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在消化系肿瘤中,胰腺癌因其独有的特点越来越引起人们的重视。胰腺癌的恶性程度较高,在美国,其死亡率居于恶性肿瘤第4位,且有逐年上升的趋势。胰腺癌因起病隐匿、缺乏有效的早期诊断方法,几乎所有的患者在发现时,均已是晚期同时伴有癌细胞的扩散转移,且传统的癌症治疗方法对胰腺癌的病程影响不大。因此,更好地了解胰腺癌发生发展的分子机制从而开发新型的高效分子靶点药物是十分必要的。
组蛋白去乙酰化酶(HistoneDeacetylases,HDACs)根据它们各自与酵母基因的同源性,分为Ⅰ-Ⅳ类。其中,Ⅰ,Ⅱ,Ⅳ类包括11个家庭成员,被称为经典HDACs。HDAC2属于Ⅰ类HDACs。有研究表明,肿瘤细胞中HDAC2的异常表达与疾病的病程和预后不良相关;HDAC2可通过多种机制达到促癌作用,如抑制抑癌基因的表达等。现今已研制出多种HDAC抑制剂用于肿瘤的治疗。
Bax及Bcl-2基因同属Bcl-2家族,两者在调节细胞周期、凋亡和增殖方面有重要作用。其中Bax起促进凋亡的作用,而Bcl-2起抑制凋亡的作用。有许多研究表明,Bax与Bcl-2与胰腺癌病程、临床分期、转移和预后密切相关;应用HDACs抑制剂可引起Bax上调及bcl-2的下调。
截至目前,HDAC2在胰腺癌中的表达及其在胰腺癌中发生发展作用的研究尚无报道,且现有的HDAC抑制剂具有自身局限性,即对于不同的HDACs或细胞株,HDACs抑制剂具有非选择性。而小RNA干扰可以特异且高效地抑制相应基因的表达,所以,我们可以对胰腺癌细胞株中HDAC2表达水平进行检测,并通过RNA干扰技术来了解HDAC2在胰腺癌中的作用,以明确HDAC2siRNA在胰腺癌中的治疗作用,为胰腺癌的靶向治疗提供一个可行的作用位点。
本研究包括两部分内容,现分述如下:
一、HDAC2mRNA在胰腺癌细胞株中的表达
目的:对胰腺癌细胞株中HDAC2mRNA表达水平进行检测,明确其在各胰腺癌细胞株中的表达差异,筛选出表达量最高的细胞株以便于后续实验的研究。
方法:常规培养SW1990、PaTu8988、Panc-1人胰腺癌细胞株,抽提总RNA,采用实时荧光定量PCR(Real-timeRT-PCR)法检测胰腺癌细胞株HDAC2mRNA的表达。
结果:以SW1990胰腺癌细胞株的△Ct值为基线,通过运算得到各组的RQ值,得出SW1990、PaTu8988、Panc-1胰腺癌细胞株中HDAC2mRNA表达量分别为1.0±0.083、3.92±0.71、3.15±0.49。可见PaTu8988胰腺癌细胞株HDAC2mRNA表达量明显高于其余两种胰腺癌细胞株,差异具有统计学意义(P<0.05)。
二、HDAC2siRNA转染对人胰腺癌细胞增殖及凋亡效应的影响
目的:探讨RNA干扰沉默HDAC2基因表达对人胰腺癌细胞增殖和凋亡的影响,了解HDAC2在胰腺癌中的作用。
方法:合成针对HDAC2基因的小干扰RNA(smallinterferenceRNAsiRNA),利用阳离子脂质体将HDAC2siRNA瞬时转染人胰腺癌PaTu8988细胞,采用Real-timeRT-PCR法检测HDAC2基因mRNA的表达;蛋白质印迹(Westernblot)法检测HDAC2基因、Bax与Bcl-2基因蛋白的表达;甲基噻唑(MTT)比色法检测细胞的增殖力;流式细胞术测定细胞凋亡率。
结果:HDAC2siRNA瞬时转染PaTu8988细胞48h后,与对照组和NegativeSiRNA组对比,HDAC2siRNA组的HDAC2基因mRNA和蛋白的表达水平明显下降(P<0.05)。MTT结果显示,空白对照组、20nMNegativesiRNA组、40nMNegativesiRNA组、20nMHDAC2siRNA组、40nMHDAC2siRNA组细胞存活率分别为(100.00±5.67)%、(93.20±6.09)%、(85.12±3.86)%、(68.32±5.70)%、(51.30±5.16)%,HDAC2siRNA组较对照组及NegativesiRNA组细胞增殖率降低,有统计学意义(P<0.01)。流式细胞术检测显示,空白对照组、20nMNegativesiRNA组、40nMNegativesiRNA组、20nMHDAC2siRNA组、40nMHDAC2siRNA组细胞凋亡率分别为(0.96±0.23)%,(1.35±0.20)%,(1.56±0.20)%,(5.02±0.67)%,(8.42±0.75)%,HDAC2siRNA组的细胞凋亡率明显高于其他3组,差异具有统计学意义(P<0.01)。Westernblot结果显示,HDAC2siRNA干扰胰腺癌细胞48h后,20及40nMHDAC2siRNA组Bcl-2蛋白的表达量明显低于NegativeSiRNA组和空白对照组,而Bax蛋白的表达量明显高于NegativeSiRNA组和空白对照组。
通过上述研究,本课题得出以下结论:
1、各胰腺癌细胞株间有HDAC2表达差异;
2、HDAC2siRNA干扰人胰腺癌细胞PaTu8988,可有效沉默HDAC2基因,抑制HDAC2mRNA和蛋白的表达;
3、采用RNA干扰人胰腺癌细胞HDAC2基因表达,可抑制癌细胞增殖和诱导凋亡,后者可能与RNA干扰上调促凋亡基因Bax、下调抑制凋亡基因Bcl-2的表达有关。
因此,HDAC2有望成为胰腺癌靶向治疗的新靶点,这就为特异性HDACs抑制剂的发展体现了可能,从而为胰腺癌的基因治疗提供有力的支持。