吉林大学学报(医学版)  2019, Vol. 45 Issue (01): 73-76

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王东东, 张宇, 张伟琪, 丁振东, 于洪泉, 齐玲
WANG Dongdong, ZHANG Yu, ZHANG Weiqi, DING Zhendong, YU Hongquan, QI Ling
SENP1、SENP2和SENP6蛋白在人恶性胶质瘤组织和细胞中的表达及其意义
Expressions of SENP1, SENP2 and SENP6 proteins in human glioma tissue and cells and their mechanisms
吉林大学学报(医学版), 2019, 45(01): 73-76
Journal of Jilin University (Medicine Edition), 2019, 45(01): 73-76
10.13481/j.1671-587x.20190114

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收稿日期: 2018-08-08
SENP1、SENP2和SENP6蛋白在人恶性胶质瘤组织和细胞中的表达及其意义
王东东1 , 张宇1 , 张伟琪1 , 丁振东1 , 于洪泉1 , 齐玲2     
1. 吉林大学第一医院神经外科, 吉林 长春 130021;
2. 吉林医药学院病理生理学教研室, 吉林 吉林 132013
[摘要]: 目的: 观察SUMO特异性蛋白酶(SENPs)家族成员SENP1、SENP2和SENP6在人恶性胶质瘤组织和细胞中的表达,阐明其在恶性胶质瘤发生中的作用。方法: 取人脑正常组织和恶性胶质瘤组织样品分别作为正常对照组和恶性胶质瘤组;培养Cos7细胞和恶性胶质瘤LN443和U343细胞,Cos7细胞作为正常细胞对照组,LN443和U343作为恶性胶质瘤细胞组;采用Western blotting法检测SENP1、SENP2和SENP6蛋白在人恶性胶质瘤组织和细胞中的表达水平。结果: 在脑组织中,与正常对照组比较,恶性胶质瘤组恶性胶质瘤组织中SENP1、SENP2和SENP6蛋白表达水平均明显升高(P < 0.05)。在细胞中,与正常细胞对照组比较,恶性胶质瘤细胞组LN443和U343细胞中SENP1、SENP2和SENP6蛋白表达水平均明显升高(P < 0.05)。结论: SENP1、SENP2和SENP6在恶性胶质瘤组织和细胞中高表达,其可能对恶性胶质瘤的发生起到了重要的促进作用。
关键词: SUMO特异性蛋白酶    恶性胶质瘤    LN443细胞    U343细胞    
Expressions of SENP1, SENP2 and SENP6 proteins in human glioma tissue and cells and their mechanisms
WANG Dongdong1, ZHANG Yu1, ZHANG Weiqi1, DING Zhendong1, YU Hongquan1, QI Ling2     
1. Department of Neurosurgery, First Hospital, Jilin University, Changchun 130021, China;
2. Department of Pathophysiology, Jilin Medical University, Jilin 132013, China
[ABSTRACT]: Objective: To observe the expressions of SENP1, SENP2 and SENP6 proteins in human malignant glioma tissue and cells, and to elucidate the their effects in the development of malignant glioma. Methods: The samples of normal human brain tissue and malignant glioma tissue were obtained and used as normal control group and malignant glioma group, respectively.The Cos7 cells and the malignant glioma LN443 and U343 cells were cultured; the Cos7 cells were used as normal cell control group, and the LN443 and U343 cells as malignant glioma cell group. Western blotting method was used to detect the expression levels of SENP1, SENP2 and SENP6 proteins in human malignant glioma tissue and cells. Results: In brain tissue, the expression levels of SENP1, SENP2 and SENP6 proteins in malignant glioma group were higher than those in normal control group(P < 0.05). Compared with normal cell control group, the expression levels of SENP1, SENP2 and SENP6 proteins in the LN443 and U343 cells in malignant glioma cell group were significantly increased (P < 0.05). Conclusion: SENP1, SENP2 and SENP6 proteins highly express in the malignant glioma tissue and cells, and they may play an important role in promoting the occurrence of malignant glioma.
KEYWORDS: SUMO-special proteases     malignant glioma     LN443 cell     U343 cell    

蛋白翻译后修饰对蛋白功能的发挥起到了极为重要的调节作用[1]。目前研究[2-4]显示:小泛素样相关修饰蛋白(small ubiquitin-related modifier protein,SUMO)修饰作为蛋白质翻译后修饰的一种,与多种肿瘤的发生发展有密切关联。蛋白SUMO化与去SUMO化是一个动态可逆过程,SUMO化可能促进了人胶质瘤的发生[5],但去SUMO化在人胶质瘤组织和细胞中的作用尚不清楚。去SUMO化由SUMO特异性蛋白酶(SUMO-special proteases,SENPs)家族来完成。研究[6-9]表明:SENPs与膀胱癌、肝癌、前列腺癌和乳腺癌的发生有关。但SENPs在人胶质瘤组织和细胞中的表达及作用鲜有报道。因此,本实验通过检测SENPs家族中SENP1、SENP2和SENP6在人恶性胶质瘤组织和细胞中的表达情况,初步探讨SENPs在人胶质瘤发生过程中的作用。

1 材料与方法 1.1 组织标本和细胞

人正常脑组织(正常对照组)和恶性胶质瘤组织(恶性胶质瘤组)均由吉林大学第一医院神经外科提供。正常对照组患者8例,年龄45~73岁,平均年龄50.7岁,包括脑外伤3例和脑出血5例,均于死亡24 h内尸解取正常脑组织;恶性胶质瘤组患者10例,年龄49~71岁,平均年龄51.3岁,病理诊断均为Ⅲ-Ⅳ级恶性胶质瘤[5, 10],其中Ⅲ级胶质瘤5例,Ⅳ级胶质瘤5例,均于术后取恶性胶质瘤组织。Cos7细胞(正常细胞对照组)、LN443细胞和U343细胞(恶性胶质瘤细胞组)由吉林大学基础医学院提供。

1.2 主要试剂和仪器

SENP1和SENP2抗体购自美国IMGENEX公司,SENP6抗体购自美国ABGENT公司,BCA蛋白测定试剂盒和过硫酸铵购自美国Pierce公司。J-26XP超低温高速离心机购自美国贝克曼公司,超低温冰箱(MDF-U53V)购自日本三洋公司,PLUS 384全自动酶标仪购自美国MDC公司,DNA蛋白电泳系统购自美国Bio-Rad公司,Image-Pro Plus图像分析管理系统购自美国Media Cybernetics公司。

1.3 细胞培养

将冻存的Cos7、LN443和U343细胞分别自液氮罐中取出,迅速置入37℃水浴中振荡5 min,离心后将细胞用含10%小牛血清的DMEM培养液或1640培养液混匀,分别置于25 cm2培养瓶中,37℃、5%CO2及饱和湿度下培养,隔日换液。倒置显微镜下观察细胞的形态表现。

1.4 Western blotting法检测组织标本和细胞中SENP1、SENP2和SENP6蛋白表达水平

准备组织或细胞,冰上破碎后加入50 μL细胞裂解液(裂解液含20nmol·L-1蛋白抑制剂、20nmol·L-1NEM和1%PMSF),继续冰浴10 min,4℃、12000 g离心15 min,离心后弃沉淀,测定上清中样品的蛋白浓度,加入上样缓冲液,准备SDS-PAGE凝胶,上样跑胶分离样品,转膜后封闭1h,分别加入一抗SENP1、SENP2、SENP6和β-actin,4℃孵育过夜。次日二抗室温孵育1h,胶片曝光照相。结果采用Image-Pro Plus图像分析管理系统分析,以特异性条带平均吸光度(A)值与面积的乘积为有效值,代表蛋白表达水平。

1.5 统计学分析

采用SPSS 17.0统计软件进行统计学分析。组织标本和细胞中SENP1、SENP2和SENP6蛋白表达水平以x±s表示,两组间样本均数比较采用t检验。以P < 0.05为差异有统计学意义。

2 结果 2.1 SENP1、SENP2和SENP6蛋白在不同组织中的表达水平

与正常对照组比较,恶性胶质瘤组恶性胶质瘤组织中SENP1、SENP2和SENP6蛋白表达水平均明显升高(P < 0.05)。见图 1表 1

Lane 1, 2: Normal control group; Lane 3, 4: Malignant glioma group. 图 1 SENP1、SENP2和SENP6蛋白在正常脑组织和恶性胶质瘤组织中表达电泳图 Fig. 1 Electrophoregram of expressions of SENP1, SENP2 and SENP6 proteinsin normal brain tissue and malignant glioma tissue
表 1 SENP1、SENP2和SENP6蛋白在正常脑组织和恶性胶质瘤组织中的表达水平 Tab. 1 Expression levels of SENP1, SENP2 and SENP6 proteinsin normal brain tissue and malignant glioma tissue
Group SENP1 SENP2 SENP6
Normal control 0.52±0.08  0.23±0.06  0.24±0.03 
Malignant glioma 0.65±0.02* 0.91±0.27* 1.20±0.35*
  *P < 0.05 vs normal control group.
2.2 SENP1、SENP2和SENP6蛋白在不同细胞中的表达水平

与正常细胞对照组比较,恶性胶质瘤细胞组LN443细胞和U343细胞中SENP1、SENP2和SENP6蛋白表达水平均明显升高(P < 0.05)。见图 2表 2

Lane 1: Cos 7 cells; Lane 2: LN443 cells; Lane 3: U343 cells. 图 2 SENP1、SENP2和SENP6蛋白在正常细胞和恶性胶质瘤细胞中表达电泳图 Fig. 2 Electrophoregram of expressions ofSENP1, SENP2 and SENP6 proteinsin normal cells and malignant glioma cells
表 2 SENP1、SENP2和SENP6蛋白在正常细胞和恶性胶质瘤细胞中的表达水平 Tab. 2 Expressions levelsof SENP1, SENP2 and SENP6 proteinsin normal cells and malignant glioma cells
Group SENP1 SENP2 SENP6
Cos7 cells 0.26±0.06  0.58±0.04  0.80±0.19 
Ln443 cells 1.44±0.15* 1.11±0.13* 1.64±0.21*
U343 cells 1.06±0.16* 0.91±0.03* 1.41±0.12*
  *P < 0.05 vs Cos7 cells group.
3 讨论

目前,对哺乳动物细胞SENPs家族的6个成员中SENP1的研究较多。有研究[11-12]表明:在前列腺癌形成过程中,SENP1mRNA和蛋白的表达水平均增加,SENP1可以通过调节基质金属蛋白酶2(MMP2)和基质金属蛋白酶9(MMP9)的表达来影响前列腺癌细胞的转移能力。而在结肠癌中,SENP1则可以通过调控低氧诱导因子1α(HIF-1α)/血管内皮生长因子(VEGF)途径来参与肿瘤血管的增生[13]。在肺癌组织中,SENP1可以下调γ-H2AX蛋白表达而促进DNA损伤[14]。也有研究[15]表明:SENP1通过调控MMP9对胰腺导管癌的转移和侵袭能力发挥着重要的作用。ZHANG等[16]发现:抑制胶质瘤细胞中SENP1的表达可以抑制肿瘤细胞的增殖,降低细胞的侵袭和转移能力。本实验同时检测了恶性胶质瘤组织和细胞中SENP1蛋白的表达水平,结果表明:与正常对照组和正常细胞对照组比较,恶性胶质瘤组织和细胞中SENP1蛋白的表达水平均明显升高。在胶质瘤细胞中的表达结果与ZHANG等[16]对胶质瘤细胞的研究结论一致,而在胶质瘤组织中的表达水平结果进一步验证了SENP1促进了胶质瘤的发生。因此,本研究在组织学和细胞学水平进一步验证了SENP1与胶质瘤发生的关系。

在蛋白的去SUMO化修饰过程中,SENP2也可能参与了肿瘤的形成过程。研究[17]显示:膀胱癌T24细胞稳定表达SENP2时,细胞的增殖、侵袭和转移能力均明显降低,而SENP2低表达则可引起MMP13活化,从而促进肿瘤细胞的迁移。当肝癌HepG2细胞和胃癌AGS细胞沉默SENP2表达时,反而促进了细胞的增殖及成瘤能力,深入研究[18-19]显示:SENP2通过介导NDRG2肿瘤抑制基因或调控Wnt/β-catenin信号转导途径来影响肿瘤的发生发展。虽然SENP2在肝癌、胃癌和膀胱癌中可能有抗肿瘤形成的作用,但本研究结果显示:SENP2在恶性胶质瘤组织和细胞中的表达均明显升高。有关神经退行性病变的研究[20]显示:SENP2表达下调或缺失会引起严重的神经功能障碍,而胶质瘤发生过程中会出现神经元功能的改变,这可能会引起SENP2的异常改变,从而导致SENP2的表达与其他肿瘤不一致。本研究结果显示:在胶质瘤的发生过程中SENP2可能起到了改变神经元功能的特殊作用,但其具体的作用机制还需要进一步的研究。

目前,SENP6在各种肿瘤发生中的作用还鲜有报道。研究[21]显示:SENP6在肝细胞癌HepG2细胞中高表达,沉默SENP6后如果用一定剂量的放射线作用于HepG2细胞,则可引起核因子κB(NF-κB)活化水平增加并激活NF-κB通路,进而促进HepG2细胞凋亡。本研究结果显示:SENP6在恶性胶质瘤组织和细胞中的表达水平均明显增加,提示SENP6可能对促进恶性胶质瘤的发生起到了重要的作用,但表达异常的SENP6调节恶性胶质瘤发生的具体机制尚不明确,仍需进一步深入研究。

综上所述,本研究检测了去SUMO化修饰蛋白SENPs家族成员SENP1、SENP2和SENP6在恶性胶质瘤组织和细胞中的表达水平,结果显示:在恶性胶质瘤组织和细胞中SENP1、SENP2和SENP6蛋白表达水平均明显增加,提示SENP1、SENP2和SENP6可能对恶性胶质瘤的发生起到明显的促进作用。恶性胶质瘤发生时涉及了明显的蛋白SUMO化和去SUMO化,但究竟哪些蛋白发生了SUMO化或去SUMO化修饰改变,还需要更多的研究来进一步证明。

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