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2024-07-29 作者:

第38卷 第4期2012年7月吉 林 大 学 学 报 (医 学 版)

)JournalofJilinUniversitMedicineEdition    y(

Vol.38No.4 

Jul.2012

649

)文章编号]671587201204064904  [ 1-Ⅹ(--RNA干扰IDH2基因对HCT8细胞增殖能力的影响-徐晓芳1,宋晗星*,邢沈阳1,吕 强2,高江明2,赵 娜2,常 乐2,高 峰1,

宫鹏涛2,李建华2,张国才2,张西臣2

(吉林大学畜牧兽医学院动物科学系,吉林长春11.30062;)吉林大学畜牧兽医学院预防兽医系,吉林长春12.30062

[)摘 要]对结肠癌HCNA干扰(RNAiT8细胞IDH2基因表达的抑制作用及干扰后对HCT8细 目的:研究R--胞增殖的影响,为结肠癌的基因靶向治疗提供理论依据。方法:实验分siRNA干扰质粒转染组、阴性质粒对照//组和HCT8细胞空白对照组。构建靶向基因IDH2的siRNA真核绿色荧光载体重组质粒PGPU6GFPNeo--IDH2,利用FuGENE HD转染剂转染HCT8细胞,通过荧光定量PCR检测IDH2mRNA的表达情况及MTT-法检测结肠癌HCT8细胞增殖变化。结果:在荧光显微镜下进行细胞计数,细胞转染率为74%。实时荧光定量-//PCR检测,siRNA重组质粒PGPU6GFPNeoIDH2对IDH2基因表达的抑制率为85.02%,与空白对照组比较-。MT。差异有统计学意义(P<0.05)T检测,干扰质粒转染组细胞的增殖能力明显低于空白对照组(P<0.05)结论:抑制IDH2基因的表达可影响结肠癌细胞的增殖能力,提示IDH2基因在结肠癌的发生发展中起重要作用,抑制IDH2基因的表达可能成为一种治疗结肠癌的方法。[关键词]NA干扰;IDH2基因;人结肠癌HCT8细胞 R-[中图分类号]文献标志码]78  [ Q A

InfluenceofIDH2onroliferationofcolon     p

cancercellsHCT8bsiRNA  -y 

11222*,,XU XiaofanSONG HanxinXINGShenLV QianGAOJianinZHAO Naan-- - -mg,gg,gg,yg,212222

,,,CHANGLeGAOFenGONGPentaoLIJianhuaZHANGGuocaiZHANGXichen   - - - , -g,g

(,C,,1.DertmentofAnimalScienceolleeofAnimalScienceandVeterinarMedicineJilinUniversit         pgyy ;2,CChanchun130062,China.DearmentofPreventiveVeterinarMedicineolleeofAnimalScience       gpyg 

,,)andVeterinarMedicineJilinUniversitChanchun130062,China   yyg 

:O)AbstractbectiveoanalzetheinhibitoreffectofRNAinterference(RNAiontheexressionofIDH2gene T          yypj coloncancercellsHC78andtheinflunceintheofcoloncancercellsinvitro,andtoaroliferationrovideof    -              ppbasisforcoloncancertaretedthera.Methods TheexerimentwasdividedintosiRNAtheoreticallasmid            gpypp,ntransfectioneativecontrolandHCT8cellscontrolrecombinantwhichcontainedlasmidrous.Thelasmid    -      gpgpp//)thesiRNAoftheIDH2geneinthefluorescenceeukaroticvector(PGPU6GFPNeoIDH2andtheneativereen          -  yggcontrolwereconstructedandthentheweretransfectedintocoloncancercellsbusinFuGENE HDTransfection            yyg   roliferationexressionofIDH2genemRNA wasdetectedbrealtimePCR.TheabilitiesofcolonReaent.The      -     pgpy ,tcellsweredetectedbMTT.Results Countedbfluorescencemicroscoehetransfectionrateofcellscancer          yyp  //was74%.TheinhibitorrateofIDH2mRNAinPGPU6GFPNeoIDH2grouwas85.02%,whichhad      -  yp  [收稿日期] 20120411--[;吉林省科技厅科技发展计划项目资助课题(基金项目] 国家“973”项目资助课题(2006CB910505)20101585,

)2003055025,20106044

[,女,辽宁省辽阳市人,在读动物科学硕士,主要从事肿瘤遗传学研究。作者简介] 徐晓芳(1986-)[:0,E-m:x);通信作者] 邢沈阳(Tel43187835138ailinsahoo.com.cn-@ygy

:0,E-m:x)张西臣(Tel43187836155ailczhanlu.edu.cn-@gj

650

吉林大学学报(医学版)8卷 第4期 2012年7月 第3

),sinificantdifferencecomaredwithHCT8cellscontrolrouP<0.05.Comaredwithneativecontrolrou    -      gppggp(gp)roliferationtheabilitofcoloncancercellswasdeceasedbMTTassaP<0.05.ConclusionInhibitionofthe            pyyy(  roliferationlasexressionofIDH2genecaninfecttheabilitofcoloncancercells.ItshowsthatIDH2genea               ppypy inthedevelomentofcoloncanceranditmabebeneficialinfindinanewtheraforcoloncancer.role                pygpy   :R;;KewordsNAinterferenceIDH2genecoloncancercellsHCT8    -y 

  结肠癌是常见恶性肿瘤之一,在消化道肿瘤中

的发病率仅次于胃癌[

1-2]。据世界流行病学调查显示:目前我国结肠癌的发病率低于发达国家,但由于近年来环境及饮食结构的改变,其发病率呈明显上升趋势,成为人们健康的另一大杀手,因此对结

肠癌的研究也逐渐成为医学研究的热点之一[

3-4]。国内外学者研究发现:能量代谢在癌症的发生过程中起重要作用,其中三羧酸循环的3种酶:琥珀酸脱氢酶、延胡索酸酶和异柠檬酸脱氢酶(isocitrate dehydrog

enase,IDH)在癌症中均可发生突变。如琥珀酸脱氢酶的突变可引起副神经节瘤和嗜铬细胞瘤的发生;延胡索酸酶的突变可导致肾

癌和平滑肌瘤[5-6];而IDH酶突变可产生神经胶质

瘤和急性髓性白血病。分析其原因,在于这些突变可能通过激活原癌基因或消除抑癌基因的途径导致

癌症的发生。Jenning

s等[7]

研究发现:IDH2酶位于线粒体内参与三羧酸循环并提供能量,IDH2的突变可导致正常酶作用和功能的获得性降低,从而导致α-酮戊二酸降低、D-2-羟戊二酸增加,而这可能是结肠癌发生的诱因之一。目前国内外对IDH2基因的研究仅限于神经胶质瘤和急性髓性白血病等癌症中,在结肠癌中的作用尚未有相关报道。本实验拟应用RNA干扰(RNAi)技术,抑制DH2基因在结肠癌细胞中的表达,观察IDH2抑制后细胞的增殖变化,探索IDH2基因在结肠癌发生与发展中的作用,从而为结肠癌的诊断及治疗探索出新的靶基因。 材料与方法

.1 主要试剂 靶向基因IDH2siRNA干扰质粒由上海吉玛制药技术有限公司设计构建合成;大肠杆菌DH5α质粒小提试剂盒和凝胶回收试剂盒购自天根生化科技有限公司;细胞总RNA抽提试剂Trizol购自Gibco-BRL公司;BioEasy TaqmanCR Magic Mix试剂盒购自杭州博日公司;人结肠癌HCT-8细胞由本实验室保存。.2 干扰质粒的构建 由上海吉玛制药技术有限公司根据BC071828基因序列设计并合成siRNA

干扰质粒,命名为PGPU6/GFP/Neo-IDH2,siRNA阴性对照质粒命名为PGPU6/GFP/Neo-IDH2-shNC。1.3 人结肠癌HCT-8细胞的瞬时转染 用含10%标准胎牛血清的RPMI-1640培养基(购自Invitrogen Life Technologies公司),在37℃、5%CO2条件下培养H

CT-8细胞,取对数生长期的细胞进行实验。待细胞融合度达60%~70%后弃去上清液,加入室温孵育20min后的干扰质粒与FuGENE HD转染剂(购自Roche Applied Science公司)的混合溶液(质粒FuGENE∶HD转染剂=7μg∶4μ

L)及不含胎牛血清的RPMI-1640培养基,37℃、5%CO2条件下培养6h。弃去培养基,加入含10%标准胎牛血清的RPMI-1640培养基,继续培养18h。在倒置显微镜下观察细胞内绿色荧光表达情况,并比较转染siRNA干扰质粒组、阴性对照质粒组和HCT-8细胞组的变化,记录绿色荧光表达量及检测瞬时转染情况。

1.4 实时荧光定量PCR标准品的制备 分别提取各组细胞总RNA,测定各组RNA浓度,并将其调整一致。按BioRT Two Step RT-PCR kit反转录试剂盒(购自BioFlux,Hangzhou,China公司)说明书,将RNA逆转录成相应的cDNA,根据IDH2基因cDNA序列设计引物,上游引物:5′-CAAAAACATCCCACGCCTAGTC-3′,下游引物:5′-CCCGGTCTGCCACAAAGT-3′。PCR条件:95℃、5min;95℃、30s,59℃、30s

,72℃、30s,30个循环;72℃、10min。用1%琼脂糖凝胶电泳分离回收目的片段,将纯化的PCR产物与pMD-18T载体(购自BioFlux,Hangzhou,China公司)连接,转化大肠杆菌DH5α

,涂板,挑取阳性克隆,摇菌,经PCR鉴定并测序。提取重组质粒DNA,纯化并测其浓度,以此作为荧光定量PCR标准品。

1.5 实时荧光定量PCR检测抑制效果 分别提取各组细胞总RNA,按BioRT Two Step RT-PCRkit反转录试剂盒说明书将RNA逆转录成相应的cDNA,-80℃冻存备用。PCR引物序列同上,根

I11P1徐晓芳,等.NA干扰IDH2基因对HCT8细胞增殖能力的影响 R-651

据PCR扩增基因序列设计特异性探针,序列为5′-CCATGGCGACCAGTACAAGGCCA-3′。荧光定量PCR反应采用50μL体系,其中,2×TaqmanMix 25μL,Tap聚合酶2μL,10μmol·L-1探针1μL,上下游引物各1.5μL,待测样品cDNA3μL,ddH2O 

17μL。反应条件:95℃、2min;95℃、15s,62℃、40s,40个循环。每份样本均

行5复孔检测,取其循环阈值(Ct)均值。1.6 MTT法检测细胞增殖情况 将细胞分为

siRNA干扰质粒转染组、阴性质粒对照组和HCT-8细胞空白对照组。每组细胞用含10%胎牛血清的RPMI-1640培养液配制单细胞悬液,接种到96孔板(每孔200μL,含4×10

个细胞),每组12个孔重复,实验重复3次。37℃、5%CO2

孵育培养12~24h后,每孔加20μL MTT溶液,继续孵育4h,终止培养;小心弃去孔内上清液。每孔加150μL 

DMSO,振荡10min,使结晶物充分溶解。利用酶联免疫监测仪测定各孔490nm波长下吸光度(A)值。以时间为横坐标,A值为纵坐标绘制细胞生长曲线。

1.7 统计学分析 应用SPSS 13.0统计学软件进行统计学分析,IDH2基因mRNA表达水平以x±s表示,组间比较采用方差分析(ANOVA)。2 结 果

2.1 重组质粒瞬时转染细胞效率 在倒置荧光显微镜下观察转染48h后的HCT-8细胞,可见部分细胞带绿色荧光,表明带有PGPU6/GFP

/Neo-IDH2的重组质粒已成功转染入HCT-8细胞。通过细胞计数,计算转染效率为74%(

图1,见封二)。

2.2 实时荧光定量PCR检测IDH2基因 以重组质粒DNA为模板,PCR鉴定目的片段克隆正确,测序分析结果与目的基因同源性为100%,表明该基因已成功克隆(图2

)。  实时荧光定量P

CR技术检测IDH2基因表达水平,通过SPSS 13.0软件分析结果,得出siRNA干扰质粒对IDH2基因表达的抑制率为85.02%。siRNA干扰质粒转染组中IDH2基因的表达量(2.985±0.100)与空白对照组(25.328±0.920)比较明显下降(P<0.05),说明siRNA质粒对IDH2基因的干扰效率较高;阴性质粒对照组中IDH2基因的表达量(19.910±0.810)与HCT-8细胞空白对照组比较差异无统计学意义

(P>0.05

)。图2 PCR扩增IDH2基因目的片段

ig.2 The amplificantion of IDH2gene fragment by 

PCRM:DL 2 000marker;Lane 

1:IDH2gene..3 HCT-8细胞增殖检测 通过多次重复测量,以细胞增殖活性(A值)的平均数为纵坐标,以时间为横坐标绘制生长曲线。结果显示:siRNA干扰质粒转染组的细胞相对增殖率(40.42%)低于

阴性质粒对照组(90.33%),阴性质粒对照组与HCT-8细胞空白对照组比较差异无统计学意义(P>0.05),表明IDH2基因的表达可以抑制HCT-8细胞生长(图3)。图3 各组细胞增殖活性比较

ig.3 Comparison of the proliferation ability of the cellsetween various group

s:siRNA plasmid transfection group;2:Negative plasmid controlroup

;3:HCT-8cells control group. 讨 论

IDH2基因是编码IDH的基因,定位于人染

色体15q26.1上[8]

。由于IDH可催化异柠檬酸氧化生成草酰琥珀酸,然后进一步氧化脱羧生成α-酮戊二酸;而在线粒体中,IDH2还可把NADP(+)作为辅助因子形成NADPH,因此该酶在三羧酸循环及谷胱甘肽生成中起十分重要的作用。

F2Fb1g3652

吉林大学学报(医学版)8卷 第4期 2012年7月 第3

[4]吕 强,邢沈阳,赵志辉,等.结肠癌的研究现状及

]):1展望[J.中国实验诊断学,2009,13(81341137.-[]K5inA,SelakMA,GottliebE.Succinatedehdroenaseand    gyg 

:lfumaratehdrataseinkinmitochondrialdsfunctionand   ygy ],2):4J.Oncoene006,25(346754682.cancer[-g[]Y6anH,BinerDD,VelculescuV,etal.Mutantmetabolic     g

],2enzmesareattheoriinofliomas[J.CancerRes009,       ygg):969(241579159.-[,M7]JenninsGT,MinardKIcAlister-HennL.Exression   gp

utenesisfammaliantosolicDP+-secificand m o m c NAgyp],1:isocitratedehdroenase[J.Biochemistr997,36(44) ygy1374313747.-[]Z8haoS,LinY,Xu W,etal.Gliomaderivedmutationsin      

IDH1dominantlinhibitIDH1catalticactivitandinduce   yyy  ],2):21alha[J.Science009,324(592461265.HIF--p[]D9anL,WhiteDW,GrossS,etal.CancerassociatedIDH1   - g 

,2mutationsroduce2hdroxlutarate[J].Nature009,  -pyyg):9465(730066.

[]G10rossS,CairnsRA,MindenMD,etal.Cancerassociated    -hdroxlutarateccumulatesncutemetabolite 2- a i ayygmeloenousleukemiawithisocitratedehdroenase1and2      ygyg],2):3mutations[J.JExMed010,207(239344. -p []W,W11ardPS,PatelJiseDR,etal.Thecommonfeatureof       

leukemiaassociatedIDH1andIDH2mutationsisaneomorhic-     penzmectivitonvertinlha-ketolutarateo a tyygpg c a],2:2hdroxlutarate[J.CancerCell010,17(3)252- -yyg234.

[12]ZhaoS,LinY,Xu W,etal.Gliomaderivedmutationsin     

IDH1dominantlinhibitIDH1catalticactivitandinduce   yyy  ],2):21alha[J.Science009,324(592461265.HIF--p[]P13arsonsDW,Joneshantl.Annterated  S,Z a igg X,e

analsisofhumanlioblastomamultiforme[J].enomic     gyg

,2):1Science008,321(58978071812.-[]Y14anH,Parsonsintl.IDH1andDH2  DW,J G,e a I

],2:mutationsinliomas[J.NEnlJMed009,360(8)     gg765773.-完整的IDH活性可保护细胞免于氧化应激,而突变的IDH与异柠檬酸的亲和力降低,且突变体催化α-酮戊二酸,最终导致α-酮戊二酸的供应减少

[]911-。α-酮戊二酸的减少又可导致促进肿瘤生

长的厌氧诱导因子水平显著升高,因而诱发肿瘤。目前已有研究证实:细胞内编码NADP(+)依赖性IDH亚型基因IDH1和IDH2的突变可促进

12]

;并且发现I肿瘤发生[DH1和IDH2在WHOⅤ

级的神经胶质瘤、WHOⅡ级和Ⅲ级的星状细胞瘤

等脑瘤中经常发生突变要作用。

[]1314-。以上这些研究成果提

示:IDH2基因可能在肿瘤的发生发展过程中起重

本实验应用RNAi技术,构建IDH2基因的特异性干扰质粒,转染结肠癌HCT8细胞,观察-IDH2基因的表达及对HCT8细胞的增殖影响。-通过荧光定量PCR对其mRNA表达量进行检测,结果显示:IDH2mRNA表达量明显降低(P<),表明I0.05DH基因已被转染的siRNA重组质粒成功抑制。进一步通过MTT检测结果显示:沉默IDH2基因后HCT8细胞的增殖速度明显降低,-说明IDH2基因对HCT8细胞的体外增殖有显著-的抑制作用。根据本实验结果及国内外学者的研究推测:IDH2基因有可能成为结肠癌诊断及治疗的一个新的靶基因。

[参考文献]

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]HCT8细胞增殖能力的影响[J.吉林大学学报:医学版,-):22011,37(231235.-[]王玺皓,龙汉安.RNA2i技术在结肠癌研究与治疗方面的

]):9应用[J.西南军医,2009,11(516918.-[]姜跃龙,许 乐.熊去氧胆酸与结肠癌研究进展[]3J.临床药

):4物治疗杂志,2010,8(1951.-008级*吉林大学白求恩医学院临床医学系五年制2

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