TMUB1上调STAT1表达抑制肝癌细胞增殖的研究

来源 :中国人民解放军陆军军医大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:liongliong534
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背景肝细胞肝癌(Hepatocellular carcinoma,HCC)是常见的恶性肿瘤,HCC的治疗方法多种多样,如手术切除、肝移植、放化疗、射频消融、分子靶向治疗等。然而,HCC的5年生存率仍低于12%。全球每年报告的HCC新增病例约为748,300例,死亡病例约为695,900例,其中一半在中国。我国是肝病大国,近年来,HCC的发病率及死亡率呈上升趋势。HCC的高发病率和高死亡率使其防治研究在世界范围内得到广泛开展。HCC的发生、发展机制仍不明确,寻找有效的治疗方法仍十分困难。因此,对肝癌发生、发展的分子机制的研究仍然是目前HCC研究的重点。TMUB1(Transmembrane and ubiquitin-like domain-containing protein 1)最早于2005年报道,其在肝切除后剩余肝细胞中表达明显升高。TMUB1基因位于大鼠的4号染色体4q11位置(人类位于7号染色体),全长1381bp。TMUB1蛋白全长245个氨基酸,它包括一个位于氨基端的出核信号区(nuclear export signal,NES),和1个包含类似泛素结构的区域(UBL;121-175aa)。TMUB1是一种跨膜蛋白,N端有一个跨膜结构域,C端有2两个跨膜结构域。在膜上,TMUB1作为泛素类蛋白参与内质网相关蛋白降解(Endoplasmic reticulum-associated protein degradation,ERAD)途径而发挥作用。作为细胞核-细胞质穿梭蛋白,TMUB1从膜上释放出来,在细胞核-细胞质中穿梭而发挥起生物学功能。早期的研究显示TMUB1能显著抑制正常肝细胞增殖。IL-6以及miRNA-27a/b可以调节TMUB1表达以及转录后修饰,TMUB1可以通过抑制STAT3磷酸化以及干扰CAML与cyclophilin B结合,从而抑制肝细胞增殖。同时,TMUB1可以作为重要的调节因子,参与p14Arf-p53途径,促进损伤DNA修复,抑制肿瘤的发生,研究发现TMUB1能保持p14Arf稳定性以及促进p14Arf向细胞核内转运。但是TMUB1在HCC的中作用尚不清楚。STAT3和STAT1都是JAK/STAT通路的重要成员,并且二者在分子结构、作用机制上有很多相似之处,并且在很多生物学功能上互相拮抗,其可能的作用机制包括:1)互相之间的表达抑制;2)磷酸化竞争,影响下游基因的表达;3)互相干扰功能性二聚体形成。既往研究发现TMUB1对STAT3功能有调节作,因此我们推断TMUB1可能通过调节STAT1功能进而对HCC生物学特性产生作用。方法1.经过我院伦理委员会批准,我们收集了2013年1月~2014年12月于我科行肝部分切除手术的肝细胞肝癌患者的石蜡标本以及病历资料,并通过查阅门诊病历、住院病历、电话随访等方式对术后病人进行随访至2019年1月,记录术后复发、死亡等信息。免疫组化检测HCC标本中TMUB1表达,并分析其与患者预后以及肿瘤病理特性的关系。2.免疫组化染色检测了肝癌组织标本中STAT1表达,统计分析其与TMUB1表达的相关性,以及TMUB1-STAT1共表达与HCC组织病理特性以及病人预后的关系。3.体外培养了Hep G2、Huh7、MHCC97h、LM3、SMMC-7721等肝癌细胞系以及正常肝细胞系LO2,Western-blot及qPCR检测不同细胞系中TMUB1的表达,然后选取了表达较高的Huh7细胞转染干扰质粒、表达较低的MHCC97h细胞转染过表达质粒,CCK-8检测细胞增殖能力,Transwell实验检测细胞侵袭、迁移能力。4.转染干扰、增强质粒改变TMUB1表达,western-blot及qPRC检测了STAT1以及CCND1的表达。Huh7细胞同时转染TMUB1干扰质粒及STAT1过表达质粒,MHCC97细胞同时转染TMUB1过表达质粒及STAT1干扰质粒,Western-blot检测TMUB1、STAT1、CCND1表达,EdU检测细胞增殖能力。5.采用生物信息学方法,通过各种在线分析软件、数据库筛选TMUB1、STAT1相关的miRNA网络,以miRNA为桥节点,筛选mRNA、lnc RNA,构建TMUB1、TMUB1+STAT1 ceRNA调控网络,预测TMUB1在HCC中的其他调控机制以及TMUB1对STAT1可能的具体调控机制。结果1.TMUB1表达与HCC恶性程度负相关(大小、分化、TNM分期、肿瘤多发比率),预后正相关。TMUB1高表达组肿瘤大小(5.2±2.2)(cm)明显小于TMUB1低表达组(6.8±4.0)(cm)(P<0.001);TMUB1高表达组肿瘤多发比率(9.1%,n=12)明显低于TMUB1低表达组(14.1%,n=19)(P=0.011);TMUB1高表达组肿瘤细胞分化程度明显优于低表达组(P=0.021);肿瘤TNM分期,TMUB1高表达组III期(1.5%,n=2)、IV期(0.8%,n=1)所占比率明显低于低表达组III期(6.8%,n=9)、IV期(2.3%,n=3)(P=0.004);TMUB1高表达组与低表达组在血管侵犯、淋巴结转移、肝外转移上没有明显差异;TMUB1高表达组无瘤生存期(1009±183天)明显长于低表达组(705±102天)(P=0.014)。TMUB1高表达组总生存期(1180±150天)明显长于低表达组(828±102天)。2.STAT1表达和TMUB1表达正相关,P<0.0001,pearson r=0.47。TMUB1highSTAT1high组肿瘤大小(4.7±2.0(cm))明显小于其他三组,TMUB1lowSTAT1low组(7.8±4.4(cm))、TMUB1highSTAT1low组(6.7±3.0(cm))、TMUB1LowSTAT1high组(5.3±2.7(cm))。TMUB1lowSTAT1low组肿瘤多发的比率(8.3%,n=11)明显高于其他三组TMUB1highSTAT1high(5.3%,n=7),TMUB1highSTAT1low(3.0%,n=4)、TMUB1lowSTAT1high组(6.1%,n=8)。并且TMUB1highSTAT1high组在细胞分化、TNM分期上也优于其他三组。TMUB1highSTAT1high组HCC病人的总生存期明显长于其他三组(P=0.004),而无瘤生存期无明显差异。3.TMUB1能抑制HCC细胞增殖,但对HCC细胞迁移、侵袭无明显影响。Huh7细胞转染干扰质粒后细胞增殖能力明显增强,但侵袭转移潜力无明显变化。MHCC97h细胞转染过表达质粒后细胞增殖能力明显受抑制,但侵袭转移潜力无明显变化。4.TMUB1可以促进STAT1表达,抑制CCND1表达。Huh7细胞转染TMUB1干扰质粒,STAT1表达下调,而CCND1表达上调。MHCC97h细胞转染TMUB1过表达质粒,STAT1表达上调,而CCND1表达下调。5.干扰TMUB1表达对Huh7细胞增殖能力的促进作用被STAT1过表达质粒阻断。TMUB1过表达质粒对MHCC97h细胞增殖能力的抑制作用被STAT1干扰质粒阻断。6.通过生物信息学分析,TMUB1 mRNA在HCC组中表达较正常肝组织有所升高,但其蛋白表达较正常肝组织明显减少,说明TMUB1的抑癌功能在转录水平并未受影响,而是在转录后调控中被抑制,使其翻译沉默,蛋白表达减少。我们筛选出了miR-615-3p、miR-423-5p、miR-222-3p、miR-92a-3p、miR-25-3p等在HCC中表达上调的miRNA,并基于此构建了TMUB1 mRNA可能的ce RNA网络。结论1.TMUB1与HCC恶性程度(大小、分化、TNM分期、肿瘤多发比率)负相关,与患者预后正相关。2.TMUB1可以抑制HCC细胞增殖,但对转移无明显影响。3.TMUB1通过促进STAT1表达抑制HCC细胞增殖。4.TMUB1可能由于miRNA的转录后抑制,导致其抑制增殖的作用在HCC中被沉默。
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