志物變化情況；同時采用細胞免疫熒光方法檢測 Gankyrin被過表達或沉默前后EMT蛋白標志物的熒光變化情況；并采用IHC方法檢測166例NSCLC患者癌組織中EMT標志物蛋白表達情況，分析EMT標志物與Gankyrin蛋白表達的關聯(lián)性。
　　5、采用Western blot、ELISA方法檢測Gankyrin對IL-6及下游關鍵信號分子

10、的影響；采用外源TGF-β及IL-6刺激肺癌細胞，Western blot方法檢測下游信號分子的變化，同時在加入分子抑制劑或用siRNA干擾后，檢測下游信號通路分子的變化情況。以此來初步探索Gankyrin誘導肺癌EMT的分子機制。
　　結果：
　　1、Gankyrin在NSCLC癌組織中表達率為78.3%，而在配對正常肺組織陽性率為28.9%；Gankyrin的過表達發(fā)生率為53.6%，而正常組織中只有4.8%；新鮮組織標

11、本半定量PCR及Western blot檢測證實：癌組織中Gankyrin mRNA及蛋白水平均高于正常組織；Gankyrin蛋白的過表達和NSCLC患者的p-TNM分期、淋巴結轉移等相關；Gankyrin的過表達和NSCLC患者的預后差相關；Cox風險模型分析顯示：Gankyrin過表達是NSCLC患者預后的獨立危險因素之一。
　　2、Gankyrin在常見肺癌細胞株中高表達，而在正常支氣管粘膜上皮細胞株中表達卻較低；各肺癌細胞

12、株之間相比，肺腺癌Sk-lu-1和肺鱗癌H520細胞株中Gankyrin表達相對較低，而肺腺癌H838和肺鱗癌Calu-1細胞株中Gankyrin表達相對較高；定量PCR及Western blot檢測顯示：pcDNA3.1-gankyrin組H520、Sk-lu-1細胞中的Gankyrin水平明顯高于 pcDNA3.1-control組細胞及空白對照組細胞；檢測結果也發(fā)現(xiàn)：siRNA-gankyrin組H838、Calu-1細胞中的Ga

13、nkyrin表達水平明顯低于相應的陰性病毒感染組細胞和空白對照組細胞。提示：Gankyrin高/低表達肺癌細胞系構建成功。
　　3、沉默Calu-1和H838肺癌細胞株中Gankyrin基因水平后，細胞的體外遷移和侵襲能力隨之降低；過表達肺癌Sk-lu-1和H520細胞株Gankyrin基因水平后，肺癌細胞的體外遷移和侵襲能力也隨之增強。由此可見 Gankyrin促進NSCLC細胞的體外遷移和侵襲能力。
　　4、沉默Calu

14、-1和H838肺癌細胞株Gankyrin基因水平后，EMT標志物E-cadherin蛋白水平升高，Vimentin和Twist1蛋白水平下降；過表達Sk-lu-1和H520肺癌細胞株 Gankyrin基因水平后，EMT標志物 E-cadherin蛋白水平明顯降低， Vimentin和Twist1蛋白水平則升高；細胞免疫熒光試驗也發(fā)現(xiàn)與Western blot檢測一致的結果。另外，我們對166例NSCLC患者組織標本進行了EMT標志物的蛋

15、白表達檢測，并分析其與 Gankyrin蛋白表達的相關性，結果顯示 Gankyrin蛋白表達與E-cadherin蛋白表達呈負相關，而與Vimentin及Twist1蛋白表達成正相關。
　　5、Gankyrin過表達可上調細胞內、外IL-6水平；Gankyrin過表達可以激活IL-6信號通路下游分子STAT3，即上調p-STAT3，并促進EMT；Gankyrin過表達可激活SMAD3，即上調p-SMAD3；而抑制p-STAT3，G

16、ankyrin上調的p-SMAD3水平降低；TGF-β刺激可提高肺癌細胞內 Gankyrin蛋白水平；而抑制 p-SMAD3水平，TGF-β刺激肺癌細胞后，Gankyrin蛋白水平不再升高。提示：Gankyrin通過介導形成SMAD3/Gankyrin/STAT3正反饋環(huán)來誘導肺癌EMT。
　　結論：
　　1、Gankyrin在NSCLC組織及細胞株中高表達，其過表達與NSCLC患者p-TNM分期、淋巴結轉移及預后相關；Ga