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背景:生物钟基因Per2在包括口腔鳞癌的多种癌症中表达异常,并能通过调控细胞增殖和凋亡的改变促进癌症的发生发展。然而,Per2在口腔鳞癌中的调控机制尚不清楚。
目的:本研究从体内外探究生物钟基因Per2在口腔鳞癌中的表达、机制和功能。
方法:用RT-PCR和westernblotting检测正常口腔上皮细胞HOMEC和三株口腔鳞癌细胞株(CAL27、SCC15和TSCCA)中Per2的表达水平;对Per2表达量相对最低的口腔鳞癌细胞株TSCCA行过表达,对Per2表达量相对最高的口腔鳞癌细胞株CAL27行干扰,将不含Per2片段的scramble质粒病毒转染的TSCCA和CAL27细胞作为阴性对照组,无特殊处理的TSCCA和CAL27细胞作为空白组;用westernblotting检测过表达和干扰效率;采用CCK-8和MTT检测TSCCA和CAL27细胞存活率;应用流式细胞术和TUNEL实验检测凋亡;用葡萄糖和乳酸试剂盒分别检测细胞葡萄糖产生和乳酸生成效率;用酶活性检测试剂盒分别检测糖酵解三大关键限速酶(HK、PK和LD)活性;通过westernblotting检测PI3K、AKT、p-AKT、HK2、PKM2和LDHA蛋白表达水平;在Per2过表达的TSCCA细胞中加入AKT激活剂,在Per2沉默的CAL27细胞中加入糖酵解抑制剂,分别进行功能回复实验;运用Per2过表达后的口腔鳞癌细胞行体内成瘤实验,记录体内成瘤的体积、重量及生长速度,用RT-PCR和westernblotting分别检测肿瘤Per2、HK2、PKM2和LDHAmRNA和蛋白表达水平。
结果:与正常口腔上皮细胞HOMEC相比较,CAL27、SCC15和TSCCA中mRNA和蛋白表达均显著降低(P﹤0.05);在口腔鳞癌细胞中,过表达Per2后TSCCA细胞的增殖、葡萄糖摄取量、乳酸产生量和HK、PK及LD的活性显著降低,凋亡显著升高(P﹤0.05),与此同时,PI3K、p-AKT、HK2、PKM2和LDHA蛋白表达量显著降低(P﹤0.05),沉默Per2后CAL27细胞结果与之相反;在过表达Per2的TSCCA细胞中加入AKT激活剂后发现:加入SC79后,糖酵解和增殖显著回复升高,细胞凋亡显著降低(P﹤0.05);在干扰Per2后的CAL27细胞中加入糖酵解抑制剂后发现:加入2-DG后,细胞增殖显著上升,凋亡显著降低(P﹤0.05);裸鼠体内成瘤实验结果显示,过表达Per2能抑制口腔鳞癌肿瘤形成。
结论:生物钟基因Per2低表达能通过激活PI3K/AKT信号通路促进细胞糖酵解,糖酵解的改变进而介导细胞增殖和凋亡的改变,从而促进口腔鳞癌的发生与发展。
目的:本研究从体内外探究生物钟基因Per2在口腔鳞癌中的表达、机制和功能。
方法:用RT-PCR和westernblotting检测正常口腔上皮细胞HOMEC和三株口腔鳞癌细胞株(CAL27、SCC15和TSCCA)中Per2的表达水平;对Per2表达量相对最低的口腔鳞癌细胞株TSCCA行过表达,对Per2表达量相对最高的口腔鳞癌细胞株CAL27行干扰,将不含Per2片段的scramble质粒病毒转染的TSCCA和CAL27细胞作为阴性对照组,无特殊处理的TSCCA和CAL27细胞作为空白组;用westernblotting检测过表达和干扰效率;采用CCK-8和MTT检测TSCCA和CAL27细胞存活率;应用流式细胞术和TUNEL实验检测凋亡;用葡萄糖和乳酸试剂盒分别检测细胞葡萄糖产生和乳酸生成效率;用酶活性检测试剂盒分别检测糖酵解三大关键限速酶(HK、PK和LD)活性;通过westernblotting检测PI3K、AKT、p-AKT、HK2、PKM2和LDHA蛋白表达水平;在Per2过表达的TSCCA细胞中加入AKT激活剂,在Per2沉默的CAL27细胞中加入糖酵解抑制剂,分别进行功能回复实验;运用Per2过表达后的口腔鳞癌细胞行体内成瘤实验,记录体内成瘤的体积、重量及生长速度,用RT-PCR和westernblotting分别检测肿瘤Per2、HK2、PKM2和LDHAmRNA和蛋白表达水平。
结果:与正常口腔上皮细胞HOMEC相比较,CAL27、SCC15和TSCCA中mRNA和蛋白表达均显著降低(P﹤0.05);在口腔鳞癌细胞中,过表达Per2后TSCCA细胞的增殖、葡萄糖摄取量、乳酸产生量和HK、PK及LD的活性显著降低,凋亡显著升高(P﹤0.05),与此同时,PI3K、p-AKT、HK2、PKM2和LDHA蛋白表达量显著降低(P﹤0.05),沉默Per2后CAL27细胞结果与之相反;在过表达Per2的TSCCA细胞中加入AKT激活剂后发现:加入SC79后,糖酵解和增殖显著回复升高,细胞凋亡显著降低(P﹤0.05);在干扰Per2后的CAL27细胞中加入糖酵解抑制剂后发现:加入2-DG后,细胞增殖显著上升,凋亡显著降低(P﹤0.05);裸鼠体内成瘤实验结果显示,过表达Per2能抑制口腔鳞癌肿瘤形成。
结论:生物钟基因Per2低表达能通过激活PI3K/AKT信号通路促进细胞糖酵解,糖酵解的改变进而介导细胞增殖和凋亡的改变,从而促进口腔鳞癌的发生与发展。