Ras-MAPK-ERK與mTOR、NF-κB協(xié)同調(diào)控肝腫瘤細胞cyclin D1表達機制的研究.pdf

1、目的:
　　肝癌是我國三大惡性腫瘤之一，雖然其發(fā)病機制尚不明確，但Ras信號通路的激活或Ras基因的突變在肝癌中普遍存在。另外，cyclin D1的過表達導(dǎo)致細胞周期縮短、細胞過度增殖，是人類肝癌等多種原發(fā)性腫瘤的重要特征，也是腫瘤診斷和預(yù)后判斷的重要分子標志物。Cyclin D1的表達主要受三個信號通路的調(diào)控:(1) ERK通過激活cyclin D1啟動子的順勢作用元件AP-1或Ets促進其mRNA的表達;(2)轉(zhuǎn)錄因子NF-κ

2、B通過結(jié)合cyclin D1啟動子上的GGG(G/A)NNYYCC序列促進cyclin D1的mRNA表達;(3) mTOR通過穩(wěn)定cyclin D1的mRNA和蛋白提升其蛋白表達水平。但不同組織的腫瘤以及同一組織腫瘤的不同亞型及不同發(fā)展階段的腫瘤細胞，調(diào)控cyclin D1表達的分子機制不同。特別是ERK、NF-κB和mTOR的協(xié)同作用模式尚有待深入闡明。本研究用H-ras12V肝癌轉(zhuǎn)基因小鼠和人Hep3B肝癌細胞株探究ERK、NF-

3、κB和mTOR在調(diào)控cyclin D1表達中的主導(dǎo)作用及相互協(xié)同關(guān)系，為cyclin D1表達調(diào)控模式的深入研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
　　方法:
　　1.體內(nèi)實驗
　　對病理證實的H-ras12V轉(zhuǎn)基因雄鼠肝腫瘤組織、腫瘤周圍組織以及非轉(zhuǎn)基因雄鼠肝組織進行總RNA及蛋白質(zhì)的提取。應(yīng)用RT-qPCR和Westem blot方法檢測cyclin D1的mRNA和蛋白表達水平。用Western blot方法檢測細胞外信號調(diào)節(jié)激酶1

4、/2(ERK1/2)、磷酸化ERK1/2(p-ERK1/2)、磷酸化雷帕霉素靶蛋白(p-mTOR)、NF-κB抑制蛋白α亞基(IκBα)的蛋白水平。
　　2.體外實驗
　　提取人正常肝細胞LO2和肝癌細胞Hep3B的總RNA和蛋白質(zhì)，RT-qPCR和Western blot法檢測cyclin D1的mRNA和蛋白表達水平。Western blot方法檢測ERK1/2、p-ERK1/2 p-mTOR、IκBα的蛋白水平。用ER

5、K、mTOR、NF-κB抑制劑處理Hep3B細胞，檢測cyclin D1的mRNA和蛋白表達水平。
　　結(jié)果:
　　1.體內(nèi)實驗
　　(1)病理檢測結(jié)果表明:Ras癌基因誘導(dǎo)了轉(zhuǎn)基因小鼠的多發(fā)性肝腫瘤，腫瘤體積大，典型的直徑在5mm以上;病理切片顯示肝腫瘤細胞呈小梁狀生長排列，肝細胞癌變化明顯，肝區(qū)的病灶有不典型肝細胞聚集，胞漿嗜堿性，胞核濃染，含有高度未分化細胞并伴有壞死，腫瘤周圍損傷的肝細胞成扁平狀。腫瘤周圍組織與

6、正常小鼠的肝組織沒有明顯的病理學(xué)變化。沒有肝纖維化和肝硬化的病理特征。肝腫瘤組織與腫瘤周圍組織分界清晰。
　　(2) cyclin D1表達水平的檢測結(jié)果表明:RT-qPCR和Western blot結(jié)果顯示，與非轉(zhuǎn)基因小鼠肝組織、H-ras12V轉(zhuǎn)基因小鼠的肝腫瘤周圍組織相比，轉(zhuǎn)基因小鼠肝腫瘤組織中cyclin D1的mRNA和蛋白表達水平顯著增高（P＜0.05）;非轉(zhuǎn)基因小鼠肝組織與腫瘤周圍組織中cyclin D1的mRNA和

7、蛋白表達水平無顯著變化。
　　(3)信號通路檢測結(jié)果表明:與非轉(zhuǎn)基因小鼠肝組織、H-ras12V轉(zhuǎn)基因小鼠肝腫瘤周圍組織相比，肝腫瘤組織中ERK和p-ERK的蛋白水平都顯著升高(P＜0.05)。與非轉(zhuǎn)基因小鼠肝組織相比，H-ras12V轉(zhuǎn)基因小鼠肝腫瘤周圍組織中ERK的蛋白水平?jīng)]有顯著變化，p-ERK的蛋白水平顯著升高(P＜0.05)。與非轉(zhuǎn)基因小鼠肝組織、H-ras12V轉(zhuǎn)基因小鼠肝腫瘤周圍組織相比，肝腫瘤組織中p-mTOR的水

8、平顯著升高(P＜0.05)，IκBα的蛋白水平顯著降低（P＜0.05）。腫瘤周圍組織與非轉(zhuǎn)基因小鼠組織相比，p-mTOR和IκBα的蛋白水平?jīng)]有顯著變化。
　　2.體外實驗
　　(1) cyclin D1表達水平的檢測結(jié)果表明:人肝癌Hep3B細胞cyclin D1的mRNA和蛋白表達水平分別是人正常LO2肝細胞的115.73和22.60倍(P＜0.001)。
　　(2)信號通路檢測結(jié)果表明:與LO2相比，Hep3B細

9、胞p-ERK1、ERK1、p-mTOR的蛋白水平分別升高10.87、24.77和20.60倍(P＜0.05)，IκBα的蛋白水平?jīng)]有顯著差異。
　　(3)抑制劑處理實驗結(jié)果表明:與Hep3B細胞相比，ERK抑制劑PD184352處理Hep3B細胞對p-mTOR蛋白水平?jīng)]有明顯影響，但cyclin D1的mRNA表達水平顯著下降(P＜0.001)，其蛋白表達水平也隨之在6-24h明顯降低;mTOR抑制劑Rapamycin處理Hep3

10、B細胞顯著提升了p-ERK的蛋白水平和cyclin D1的mRNA表達水平(P＜0.001)，但cyclin D1的蛋白表達水平在6-24h明顯降低;同時用ERK和mTOR的抑制劑處理Hep3B細胞，與ERK抑制劑的處理結(jié)果相同;NF-κB抑制劑BAY11-7082處理Hep3B細胞對cyclin D1的mRNA和蛋白表達水平?jīng)]有明顯影響。
　　結(jié)論:
　　1.體內(nèi)研究表明，在Ras癌基因誘導(dǎo)的肝腫瘤發(fā)生過程中，MAPK/E