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胃癌是我国最常见的恶性肿瘤之一,每年因胃癌死亡的人数位居癌症死因第2位[1]。胃癌的发生发展是涉及多个基因的复杂过程,与抑癌基因的异常改变密切相关。肿瘤表观遗传学认为基因启动子区CpG岛甲基化是抑癌基因表达下调甚至失活的重要机制,但这种变化是可逆转的,去甲基化药物能够逆转抑癌基因启动子甲基化状态,恢复其正常表达[2]。死亡相关蛋白激酶(death-associated protein kinase,DAPK)是一种凋亡正向调节分子,可被肿瘤坏死因子α、神经酰胺、细胞外基质(ECM)存活信号和pl9AFR5等多种因子激活,进而诱导凋亡[3]。有研究表明在头颈部肿瘤、胃癌、肺癌及膀胱癌等多种肿瘤细胞中,DAPK启动子区域DNA高甲基化水平与该基因表达沉默有关[4-7]。Satoh等[8]发现15%的胃癌组织存在DAPK基因启动子区CpG岛甲基化。本文以人胃癌BGC803细胞株为研究对象,研究体外去甲基化药物5-杂氮-2'脱氧胞苷(5-Aza-2'-deoxycytidine,5-Aza-CdR)对胃癌细胞株增殖、凋亡及细胞中DAPK基因的表达影响,为探讨胃癌的发生发展机制及治疗提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料
BGC803细胞来源于中国医科大学遗传学教研室,5-Aza-CdR购自美国Sigma公司,CCK-8购自北京碧云天公司,RPMI1640培养基购自Gibco公司,总RNA提取试剂盒,RT-PCR试剂盒,GoTaq Master Mix购自美国Promega公司,AnnexinⅤ-FITC凋亡检测试剂盒购自北京宝赛公司。
1.2 方法
1.2.1 细胞培养、分组及药物处理RPMI1640培养液(含10%小牛血清,100 μ/mL青霉素,100 μ/mL链霉素)在37℃,5%CO2饱和湿度条件下培养BGC803细胞。培养至60%汇合度时,对照组使用不含5-Aza-CdR的普通完全培养液,实验组分别为加入不同浓度5-Aza-CdR处理液分别记为5-Aza-CdR 1 μmol/L组、5-Aza-CdR 5 μmol/L组、5-Aza-CdR 10 μmol/L组,每隔24小时换液1次。
1.2.2 CCK-8检测细胞增殖变化将各组BGC803细胞按1500/孔接种96孔板,每组设3个复孔,每孔加入10 μL CCK-8溶液,在细胞培养箱内孵育4 h,测定450 nm波长OD值,连测3 d,以时间为横坐标,OD值为纵坐标绘制细胞增殖曲线。以上实验重复3次。
1.2.3 AnnexinⅤ/PI双染流式细胞术检测细胞凋亡率变化细胞传代24 h后,实验组将5-Aza-CdR 10μmol/L浓度配制的培养液加入培养瓶中,对照组换普通培养掖,每24小时换液1次。待72 h后分别回收细胞,制成单细胞悬液,再用PBS离心洗涤,调整待测细胞密度为1×106个/mL。取1 mL细胞,1000 r/min,4℃离心10 min,弃上清液,加入PBS清洗细胞2次,将细胞重悬于100 μL结合缓冲液,加入5 μL AnnexinⅤ-FITC和10 μL PI轻轻混匀,避光室温孵育15 min后,加入400 μL结合缓冲液,立即FCM检测。
1.2.4 半定量RT-PCR检测各组细胞DAPK mRNA表达变化用总RNA提取试剂盒提取5-Aza-CdR 10 μmol/L组不同处理时间(0、24、48、72 h)的细胞内RNA,用两步法将RNA逆转成cDNA后进行PCR实验,DAPK引物序列为5'-GATAGAAATGTCCCCAAA-3'(上游);5'-TCTTCTTTGGATCCTTGA-3'(下游),长度为343 bp。作为内参的人β-actin引物序列为5'-CCAGATCATGTTTGAGACCT-3'(上游);5'-TTGAAGGTAGTTTCGTGGAT-3'(下游),长度为480 bp。扩增反应条件:95℃ 5 min变性,95℃复性30 s,55℃退火30 s,72℃延伸30 s,30个循环,72℃延伸10 min,4℃暂时保存。实验重复3次。产物行1.2%琼脂糖凝胶电泳,用凝胶成像系统(Tanon-2500 R)拍照及分析表达情况。
1.3 统计学方法
采用SPSS 13.0统计软件,正态分布计量资料以均数±标准差(s)表示,两组间比较采用t检验;多组间比较采用方差分析,两两比较采用LSD-t检验。以P<0.05为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 5-Aza-CdR对胃癌细胞株BGC803增殖的影响
与对照组比较,5-Aza-CdR 5 μmol/L组和5-Aza-CdR 10 μmol/L组的细胞在药物作用72 h后增殖力显著降低(P<0.05)。而且随药物浓度的增加,细胞的生长抑制越明显。见图1。
图1 5-Aza-CdR对胃癌BGC803细胞增殖的影响
2.2 5-Aza-CdR对胃癌细胞株BGC803凋亡率的影响
实验组的细胞在药物处理72 h后用流式细胞仪检测细胞凋亡率。对照组和实验组的细胞凋亡率分别为(5.)%和(10.)%,实验组细胞凋亡率较对照组显著增加(P<0.05)。见图2。
2.3 5-Aza-CdR对胃癌BGC803细胞DAPK mRNA表达的影响
半定量RT-PCR结果表明,BGC803细胞在正常培养条件下DAPK基因表达明显受到抑制,10 μmol/L的5-Aza-CdR处理后,细胞DAPK mRNA表达水平明显升高[0 h:(0.),24 h:(0.),48 h:(0.),72 h:(0.)],差异有统计学意义(P<0.05),且有时间依赖性。见图3。