人锌铁调控蛋白hZIP1在肾透明细胞癌中的表达及作用机制的研究

来源 :中国医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:peteryang
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肾细胞癌是泌尿系统最常见的恶性肿瘤之一,发病率仅次子膀胱癌,在所有成年人的恶性肿瘤中大约占2-3%的比例。绝大多数的肾细胞癌为透明细胞癌,其死亡率超过40%。肿瘤的侵袭和转移是导致肾癌患者死亡的主要原因,虽然手术切除目前仍然是治疗肾透明细胞癌的主要方法,但约有30%以上的肾透明细胞癌患者在术后出现复发或转移。然而肾透明细胞癌对放、化疗均不敏感,免疫治疗又由于其毒副作用使其应用受限,因而对肾透明细胞癌发病机制的进一步研究显得至关重要。肿瘤细胞的生物学特性是决定肿瘤是否发生侵袭和转移的关键,因此,深入了解肿瘤侵袭转移相关基因的功能及调控机制,已成为中晚期肾透明细胞癌靶向治疗领域的重要问题。近年来,关于微量元素及其相关转运蛋白在恶性肿瘤发生发展中的作用逐渐引起了人们的重视。  微量元素是维持人体健康所必需的物质,以多种形式存在于体内,并保持着动态平衡。微量元素过量或缺乏均可导致人体一系列的代谢异常,并可造成细胞生长增殖障碍,使细胞发生突变甚至癌变。锌存在于所有生物体中,参与了生物体内多种生理活动,具有广泛的生理功能,是人体必需的微量营养元素之一。锌是体内200多种含有锌指结构的酶和转录因子保持活性并参与细胞结构组成及催化活性的必要组成部分,在维持正常的细胞周期以及细胞的增殖和分化等活动中起着重要作用。锌缺乏会导致人体发育迟缓,DNA合成受损,免疫功能缺陷,甚至诱发肿瘤。而锌过量亦有细胞毒性,因此,维持锌代谢稳态至关重要。  人锌铁调控蛋白(human ZRT,IRT-like protein,hZIP)家族是新近发现的一类金属离子转运蛋白家族,其主要功能是将锌离子转入细胞内。锌转运体(ZincTransporter,ZnT)家族则与其功能相反,其主要功能是将锌离子转出细胞。两者共同作用维持细胞内外锌离子的稳态。hZIP1是hZIP家族的一个成员,由SLC39A1基因编码合成,已有报道称hZIP1与前列腺癌、胰腺癌和乳腺癌等恶性肿瘤的发生发展有着密切关系。但到目前为止,hZIP1在肾透明细胞癌中的作用机制还不清楚。本研究旨在探讨hZIP1在肾透明细胞癌中的表达情况,及其在肾细胞癌发生发展中的作用,为进一步的研究奠定基础。  方法:  1、检测hZIP1在肾透明细胞癌组织中mRNA和蛋白的表达情况。  (1).收集106对肾透明细胞癌及癌旁正常肾组织,免疫组织化学法检测hZIP1蛋白的表达情况;  (2).利用实时定量PCR和Western blot法检测肾透明细胞癌组织中hZIP1的mRNA和蛋白表达情况;  (3).统计学分析hZIP1的表达与患者临床病理学特征之间的关系,分析hZIP1在肾透明细胞癌组织中表达的临床意义。  2、检测hZIP1在肾透明细胞癌细胞系中的表达情况。  (1).免疫荧光方法检测ACHN、769-P和786-O三种肾透明细胞癌细胞系中hZIP1蛋白的定位情况;  (2).利用实时定量PCR和Western blot法检测ACHN、769-P和786-O三种肾透明细胞癌细胞系中hZIP1 mRNA和蛋白表达情况。  3、检测特异性沉默hZIP1表达后,对肾透明细胞癌ACHN细胞的增殖和侵袭能力的影响。  (1).设计并合成3条hZIP1 siRNA及阴性对照siRNA,利用RNA干扰技术,瞬时转染肾透明细胞癌ACHN细胞,采用实时定量PCR和Western Blot方法验证干扰效果,选择干扰效果最好的siRNA进行后续试验;  (2).向ACHN细胞中转染上述siRNA,MTT法检测干扰后ACHN细胞的增殖能力;  (3).Transwell侵袭试验检测干扰后ACHN细胞的侵袭能力;  结果:  1、hZIP1在肾透明细胞癌组织中的表达情况。  (1).免疫组化检测结果显示hZIP1在癌旁正常肾组织的近曲小管上皮细胞中呈强阳性表达,明显高于在肾透明细胞癌组织中的表达。我们对hZIP1的表达与患者临床病理学特点进行统计学分析时发现,hZIP1的表达与患者的年龄和性别无明显相关,而与肿瘤的病理分级、临床分期和是否出现复发或转移有明显的相关性(P<0.01)。随着肿瘤病理分级和临床分期的增高,hZIP1的表达明显降低,且两者存在明显的负相关。随着hZIP1表达的降低,患者出现复发或转移的几率明显增高(P<0.01)。  (2).实时定量PCR与Western Blot结果显示,hZIP1在肾透明细胞癌组织中的表达明显低于在癌旁正常肾组织中的表达(P<0.01),且随病理分级的增高,hZIP1的表达显著降低(P<0.05)。  2、hZIP1在肾透明细胞癌细胞系中的表达及定位情况。  (1).实时定量PCR与Western Blot结果显示,hZIP1在ACHN、769-P及786-O三种肾透明细胞癌细胞系中均有表达,且在ACHN细胞中表达量相对较高。  (2).免疫荧光结果显示,hZIP1在三种细胞系中主要存在于细胞质和核膜。  3、hZIP1对ACHN细胞增殖和侵袭能力的影响。  利用前期检测结果我们选择hZIP1表达量相对较高的ACHN细胞系作为研究对象,瞬时转染hZIP1 siRNA,成功构建特异性沉默hZIP1表达的细胞株,应用MTT和Transwell侵袭试验分别检测ACHN细胞增殖和侵袭能力变化情况。结果显示,干扰后ACHN细胞的增殖及侵袭能力显著增高,差异具有显著统计学意义(P<0.01)。  结论:  1、hZIP1在mRNA及蛋白水平,在肾透明细胞癌中的表达均低于与其在癌旁正常肾组织中的表达,且其与肿瘤的病理分级和临床分期存在明显的负相关,提示其有可能成为肾透明细胞癌的早期诊断指标、新的治疗靶点以及判断预后的因子。  2、hZIP1可以抑制肾透明细胞癌细胞的增殖和侵袭能力,在肾透明细胞癌的发生发展过程中可能存在抑癌作用。
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