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ATRA对甲状腺鳞癌细胞株SW579细胞CDK4、CyclinD1、Rb表达的影响

2021-02-05 来源:爱go旅游网
山东医药2011年第5l卷第52期 ATRA对甲状腺鳞癌细胞株SW579细胞 CDK4、CyclinD1、Rb表达的影响 张秀梅。刘超,闫纪亮,赵颂,王翠瑶。肖建英 (辽宁医学院,辽宁锦州121001) 摘要:目的观察全反式维甲酸(ATRA)对甲状腺鳞癌细胞株SW579细胞CDK4、CyclinD1、Rb表达的影响,以 探讨其抑癌机制。方法分别以终浓度为1O~、10~、5×10~、10 molfL的ATRA作用SW579细胞株,对照组加 入5 l无水乙醇,各组细胞均在培养24 h后加药。继续培养48 h,RT-PCR、Western blot检测SW579细胞CDK4、 CyclinD1、Rb mRNA及其蛋白的表达。结果ATRA作用后,RT—PCR检测结果表明,经不同浓度ATRA处理的细胞 CDK4、Rb mRNA表达水平没有明显变化;CyclinD1的表达明显下调;Western blot检测结果表明经不同浓度ATRA 处理的细胞CDK4蛋白表达水平没有明显变化,pRb蛋白的磷酸化水平明显下降,CyclinD1蛋白表达水平明显下 降。结论ATRA在一定浓度范围内可能通过下调甲状腺鳞癌细胞株SW579细胞CyclinD1的表达及Rb蛋白的磷 酸化水平抑制细胞增殖。 关键词:全反式维甲酸;甲状腺肿瘤;SW579;CDK4;CyclinD1;pRb , 中图分类号:R736.1 文献标志码:A 文章编号:1002-266X(2011)52-0007-03 Effects of ATRA on expressions of CDK4,CyclinD1,Rb in thyroid squamous celI carcinoma cellIine SW579 ZHANG Xiu-mei,HU Chao,YAN Ji-liang,ZHAO s帆g,WANG Cui—yao.XIAO Jian—ying (Liaoning Medial College,Jinzhou 121000,P.R.China) Abstmct:Objective To observe the effects of all-trans retinoic acid(ATRA)on the expression of CDK4,CyclinD1 and Rb gene of thyroid squamous cell carcinoma cell line(SW579)SO as to explore its mechanism.Methods The cells were randomly divided into control group and ATRA groups treated tIl different dose of ATRA f ifnal concentration of 10_。,l0一,5 X 10_。。,10_。moVL).After 24 hours,5 absolute lacohol nad the different concentrations ofATRA were added.After 48 hours,CDK4,CyclinD1 and Rb mRNA expression levels were determined by RT·PCR.CDK4,CyclinD1 and pRb protein expression levels were determined by Western blot.Results After cells were treated with ATRA.the mRNA expression of CDK4 and pRb were not increased;the mRNA expression of CyclinD1 was descreased;distinct chan— ges in the expression of CDK4 protein was not observed;the expression of CyclinD1 protein was descreased;the level of pRb protein phosphorylation was descreased.Condusions ATRA Can inhibit the proliferation of thyroid squmaous cell c ̄cinoma cell line in a dose—dependent manner.The mechanism may be related with decreasing of CyclinD1,pRb mRNA nad protein expressions. Key words:all-trans retinoic acid;thyroid neoplasms;SW579;CDK4;CyclinD1;pRb 目前研究表明,CychnD1、CDK4表达异常及Rb蛋 们于2O09年10月一2010年8月进行本实验,用ATRA 白的磷酸化状态与多种恶性肿瘤的发生和发展有 处理甲状腺鳞癌细胞株SW579,应用RT-PCR及West— 关¨]。我们以往的研究 表明,全反式维甲酸(ATRA) elTl blot方法检测加入ATRA前后细胞周期因子cy— 能够抑制SW579细胞生长,并将细胞阻滞于G。期;同 clinD1、CDK4、pRb表达的变化,以期进一步了解ATRA 时在mRNA水平上调P21及RARI3的表达。P21及 抑制甲状腺鳞癌细胞增殖的分子机制。 RARI3是否通过调控细胞周期相关蛋白CyclinD1、 1材料与方法 CDK4、Rb的表达水平从而阻滞细胞周期还不明确。我 1.1主要试剂.ATRA、L15培养液、RT.PCR试剂 盒(大连宝生物)、TRIzol试剂(Gibco BRL)、兔抗人 基金项目:辽宁省教育厅重点实验室项目(LS2010101)。 CyclinD1、CDK4、Rb磷酸化多克隆抗体均购自美国 }通讯作者,E—mail:xiaojianying6886@yahoo.corn.cn Santa Cruz公司,辣根过氧化物酶偶联的IgG购自北 7 山东医药2011年第51卷第52期 京中杉金桥生物技术有限公司,PCR扩增仪(德国 含5%BSA的TBS(pH 7.4)将滤膜于室温摇动温育 Eppendorf公司),Sunrise自动酶标检测仪(瑞士TE。 CAN公司)。 2 h进行封闭,封闭后的滤膜冉分别与CyclinD1、 CDK4、pRb磷酸化抗体(稀释比为1:200)4 温育 过夜。经TFBS洗涤后,辣根过氧化物酶偶联的IgG 作为二抗(稀释比为1:5 000)室温温育2 h,洗膜后 使用ECL发光法显色,内参采用3-aetin。扫描x光 1.2细胞培养与观察 甲状腺鳞癌细胞株SW579 购自上海生命科学院细胞和生物化学研究所。培养 于L15培养液中,饱和湿度、37℃、无CO 的条件下 进行传代培养。当细胞处于对数生长期时以1O 个"/ml浓度接种于25 em 的培养瓶,24 h后待细胞 贴壁后给药,使ATRA终浓度分别为10~、10~、5 片,计算机软件处理,进行密度分析,计算灰度值。 1.5统计学方法应用SPSS13.0统计软件,各组 数据以 ±s表示,多样本均数检验采用方差分析, 以P≤0.05为差异有统计学意义。 2 结果 ×10~、10~mol/L,对照组加入5 l无水乙醇[乙 醇浓度小于0.1%(V/V)]。 1.3半定量RT-PCR检测CDK4、CyelinD1、Rb基因 mRNA的表达 采用TRIzol一步法提取细胞总 2.1 ATRA对SW579细胞CDK4、CyelinD1、Rb基 因mRNA表达的影响 与空白对照组比较,ATRA 组在一定浓度(10一 ~10。mol/L)范围内随着药物 浓度的增加,CychnD1 mRNA表达水平逐渐下降,且 呈剂量依赖性(P<0.05),但CDK4、Rb mRNA表达 水平没有明显变化,见表1、图1~3。 表1 CDK4、CyclinD1、Rb mRNA的表达水平(X+-.S,n=3) 组别 CDK4/13.-actin CyelinD1/13-aetin Rb/[3-,aetin RNA。使用AMV逆转录酶合成cDNA第1链,在 Taq酶的作用下进行PCR的扩增。CDK4的循环条 件:94℃2 min、94℃变性30 S、55℃30 S、72℃1 min(30个循环),72 oC 5 min;CyclinD1的循环条 件:94℃2 min、94℃变性30 S、58 cC 30 S、72 oC 1 min(30个循环),72℃5 min;Rb的循环条件:94℃ 2 min、94 oC变性30 S、60 oC 30 S、72℃1 min(30个 循环),72 oC 5 min;B—actin的循环条件:94 cc 2 min、94 qC变性30 S、55℃30 S、72 cc 1 min(30个循 环),72℃5 min。取PCR产物1O l进行琼脂糖凝 胶电泳并拍照,应用凝胶图像分析管理系统进行灰 度测量,mRNA的表达水平以每一样品与其内参B. actin灰度比值表示。PCR引物序列及扩增片段长度 如下:CDK4上游引物5 .TGATGCGCCA qG哪ETA. AGAGG一3 ,下游引物:5 一GGTCGGCTTCAGAG_TrI’C. CACA-3 ,扩增片段长度308 bp。CyclinD1上游引物: 5 .GAAAGTAGGGACCTCAGAGG.3 ,下游弓l物:5 .CT-. 图1各组细胞CDK4 mRNA的表达水平 GTccTcccTcAcAcGTcA.3 ,扩增片段长度577 bp。 Rb上游引物:5 .TACCTAGCTCAAGGGTTAAT一3 ,下 游引物:5 .TAGCCATATCCACATGAATG.3 ,扩增片段 长度300 bp。B.actin上游引物:5 .GGGAAATCGT. GCGTGACAT.3 ,下游弓I物:5 .CAGGAGGAGCAAT. GATCTI'..3,扩增片段长度384 bp。B.-actin上游引 物:5'-TGACGGGGTCACCCACACTGTGCCCATCTA-3 , 下游引物:5 一CTAGAAGCATITGCGGTGGACGATG- 图2各组细胞CyciinD1 mRNA表达水平 GAGGG.3 ,扩增片段长度661 bp。 1.4 Western blot检测CDK4、CyclinD1、pRb蛋白的 表达用蛋白裂解液提取对数生长期细胞总蛋白, 图3各组细胞Rb mRNA表达水平 注(图1~3):M为Marker(100 bp ladder);1为空白对照组;2为乙 醇对照组;3为10一 mol/L ATRA组;4为10~moL/1 ATRA组;5为5× 10一 mol/LATRA组;6为10一 mol/LATRA组 采用BCA蛋白测定试剂盒蛋白浓度。总蛋白一2O qC或一80℃保存备用。电泳前加入SDS样品缓冲 液,100 oC煮沸5 min,离心后上样,10%SDS-PAGE 电泳分离,然后将蛋白转至硝酸纤维素膜上,之后用 8 山东医药2011年第51卷第52期 2.2 ATRA对SW579细胞CDK4、CyclinD1、pRb蛋 调甲状腺鳞癌SW579细胞Rb蛋白的磷酸化水平, 与文献报道相一致。提示ATRA抑制Sw579细胞 B 白表达的影响 与对照组比较,ATRA组在一定浓 度(10~~10 mo ̄L)范围内,随着药物浓度的增 加,CyclinD1蛋白表达水平、Rb蛋白的磷酸化水平 一 肪肪 . 一量 研究证实ATRA抑制MEPM细胞增殖,下调Cy— clinD1、Rb蛋白的磷酸化水平,依赖于P21的表达, 增殖与下调Rb蛋白的磷酸化水平有关。Yu等 逐渐下降,且呈剂量依赖性(P<0.05),但CDK4蛋 白表达水平没有明显变化,见表2、图4。 表2 CDK4、CycllnDl、pRb蛋白的表达水平(i±s,n=3) 组别 CDK4/13.actin CyelinD1/l ̄.aetin pP,b/ ̄一actin Cyclin D1 32kD 33ld) 105kD 42kD l Z 4 5 图4 Western blot检测细胞周期相关蛋白表达 注:1为对照组;2为10一 mol/L ATRA组;3为10~moL/L AT— RA组;4为5×10一 mol/L ATRA组;5为10一 mol/L ATRA组 3讨论 本实验中,ATRA在mRNA和蛋白水平都下调 了SW579细胞CyclinD1的表达,并呈剂量依赖性, 该结果与文献报道_3 相一致。提示ATRA抑制 SW579细胞增殖与其下调CyclinD1的表达有关。 Rb是一个抑癌基因,非磷酸化(或低磷酸化) 形式为活性型,能促进细胞分化,抑制细胞增殖。 Rb蛋白的磷酸化程度与细胞周期密切相关,Rb蛋 白通过结合或释放转录因子E2F来控制检测点进 而控制细胞周期。E2F是一类激活转录作用的活性 蛋白,控制着s期的重要蛋白质(包括DNA合成 酶)的合成。低磷酸化的Rb蛋白与E2F结合,使 E2F处于非活化状态,从而抑制相关蛋白质的合成, 抑制细胞分裂;高磷酸化的Rb蛋白释放E2F,促使 细胞进入细胞周期。有研究表明,ATRA能够降低 胃癌细胞株BGC-823、SGC_7901、MKN-45 Rb蛋白 的磷酸化水平 J,在MEPM细胞中,ATRA能够下调 Rb蛋白的磷酸化水平,并降低CyclinD1、E蛋白的 表达【 。本研究证实,ATRA在一定浓度范围内下 并需要维甲酸受体的参与,支持我们的结果_2 J。 综合以往研究,我们认为ATRA抑制SW579细 胞增殖的机制可能是通过高表达的RARB与P21 启动子上的维甲酸反应元件结合,促进P21的表达。 P21下调了CyclinD1的表达,抑制CDK4的活性,从 而使Rb蛋白的磷酸化水平降低,低磷酸化的Rb蛋 白与E2F结合,使E2F处于非活化状态,从而抑制 相关蛋白质的合成,抑制细胞分裂,将细胞阻滞于 G。期,从而抑制SW579细胞的增殖。这种抑制机 制是否也存在于其他甲状腺癌细胞中,本研究室还 在进一步研究中。 参考文献: [1]付锦艳,潘晓琳,杨安强.细胞周期调控相关蛋白Cyclin D1、 CDK4和pRb在新疆维吾尔族妇女宫颈癌中的表达及意义[J]. 肿瘤防治研究,2009,36(11):969-972. [2]肖建英,李男,张秀梅,等.ATRA对甲状腺鳞癌细胞生长及 RARB和p21mRNA表达的影响[J].肿瘤防治研究,2010,37 (7):759-762. [3]Chang Q,Chen Z,You J,et 1a.All—trails-retinoic acid induces cell growth arrest in a human medulloblastoma cell line[J].J Neuroon- col,2007,84(3):263-267. [4]Jia X,Liu B,Shi X,et a1.Inhibition of benzo(a)pyrene·induced cell cycle progression by all—trans retinoic acid partly through cyclin D1/E2F一1 pathway in human embryo lung fibroblasts[J].Cell Biol Int,2006,30(2):183-189. [5]Huang M,Liu W,Li C,et a1.The effect of sodium butyrate in combination with ATRA on the prolifemtior#diferentiation of SKM· 1[J].J Huazhong Univ Sci Technolog Med Sci,2004,24(4): 334-337. [6]Wu Q,Chen Z,Su W.Growth inhibition of gastric cnacer cells by all—trans retinoic acid through arresting cell cycle progression[J]. Chin Med J(Eng1),2001,114(9):958-961. [7]Yu ZL,Lin JX,Xiao Y,et a1.Retinoic acid induced cell cycle O1"- rest and apoptosis in mouse embryonic palatla mesenchymal cells [J].Wei Sheng Yah Jiu,2005,34(5):566-569. 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