尹 鵬,胡 君,儲著凌,霍中華,侯樂偉,呂 盛,欒榮剛,胡國強
(解放軍第四五四醫(yī)院普外燒傷整形外科,江蘇 南京 210002)
結(jié)腸癌(colon cancer)是最常見的消化道惡性腫瘤之一,近年來發(fā)病率和死亡率逐年增加[1~3]。浸潤和轉(zhuǎn)移是惡性腫瘤最主要的生物學(xué)特征,也是影響治療效果和預(yù)后的主要因素[1~3]。目前的研究發(fā)現(xiàn),氧化物酶體增殖激活受體γ(peroxisome proliferatorsactivated receptor gamma,PPAR-γ)對于腫瘤細胞的轉(zhuǎn)移和增殖過程具有重要的調(diào)節(jié)作用[4,5]。同時發(fā)現(xiàn)血管緊張素受體1(AT1R)阻斷劑(ARB)如替米沙坦和厄貝沙坦等,能夠有效促進PPAR-γ的合成[6]。同時研究證實,PPAR-γ對組織抑制劑-1(TIMP-1)的表達有重要的調(diào)節(jié)作用。本實驗的目的是觀察ARB是否能夠通過上調(diào)PPAR-γ的表達促進結(jié)腸癌SW480細胞TIMP-1的表達和對細胞增殖的影響。
1.1 主要試劑和材料 PCR試劑盒購自寶生物工程有限公司;鼠抗人TIMP-1抗體、鼠抗人PPAR-γ抗體和鼠抗人β-actin抗體購于美國Santa Cruz公司;替米沙坦(美國Sigma公司),DMEM培養(yǎng)基(美國Gibco公司),小牛血清(杭州四季青);MTT試劑盒(美國Promega公司),超純水;其余試劑均為分析純。
1.2 細胞培養(yǎng) SW480細胞常規(guī)接種在含10%胎牛血清、100g/L 青霉素、100g/L 鏈霉素的 RPMI 1640培養(yǎng)液中,置于37℃、95%空氣、5%CO2孵箱內(nèi)培養(yǎng)。每48小時換液、傳代1次,取對數(shù)生長期細胞用于實驗。
1.3 細胞活性檢測 取對數(shù)生長期細胞消化制成單細胞懸液,接種于96孔培養(yǎng)板中,每孔接種100μl約含5×103個細胞。貼壁后無血清培養(yǎng)細胞16~24h,使細胞同步化??瞻讓φ战M加入PBS,陽性實驗組加入替米沙坦,終濃度為100μmol/L (100μM),在37℃、5%CO2條件下培養(yǎng)細胞。使用MTT比色試驗對不同時間點 (0、24和72h)的細胞生長狀態(tài)進行測定,實驗重復(fù)4次。細胞活性(%)= (OD干預(yù)組/OD對照組)×100%[7]。
1.4 細胞TIMP-1和PPAR-γmRNA表達檢測 按照RT-PCR試劑盒說明書提取細胞總RNA。以2μg總RNA為模板,用Oligo(dT)18作為引物,按照試劑盒說明書介紹要求合成cDNA第1鏈。TIMP-1正義 5′-GCAACTCCGACCTTGTCATC-3′,反 義 5′-AGCGTAGGTCTTGGTGAAGC-3′;PPAR-γ 正 義5′-TCTCTCCGTAATGGAAGACC-3′, 反 義 5′-GCTGTCACCTTCACCGTTCC-3′;β-actin 正 義:5′-CTCCATCCTGGCCTCGCTGT-3′,反 義:5′-GCTGTCACCTTCACCGTTCC-3′,PCR反應(yīng)體系如下:2 μl逆轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物模板、PCR Master Mix(2×)25μl、正反引物各2μl,以超純水補充至50μl。PCR反應(yīng)條件為:96℃5min;91℃30s,56℃60s,73℃60s,循環(huán)35輪,最后74℃延伸10min。PCR產(chǎn)物8μl與5×loading buffer 2μl混勻后,1.2%瓊脂糖凝膠20V/cm電壓進行電泳約30min。應(yīng)用凝膠成像系統(tǒng)(Biorad)攝影,Quantity One軟件對目的條帶進行掃描分析。用與β-actin PCR產(chǎn)物條帶灰度比值作為TIMP-1和PPAR-γmRNA的相對表達量。
1.5 Western blot法檢測細胞中TIMP-1和PPAR-γ蛋白表達 按照試劑盒操作要求,首先提取細胞總蛋白,并進行聚丙烯酰胺凝膠電泳(SDS-PAGE),然后轉(zhuǎn)移至硝酸纖維素濾膜上,用脫脂奶粉封閉1小時,分別加入鼠抗人單克隆抗 體 TIMP-1 (1∶500)、PPAR-γ(1∶400)和β-actin(1∶1500),4℃孵育過夜,洗膜后加入相應(yīng)的辣根過氧化物酶標記的二抗(1∶2000),用ECL進行顯色,用凝膠成像分析系統(tǒng)進行掃描。
2.1 MTT法細胞活性測定結(jié)果分析 干預(yù)時間0、24、72小時時細胞活性依次為98.0±3.5、62.1±18.6和29.8±11.2,結(jié)果顯示,隨時間變化,替米沙坦組SW480細胞活性逐漸減低,明顯低于對照組(均P<0.05),且各時間點間的細胞活性存在顯著統(tǒng)計學(xué)差異(均P<0.05)。
2.2 TIMP-1和PPAR-γmRNA 的表達 在給予替米沙坦干預(yù)后,在0、24和72h時對SW480細胞TIMP-1和 PPAR-γmRNA 的表達顯示,TIMP-1和PPAR-γmRNA的表達呈時間依賴性遞增(均P<0.05),見表1、圖1。
表1 TIMP-1和PPAR-γmRNA的表達(n=4,)Table 1 The mRNA expression of TIMP-1and PPAR-γin SW480cells
表1 TIMP-1和PPAR-γmRNA的表達(n=4,)Table 1 The mRNA expression of TIMP-1and PPAR-γin SW480cells
注:①與0h比較,P<0.05;②與24h比較,P<0.05
干預(yù)時間0h 24h 72h TIMP-1mRNA 0.18±0.02 0.58±0.07① 0.72±0.19①②PPAR-γmRNA 0.21±0.06 0.42±0.12① 0.89±0.21①②
圖1 TIMP-1和PPAR-r mRNA的表達Figure 1 The expression of TIMP-1and PPAR-r mRNA
2.3 TIMP-1和PPAR-γ蛋白的表達 在給予替米沙坦干預(yù)后,在0、24和72h時對SW480細胞TIMP-1和PPAR-γ蛋白表達顯示,TIMP-1和 PPAR-γ蛋白表達呈時間依賴性的遞增(均P<0.05),見表2。
表2 TIMP-1和PPAR-γ蛋白表達(n=4,)Table 2 The protein expression of TIMP-1and PPAR-γin SW480cells
表2 TIMP-1和PPAR-γ蛋白表達(n=4,)Table 2 The protein expression of TIMP-1and PPAR-γin SW480cells
注:①與0h比較,P<0.05;②與24h比較,P<0.05
干預(yù)時間0h 24h 72h TIMP-1蛋白 0.24±0.03 0.52±0.11① 0.76±0.13①②PPAR-γ蛋白 0.19±0.05 0.39±0.06① 0.81±0.19①②
圖2 TIMP-1和PPAR-r蛋白的表達Figure 2 The expression of TIMP-1protein
目前由于飲食結(jié)構(gòu)和生活習(xí)慣的改變,結(jié)腸癌以成為導(dǎo)致人類癌癥死亡的最常見的消化道惡性腫瘤之一,其發(fā)病率和死亡率呈逐年升高,同時流行病學(xué)調(diào)查顯示結(jié)腸癌的發(fā)病人群有年輕化趨勢[1~3]。
侵襲和轉(zhuǎn)移是惡性腫瘤最明顯的特征,也是導(dǎo)致腫瘤復(fù)發(fā)的重要原因。目前對于以抑制腫瘤轉(zhuǎn)移為目標的研究方興未艾,是腫瘤研究的熱點之一。腫瘤細胞侵襲轉(zhuǎn)移到鄰近組織及遠處器官是一個多步驟的復(fù)雜過程。腫瘤細胞首先必須具備降解細胞外基質(zhì)(extracellular matrix ECM)及基底膜(basement membrane,BM)的功能,而這個降解功能主要有蛋白水解酶完成?;|(zhì)金屬蛋白酶(matrix metalloproteinases,MMPs)是蛋白水解酶中重要的一類。近年發(fā)現(xiàn),MMPs主要是通過對基底膜(BM)和ECM的降解和增強腫瘤血管的生成促進腫瘤細胞的侵襲、浸潤和轉(zhuǎn)移。MMPs超家族具有相似的基本結(jié)構(gòu)包括前肽區(qū)域、信號肽區(qū)域、催化活性區(qū)域、類血紅素蛋白結(jié)合區(qū)、ECM 同源序列區(qū)域和鉸鏈區(qū)[8,9]。組織抑制劑(TIMPs)是近年來發(fā)現(xiàn)的抑制MMPs活性的多功能因子家族,是一組低分子量的糖蛋白,主要由成纖維細胞、上皮細胞、內(nèi)皮細胞等合成和分泌。已發(fā)現(xiàn)的TIMPs酶有5種,為組織中MMPs主要的內(nèi)源性抑制因子,能特異地抑制MMPs家族的基質(zhì)降解酶。TIMP-1是TIMPs中的一種,研究發(fā)現(xiàn)在多種腫瘤細胞中呈現(xiàn)高表達,并認為TIMP-1的表達與腫瘤細胞的分化程度、浸潤和轉(zhuǎn)移能力密切相關(guān)[9,10]。TIMP-1具有IV型膠原酶的作用,對IV型膠原和纖維連接蛋白(FN)有降解作用。TIMP-1的表達和活化可以受基因轉(zhuǎn)錄、酶原活化和抑制劑等多水平的調(diào)控[9,10]。研究發(fā)現(xiàn)PPAR-γ在TIMP-1的表達調(diào)控過程中扮演著重要的角色[11]。
過氧化物酶體增殖激活受體γ(peroxisome proliferators-activated receptor gamma,PPAR-γ)屬于PPAR的亞型之一,可通過蛋白-蛋白相互作用和競爭輔助因子調(diào)控核轉(zhuǎn)錄因子-κB(NF-κB)、轉(zhuǎn)錄激活因子(STAT)和活化蛋白-1(AP-1)等多個重要的腫瘤發(fā)生發(fā)展相關(guān)的核轉(zhuǎn)錄因子,進而對多種腫瘤細胞的侵襲、轉(zhuǎn)移、增殖和凋亡等過程起調(diào)節(jié)作用[4~8]。進一步研究還發(fā)現(xiàn),PPAR-γ在包括肺癌等多種惡性腫瘤中表達明顯下降,同時發(fā)現(xiàn)上調(diào)PPAR-γ的表達可以有效的促進包括A549細胞和Hela細胞等多種腫瘤細胞的凋亡,抑制多種與腫瘤轉(zhuǎn)移和浸潤相關(guān)分子(如 MMPS和 VEGF等)的合成和表達[4~8]。目前PPAR-γ已成為治療腫瘤的熱點。
多個研究發(fā)現(xiàn),血管緊張素受體1(AT1R)阻斷劑(ARB)可以有效地上調(diào)PPAR-γ的表達抑制炎癥反應(yīng)和腫瘤的生長,并認為該過程可能與血管緊張素系統(tǒng)(RASS)無關(guān)[6]。在我們的研究中,發(fā)現(xiàn)在給予SW480細胞替米沙坦100μmol/L干預(yù)后,SW480細胞活性呈時間依賴性降低。該結(jié)果表明,替米沙坦具有抑制SW480細胞增殖的作用。進一步使用PTPCR和western blot分析發(fā)現(xiàn)SW480細胞TIMP-1和PPAR-γmRNA和蛋白表達在替米沙坦干預(yù)后呈時間依賴性降低。該結(jié)果表明替米沙坦可以通過促進TIMP-1的表達抑制SW480細胞的粘附和侵襲能力,并可能與上調(diào)PPAR-γ的表達密切相關(guān)。
本實驗結(jié)果表明,替米沙坦可能通過上調(diào)SW480細胞中PPAR-γ的表達促進TIMP-1的合成,并導(dǎo)致腫瘤的生長和侵襲能力的降低。但具體的機制還有待進一步研究。
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