右旋檸烯對COL8A1調(diào)控腫瘤轉(zhuǎn)移的機制研究.pdf

1、轉(zhuǎn)移是惡性腫瘤致死的重要因素。研究腫瘤轉(zhuǎn)移機制對腫瘤轉(zhuǎn)移的早期診斷和治療具有重要的意義。腫瘤轉(zhuǎn)移的方式主要有淋巴道轉(zhuǎn)移、血道轉(zhuǎn)移和種植轉(zhuǎn)移。50%以上的腫瘤通過淋巴道轉(zhuǎn)移，但腫瘤轉(zhuǎn)移的發(fā)生機制尚有待進(jìn)一步研究。研究表明，腫瘤轉(zhuǎn)移不僅與機體微環(huán)境有關(guān)，還與腫瘤細(xì)胞自身特性密切相關(guān)。 前膠原Ⅷ型（procollagen，typeⅧ，COL8A1），屬于細(xì)胞外基質(zhì)蛋白。膠原蛋白α-1（八）鏈前體（內(nèi)皮膠原蛋白）至今發(fā)現(xiàn)人體膠原蛋白已有

2、19種，帶有前肽的三股螺旋膠原分子稱為前膠原，水解后成為膠原分子。COL8A1是一種非纖維的短鏈膠原蛋白，它可以調(diào)節(jié)，增殖和依附各種細(xì)胞。在腫瘤細(xì)胞中COL8A1表達(dá)升高，可能與腫瘤細(xì)胞的增殖能力呈正比。同時，COL8A1表達(dá)升高可能是肝臟來源的腫瘤細(xì)胞的標(biāo)記分子之一。 右旋檸烯（d-limonene）是從中藥橘皮中提取的有效單體成分，屬于天然單萜烯類化合物。右旋檸烯化學(xué)名為1-甲基-4-異丙基環(huán)己[1-methyl-4-（1-

3、methyl-ethenyl）-（4R）-]，分子式為C10H16，分子為136.32，屬于一種單萜烯類化合物，多來源于蕓香科植物柑橘、檸檬、酸橙等揮發(fā)油中。既往的大量試驗證明，右旋檸烯具有抗癌活性，對于化學(xué)誘導(dǎo)的嚙齒類動物胃癌、乳腺癌、肝癌、結(jié)腸癌、胰腺癌及皮膚癌等多種腫瘤具有預(yù)防和治療作用，其作用機制包括直接對腫瘤細(xì)胞的細(xì)胞毒作用、誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞的凋亡和抑制腫瘤細(xì)胞內(nèi)法尼基蛋白轉(zhuǎn)移酶的活性和水平。體外試驗也發(fā)現(xiàn)，右旋檸烯對肝癌、胰腺癌

4、、胃癌、白血病等多種惡性腫瘤細(xì)胞具有細(xì)胞毒作用，并通過多種信號途徑，誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞的凋亡。右旋檸烯還可以抑制腫瘤微血管和微淋巴管形成，降低MVD和LMVD，抑制腫瘤轉(zhuǎn)移的發(fā)生。 Hca細(xì)胞是從615小鼠腹水型肝癌細(xì)胞株H22中篩選而出，具有特異性經(jīng)淋巴道轉(zhuǎn)移的能力，其中高轉(zhuǎn)移株Hca-F細(xì)胞接種615小鼠足墊后，有80%的淋巴道轉(zhuǎn)移力，而低轉(zhuǎn)移株Hca-P細(xì)胞的淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移率為30%。因此，Hca細(xì)胞是研究淋巴道轉(zhuǎn)移機理的較好模型

5、。但其具體機制迄今尚不清楚。 本試驗采用的小鼠肝癌細(xì)胞Hca-F、 Hca-P、Hepa1-6具有高、低及無淋巴道轉(zhuǎn)移潛能的特性，以正常小鼠肝細(xì)胞IAR-20為模型，以SPF級C57L、615小鼠為動物實驗?zāi)Ｐ?。分析COL8A1在小鼠肝癌細(xì)胞中的表達(dá)情況；通過RNA干擾技術(shù)特異性使Hca-F細(xì)胞中COL8A1表達(dá)下調(diào)時對肝癌細(xì)胞淋巴道轉(zhuǎn)移的影響；將cDNA轉(zhuǎn)染到Hepa1-6細(xì)胞中，穩(wěn)定過表達(dá)COL8A1時對肝癌細(xì)胞成瘤性的影響

6、；右旋檸烯對COL8A1調(diào)控腫瘤轉(zhuǎn)移及成瘤性的影響。旨在建立COL8A1與腫瘤轉(zhuǎn)移的相關(guān)性，為抗腫瘤淋巴道轉(zhuǎn)移的藥物設(shè)計提供依據(jù)。 本文的主要工作分三部分： 1.COL8A1在小鼠肝癌細(xì)胞中的表達(dá) 通過RT-PCR、免疫印跡（Western blot）分析Hca-F、Hca-P、Hepa1-6和IAR-20細(xì)胞中COL8A1的表達(dá)情況。結(jié)果顯示，COL8A1在Hca-F、Hca-P、Hepa1-6和IAR-20細(xì)

7、胞中均有表達(dá)，且Hepa1-6細(xì)胞的表達(dá)強度明顯低于Hca-F和Hca-P細(xì)胞。小鼠正常肝細(xì)胞株IAR-20中檢測到少量COL8A1的表達(dá)。以上結(jié)果表明，COL8A1主要表達(dá)于具有淋巴道轉(zhuǎn)移潛能的細(xì)胞表面；COL8A1高表達(dá)可能與腫瘤的轉(zhuǎn)移有關(guān)，而在無轉(zhuǎn)移潛能的小鼠肝癌細(xì)胞中COL8A1低表達(dá)。 2.COL8A1表達(dá)調(diào)控在小鼠肝癌細(xì)胞淋巴道轉(zhuǎn)移及成瘤性的作用 2.1應(yīng)用RNAi技術(shù)下調(diào)COL8A1基因表達(dá)，觀察Hca-F

8、細(xì)胞經(jīng)淋巴道轉(zhuǎn)移能力的變化。結(jié)果顯示，Hca-F/siRNA細(xì)胞中被沉默后的COL8A1的mRNA表達(dá)下調(diào)明顯，而兩對照組（未給予RNA干擾處理的、RNA干擾對照組）COL8A1 mRNA的表達(dá)無明顯變化。Western blot分析進(jìn)一步驗證了上述細(xì)胞中COL8A1的蛋白質(zhì)表達(dá)水平。 2.2用RNA干擾Hca-F細(xì)胞的COL8A1基因后，用MTT方法檢測Hca-F細(xì)胞的增殖活性，設(shè)兩對照組（未干擾對照組：未干擾的Hca-F細(xì)胞

9、，干擾對照組：對照siRNA干擾的Hca-F細(xì)胞）。結(jié)果顯示，COL8A1表達(dá)下調(diào)抑制Hca-F/siRNA細(xì)胞體外增殖能力，日趨下調(diào)的生長率曲線，而干擾對照組的細(xì)胞生長率曲線則平緩趨勢。 2.3采用基質(zhì)膠體外試驗觀察COL8A1表達(dá)下調(diào)抑制Hca-F/siRNA細(xì)胞體外侵襲能力。結(jié)果顯示，未給予RNA干擾處理的對照組為（71±8），RNA干擾對照組為（69±9），而Hca-F/siRNA細(xì)胞穿過基質(zhì)膠的數(shù)目（20±5）明顯減少

10、。 2.4采用體內(nèi)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移試驗觀察 COL8A1表達(dá)下調(diào)抑制Hca-F/siRNA細(xì)胞體內(nèi)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移能力。結(jié)果顯示，平均轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)的重量干擾組明顯減輕，COL8A1 siRNA為0.26±0.05g，對照siRNA為0.63±0.07g，Hca-F為0.68±0.06g。 2.5采用其低表達(dá)COL8A1的Hepa1-6細(xì)胞，將已構(gòu)建的COL8A1-pEGFP-N2質(zhì)粒轉(zhuǎn)染至低表達(dá)COL8A1的Hepa1-6細(xì)胞，觀察c

11、DNA轉(zhuǎn)染上調(diào)COL8A1基因表達(dá)。結(jié)果顯示，穩(wěn)定轉(zhuǎn)染后Hepa1-6/COL8A1細(xì)胞中高表達(dá)COL8A1，而其余兩對照組細(xì)胞低表達(dá)COL8A1。表明本試驗采用的穩(wěn)定轉(zhuǎn)染方法是可行的并且可靠有效的。 2.6對Hepa1-6細(xì)胞的COL8A1基因過表達(dá)后，用MTT方法檢測細(xì)胞的增殖活性，觀察COL8A1過表達(dá)上調(diào)Hepa1-6/COL8A1細(xì)胞體外增殖能力。結(jié)果顯示，COL8A1過表達(dá)上調(diào)Hepa1-6/COL8A1細(xì)胞體外增殖

12、能力，生長率曲線日趨上調(diào)，而對照組的細(xì)胞生長率曲線則平緩趨勢。 2，7采用體外侵襲試驗觀察COL8A1過表達(dá)對Hepa1-6/COL8A1細(xì)胞體外侵襲能力的影響。結(jié)果顯示，穩(wěn)定表達(dá)的COL8A1能促進(jìn)Hepa1-6/COL8A1細(xì)胞體外侵襲能力及在腫瘤的轉(zhuǎn)移中發(fā)揮重要作用。 2.8采用體內(nèi)成瘤試驗觀察COL8A1過表達(dá)對Hepa1-6/COL8A1細(xì)胞體內(nèi)成瘤性的影響。結(jié)果顯示，穩(wěn)定表達(dá)的COL8A1促進(jìn)Hepa1-6/

13、COL8A1細(xì)胞的成瘤能力。 3.右旋檸烯對COL8A1調(diào)控腫瘤轉(zhuǎn)移、成瘤性的影響 采用抗腫瘤藥物右旋檸烯分別處理上述細(xì)胞模型，觀察上述細(xì)胞的藥敏性，為腫瘤的藥物治療提供新靶點。抑制COL8A1表達(dá)增加Hca-F/siRNA細(xì)胞對右旋檸烯的藥物敏感性；右旋檸烯對COL8A1調(diào)控腫瘤細(xì)胞體內(nèi)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移能力的影響。COL8A1過表達(dá)下調(diào)Hepa1-6/COL8A1細(xì)胞對右旋檸烯的藥物敏感性：右旋檸烯對COL8A1調(diào)控腫瘤細(xì)胞

14、體內(nèi)成瘤性的影響。 通過上述試驗得出結(jié)論： 1.COL8A1在小鼠肝癌細(xì)胞Hca-F，Hca-P和Hepa1-6中均有表達(dá)，且Hca-F細(xì)胞的表達(dá)強度明顯高于Hca-P和Hepa1-6細(xì)胞。提示COL8A1主要表達(dá)于惡性腫瘤細(xì)胞表面，是惡性腫瘤細(xì)胞行為的主要介導(dǎo)者。 2.COL8A1的表達(dá)與腫瘤細(xì)胞的增殖、侵襲密切相關(guān)。 3.抑制COL8A1表達(dá)能增強Hca-F/siRNA細(xì)胞對右旋檸烯的藥物敏感性；相反