吳炳山，程宏偉，王衛(wèi)紅，李志范，謝玉環(huán)，何昊沅，楊露露，董浩(安徽醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院，合肥230032)

EGCG對人腦膠質(zhì)瘤U251細胞SHP1表達的影響

吳炳山，程宏偉，王衛(wèi)紅，李志范，謝玉環(huán)，何昊沅，楊露露，董浩
(安徽醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院，合肥230032)

摘要:目的觀察表沒食子兒茶素沒食子酸酯(EGCG)處理后人腦膠質(zhì)瘤U251細胞SHP1表達及其啟動子區(qū)甲基化情況的變化，并探討其對U251細胞增殖的影響及機制。方法以不同濃度的EGCG處理對數(shù)生長期的U251細胞，采用CCK-8法檢測細胞增殖變化，RT-PCR及Western blotting法檢測U251細胞SHP1基因及蛋白表達，MSP法檢測EGCG處理后SHP1啟動子區(qū)甲基化。結(jié)果經(jīng)不同濃度EGCG處理后，U251細胞增殖被抑制，EGCG的抑制作用呈濃度依賴性; U251細胞中SHP1 mRNA的相對表達量及蛋白表達水平明顯升高; SHP1啟動子區(qū)的甲基化水平發(fā)生了翻轉(zhuǎn)，由高甲基化轉(zhuǎn)變?yōu)榈图谆?。結(jié)論EGCG可能通過引起人腦膠質(zhì)瘤U251細胞SHP1啟動子區(qū)去甲基化使SHP1表達增加，從而抑制細胞增殖。

關鍵詞:膠質(zhì)母細胞瘤;表沒食子兒茶素沒食子酸酯;細胞增殖;蛋白酪氨酸磷酸酶; DNA甲基化

膠質(zhì)母瘤是最常見的并最有侵襲性的惡性原發(fā)腦腫瘤，惡性程度高，治療效果差，對人類健康危害極大［1，2］。多酚是一類提取于蔬菜水果的化合物的統(tǒng)稱，除了具有抗氧化作用，還具有較強的抗腫瘤活性。表沒食子兒茶素沒食子酸酯(EGCG)是一種常見多酚，在綠茶中含量很高;研究發(fā)現(xiàn)，EGCG能抑制膠質(zhì)瘤細胞增殖并促進其凋亡，但作用機制目前尚不清楚［3］。SHP1是蛋白酪氨酸磷酸酶(PTP)家族的重要成員，與腫瘤發(fā)生密切相關［4］。2014年7 ～12月，我們使用EGCG處理膠質(zhì)瘤U251細胞，檢測其SHP1的表達及其啟動子區(qū)甲基化情況的變化，進一步探討其對U251細胞增殖的影響及其機制。

1　材料與方法

1.1材料U251細胞購自協(xié)和醫(yī)科大學基礎醫(yī)學研究所細胞中心，細胞培養(yǎng)基及胎牛血清(FBS)購自Gibco公司，EGCG購自Sigma-Aldrich公司，PCR試劑購自TAKaRa公司，Cell Counting Kit-8購自Dojindo公司，Rabbit anti-SHP1 Antibody購自CST公司，Goat anti-Rabbit HRP-IgG(H+ L) Antibody購自中杉金橋公司，引物合成由Invitrogen公司完成，基因測序由上海生工公司完成。

1.2U251細胞培養(yǎng)U251細胞用含有10% FBS的高糖DMEM培養(yǎng)基培養(yǎng)，酌情加入或不加入青霉素、鏈霉素，置于37℃含5% CO2的恒溫培養(yǎng)箱，培養(yǎng)70%～80%時傳代。吸去培養(yǎng)基，用37℃預熱的PBS洗1次，棄去PBS，加入預熱的0.25%的胰蛋白酶(直徑10 cm平皿加入約1 mL)消化約2 min，并在倒置顯微鏡下觀察。不時搖動培養(yǎng)瓶，至細胞基本回縮變圓，輕輕拍打培養(yǎng)瓶，使細胞與底脫離，加入適量預熱新鮮全培養(yǎng)基中和胰酶，小心吹打使細胞與壁脫離，防止聚集成團。細胞以1 000 r/min離心5 min，重懸，可直接根據(jù)經(jīng)驗按1∶5～1∶3傳代，或計數(shù)后按實驗需要傳代。每周約傳代兩次，保持細胞處于對數(shù)生長狀態(tài)。傳代后的細胞置于培養(yǎng)箱繼續(xù)培養(yǎng)。

1.3EGCG處理U251細胞EGCG 50 mmol/L溶于無菌水中，－20℃保存，使用前解凍，原則上不反復凍融。處理前1 d細胞計數(shù)傳代，24 h后細胞生長70%～80%匯合。按需要濃度取相應量EGCG，加入到預熱后的新鮮全培養(yǎng)基中，反復吹打使之充分溶解。吸除培養(yǎng)板內(nèi)的陳舊培養(yǎng)基，加入含有藥物的培養(yǎng)基，置于培養(yǎng)箱培養(yǎng)到指定時間，收集細胞備用。

1.4U251細胞增殖抑制測定采用CCK-8法。在96孔板中配制100 μL的細胞懸液，每孔加入5 ×103～1×104個細胞，設5個復孔，將培養(yǎng)板在培養(yǎng)箱預培養(yǎng)24 h。更換新鮮培養(yǎng)基，向培養(yǎng)板中加入含EGCG不同濃度(0、12.5、25、50、100、200 μmol/L)的培養(yǎng)基，將培養(yǎng)板在培養(yǎng)箱孵育24 h，向每孔加入10 μL CCK-8溶液。將培養(yǎng)板在培養(yǎng)箱內(nèi)孵育2 h，用酶標儀測定在波長450 nm處的吸光度，得出EGCG不同濃度處理后U251細胞存活率，并作出細胞增殖抑制曲線。

1.5U251細胞SHP1基因表達檢測采用RTPCR法。將細胞樣品使用Total RNA KitⅠ提取細胞RNA，紫外分光光度測定儀測定RNA樣品在波長260、280 nm處的吸光度A260和A280，根據(jù)A260/A280比值，估測RNA質(zhì)量。用TaKaRa公司PrimeScriptⅡ1st Strand cDNA Synthesis Kit將提取的細胞RNA反轉(zhuǎn)錄為cDNA，用TaKaRa公司Premix Ex TaqTMVersion 2.0 (Loading dye mix)以反轉(zhuǎn)錄的cDNA為模板擴增，測定SHP1基因相對表達量。

1.6U251細胞SHP1蛋白表達檢測采用Western blotting法。將細胞樣品裂解，提取細胞總蛋白(裂解液中加入Halt蛋白酶抑制劑和磷酸酶抑制劑)，測定蛋白濃度。蛋白樣品行SDS-PAGE電泳，而后轉(zhuǎn)至PVDF膜上，封閉，分別加入一抗和二抗孵育，洗膜后發(fā)光顯影，使用凝膠成像系統(tǒng)分析結(jié)果。

1.7EGCG處理后SHP1啟動子區(qū)甲基化檢測采用MSP法。使用TaKaRa Universal Genomic DNA Extraction Kit提取基因組，提取得到的基因組DNA通過吸光度測定后定量，而后將DNA用NaOH及對苯二酚處理后加入亞硫酸氫鈉避光水浴進行修飾并純化，最后行PCR擴增及核酸電泳。

1.8統(tǒng)計學方法采用SPSS13.0統(tǒng)計軟件。計量資料用珋x±s表示，并進行正態(tài)性及方差齊性檢驗，組間比較采用單因素方差分析。P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2　結(jié)果

2.1EGCG對U251細胞增殖的抑制作用不同濃度(0、12.5、25、50、100、200 μmol/L) EGCG處理U251細胞24 h后細胞增殖抑制情況見圖1。U251細胞經(jīng)12.5 μmol/L EGCG處理后對其增殖無明顯影響，而經(jīng)25 μmol/L及以上濃度的EGCG處理后，增殖明顯抑制。即隨著EGCG濃度的增高，對細胞增殖的抑制作用增強，EGCG對U251細胞增殖的抑制呈濃度依賴性(P＜0.05)。

2.2EGCG處理后U251細胞中SHP1基因及蛋白表達經(jīng)0、40、80 μmol/L的EGCG處理后U251細胞中SHP1 mRNA的相對表達量分別為1.00± 0.00、2.48±0.11、4.34±0.19，三者比較差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)。不同濃度EGCG處理后U251細胞中SHP1蛋白表達差異有統(tǒng)計學意義(P ＜0.05)。見圖2。

2.3EGCG處理后U251細胞SHP1啟動子區(qū)的去甲基化狀態(tài)經(jīng)DNA甲基轉(zhuǎn)移酶(DNMT) DAC處理證實在U251細胞中SHP1啟動子區(qū)高度甲基化;經(jīng)40 μmol/L EGCG處理后U251細胞的SHP1啟動子的甲基化水平發(fā)生了翻轉(zhuǎn)，即由高甲基化轉(zhuǎn)變?yōu)榈图谆?，在凝膠電泳上表示為甲基化條帶消失，證實EGCG 對SHP1啟動子區(qū)甲基化狀態(tài)的翻轉(zhuǎn)作用。見圖3。

3　討論

對腫瘤來說，DNA甲基化是一種保持基因長期沉默的手段;通常情況下，DNA甲基化狀態(tài)應受到嚴格控制。但在一些特殊情況下，DNA甲基化的狀態(tài)可能發(fā)生變異，由此對基因表達的調(diào)控就有所松動，這是腫瘤發(fā)生的遺傳基礎。抑癌基因啟動子區(qū)的高度甲基化和全基因組的低甲基化促進了腫瘤基因表達的沉默和整個基因組狀態(tài)的不穩(wěn)定［5］。全基因組低甲基化與癌細胞染色質(zhì)重構和核異常息息相關，引發(fā)了染色體的不穩(wěn)定。不過，DNA甲基化狀態(tài)是可以改變的。表觀遺傳調(diào)控有關的治療可使DNA甲基化的狀態(tài)恢復正常，并防止細胞繼續(xù)發(fā)生甲基化，從而使一些基因的表達沉默。使用去甲基化藥物可以控制細胞的增殖、分化、調(diào)亡以及其他內(nèi)環(huán)境狀態(tài)。抑制DNMT活性是降低DNA甲基化最有效的一種方法［6，7］。DNA甲基化抑制劑有兩大類，一類是擬核苷劑［8，9］，一類是非擬核苷劑。有研究將DNA甲基化抑制劑和組蛋白去乙?；种苿┙Y(jié)合起來，發(fā)現(xiàn)二者在抑制腫瘤的基因表達和生長方面有協(xié)同作用［10］。

EGCG是綠茶中最為常見的活性成分，其能夠通過多種途徑抑制腫瘤細胞增殖，促進細胞凋亡。本研究證實EGCG能夠抑制U251細胞的增殖，并且這一抑制作用隨著EGCG濃度增大而增強。有研究報道，EGCG能夠引起多種腫瘤細胞的周期停滯［3］，但至于是引起G1期還是G2/M期停滯，依據(jù)細胞不同而不同，較低濃度的EGCG即能引起細胞周期停滯［3］。另外，G2/M期停滯可以引起細胞調(diào)亡，起到抑制腫瘤的作用。研究發(fā)現(xiàn)，在人類膠質(zhì)瘤組織中SHP1因為啟動子區(qū)高度甲基化而表達被沉默，并且發(fā)現(xiàn)SHP1啟動子區(qū)甲基化水平與膠質(zhì)瘤的惡性程度密切相關［4］。本研究發(fā)現(xiàn)，EGCG能夠使膠質(zhì)母細胞瘤的SHP1啟動子序列內(nèi)的CpG島去甲基化，并從轉(zhuǎn)錄水平提高SHP1的表達。事實上，SHP1確實能夠通過啟動子區(qū)去甲基化的改變而調(diào)節(jié)表達［11］。當膠質(zhì)母細胞瘤細胞中SHP1表達升高，細胞增殖受到抑制。因此，EGCG引起SHP1的表達升高可能會在膠質(zhì)瘤細胞凋亡中起作用。由此推測，EGCG是通過表觀遺傳調(diào)節(jié)作用，使SHP1啟動子區(qū)去甲基化調(diào)節(jié)其表達，從而起到抑制膠質(zhì)瘤細胞增殖的作用。另外，異常的DNA甲基化狀態(tài)也有可能由組蛋白修飾狀態(tài)所調(diào)節(jié)，特別是組蛋白賴氨酸的乙酰化。EGCG能夠抑制CBP/p300，從而通過抑制組蛋白乙酰化轉(zhuǎn)移酶削弱組蛋白的乙?；癄顟B(tài)。

綜上所述，EGCG可能通過引起人腦膠質(zhì)瘤U251細胞SHP1啟動子區(qū)去甲基化使SHP1的表達增加，從而抑制U251細胞增殖。此為表觀遺傳途徑治療膠質(zhì)瘤提供了依據(jù)，也為SHP1作為膠質(zhì)瘤的治療靶點提供了線索。

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·基礎研究·

Influence of EGCG on SHP1 expression in human glioblastoma U251 cell line

WU Bing-shan，CHENG Hong-wei，WANG Wei-hong，LI Zhi-fan，XIE Yu-huan，HE Hao-yuan，YANG Lu-lu，DONG Hao
(The First Affiliated Hospital of Anhui Medical University，Hefei 230032，China)

Abstract:Objective To observe the SHP1 expression changes and methylation in the promoter region of human glioblastoma U251 cell line after the treatment of Epigallocatechin Gallate(EGCG)，and to investigate the effect and mechanism of EGCG on the cell proliferation of U251 cell line.Methods U251 cells in the logarithmic phase were treated by different concentrations of EGCG.The cell proliferation was detected by CCK-8.The SHP1 gene and protein expression of U251 cells was evaluated by RT-PCR or Western blotting.MSP was used to testify methylation in the promoter region of SHP1 after EGCG treatment.Results After the treatment of different concentrations of EGCG，the proliferation of U251 cell was inhibited，and the inhibitory effect was in a concentration-dependent manner.The SHP1 mRNA and protein expression was elevated in U251 cells，and the promoter methylation of SHP1 was reversed from hypermethylation to hypomethylation.Conclusions EGCG may increase SHP1 expression by causing the methylation in the promoter region of SHP1 of the human glioblastoma U251 cell line，and thus inhibit the proliferation of U251 cell.

Key words:glioblastoma; Epigallocatechin Gallate; cell proliferation; protein tyrosine phosphatase; DNA methylation

(收稿日期:2015-03-12)

通信作者簡介:程宏偉(1975-)，男，主任醫(yī)師，研究方向為腦部腫瘤的發(fā)病機制及臨床治療。E-mail: chw001@163.com

作者簡介:第一吳炳山(1985-)，男，主治醫(yī)師，研究方向為膠質(zhì)瘤發(fā)病機制及臨床治療。E-mail: wubingshan@ gmail.com

文章編號:1002-266X(2015)21-0020-04

文獻標志碼:A

中圖分類號:R739.41

doi:10.3969/j.issn.1002-266X.2015.21.007