吉林大学学报(医学版)  2016, Vol. 42 Issue (05): 932-936

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曹让娟, 李凯, 邢琬莹, 王悦书, 于维, 吴广智, 崔树森, 李强
CAO Rangjuan, LI Kai, XING Wanying, WANG Yueshu, YU Wei, WU Guangzhi, CUI Shusen, LI Qiang
Disabled-1在人乳腺癌细胞中的表达及其对细胞周期的影响
Expression of Disabled-1 in human breast cancer cells and its role in cell cycle
吉林大学学报(医学版), 2016, 42(05): 932-936
Journal of Jilin University (Medicine Edition), 2016, 42(05): 932-936
10.13481/j.1671-587x.20160518

文章历史

收稿日期: 2016-04-12
Disabled-1在人乳腺癌细胞中的表达及其对细胞周期的影响
曹让娟1, 李凯2, 邢琬莹3, 王悦书1, 于维1, 吴广智1, 崔树森1, 李强1     
1. 吉林大学中日联谊医院手外科, 吉林 长春 130033;
2. 吉林大学中日联谊医院麻醉科, 吉林 长春 130033;
3. 吉林大学中日联谊医院乳腺外科, 吉林 长春 130033
[摘要]: 目的: 探讨Disabled-1(Dab1)基因在乳腺上皮细胞及乳腺癌细胞中的表达情况,并阐明Dab1对乳腺癌细胞周期的影响。 方法: 体外培养永生化的乳腺上皮细胞MCF-10A及乳腺癌细胞MCF-7、BT-549和MDA-MB-231,实时荧光定量(Real-time PCR)法检测MCF-10A、MCF-7、BT-549和MDA-MB-231细胞中Dab1 mRNA的表达水平,Western blotting法检测Dab1蛋白的表达水平。取对数生长期的BT-549细胞,分为对照组、转染pKH3组和转染pKH3-Dab1组,采用流式细胞术检测各组细胞周期的变化情况。 结果: Real-time PCR法检测,与MCF-10A细胞(0.998±0.020)比较,乳腺癌细胞MCF-7(0.504±0.037)、BT-549(0.302±0.027)和MDA-MB-231(0.330±0.031)中Dab1 mRNA相对表达水平明显下降(P<0.05)。Western blotting法检测,与MCF-10A细胞(0.227±0.021)比较,乳腺癌细胞MCF-7(0.134±0.014)、BT-549(0.076±0.01)和MDA-MB-231(0.074±0.005)中Dab1蛋白表达水平明显下调(P<0.05)。流式细胞术检测,与对照组和转染pKH3组比较,转染pHK3-Dab1组BT-549细胞出现细胞周期G1期阻滞。 结论: Dab1在体外培养乳腺癌细胞系中表达下调,Dab1过表达可阻滞乳腺癌细胞G1细胞周期进展。
关键词Dab1基因     人乳腺癌细胞     细胞周期     G1期阻滞    
Expression of Disabled-1 in human breast cancer cells and its role in cell cycle
CAO Rangjuan1, LI Kai2, XING Wanying3, WANG Yueshu1, YU Wei1, WU Guangzhi1, CUI Shusen1, LI Qiang1     
1. Department of Hand Surgery, China-Japan Union Hospital, Jilin University, Changchun 130033;
2. Department of Anesthesiology, China-Japan Union Hospital, Jilin University, Changchun 130033;
3. Department of Breast Surgery, China-Japan Union Hospital, Jilin University, Changchun 130033, China
[Abstract]: Objective: To explore the expressions of Disabled-1(Dab1) in human breast epithelial cells and breast cancer cells, and to clarify its role in cell cycle. Methods: Real-time PCR was used to analyze the Dab1 mRNA expressions in breast epithelial cells MCF-10A and breast cancer cells MCF-7, BT-549, and MDA-MB-231. The Dab1 protein expressions in those cells were tested by Western blotting method. The BT-549 cells at logarithmic growth phase were divided into control, pKH3, and pKH3-Dab1 groups; the cell cycle was investigated by flow cytometry. Results: The Real-time PCR results showed that the Dab1 mRNA expression levels in MCF-7 cells (0.504±0.037), BT-549 cells (0.302±0.027), and MDA-MB-231 cells (0.330±0.031) were reduced compared with MCF-10A cells (0.998±0.020) (P<0.05). The Western blotting results showed that the Dab1 protein expression levels in breast cancer cells MCF-7 (0.134±0.014), BT-549 (0.076±0.01), and MDA-MB-231 (0.074±0.005) were reduced compared with MCF-10A cells (0.227±0.021) (P<0.05). Compared with control group and pKH3 group, the cell cycle in pKH3-Dab1 group was inhibited at G1 phase detected by flow cytometry analysis. Conclusion: The expression of Dab1 is down-regulated in breast cancer cells, and the over-expression of Dab1 can inhibit the cell cycle at G1 phase.
Key words: Dab1     human breast cancer cell     cell cycle     G1 phase inhibition    

Dab1(Disabled-1,Dab1)基因编码含有555个氨基酸的细胞内重要的衔接蛋白,其N端具有磷酸酪氨酸结合/蛋白相互作用结构域(PTB/PI domain),该结构域可与多个含有NPxY的跨膜蛋白结合[1]。现有的关于Dab1的功能研究主要集中在神经系统发育中,其在肿瘤中作用的研究较少。人类的Dab1基因位于1p32.2染色体环的不稳定区域(普通型脆性位点,common fragile sites,CFS),即基因缺失和修饰活跃区域,其在脑胶质瘤和子宫内膜癌中表达下调[2],但关于Dab1在乳腺癌进程中的作用并不十分清楚,尚未见相关文献报道。本研究检测Dab1基因在乳腺癌细胞中的表达情况及在乳腺癌BT-549细胞中外源过表达Dab1后其对细胞周期的影响,探讨Dab1与乳腺癌发生发展的关系。

1 材料与方法 1.1 细胞、主要试剂和仪器

人正常乳腺上皮细胞MCF-10A,乳腺癌细胞系MCF-7、BT-549和MDA-MB-231购自上海细胞库。胎牛血清、马血清、MEM培养基、DMEM/F12培养基、RPMI-1640培养基和EDTA-胰酶购于美国Gibco公司;L15培养基、细胞因子EGF、糖皮质激素、霍乱毒素、胰岛素、鼠源Actin单克隆抗体、青霉素和链霉素等购于美国Sigma公司;兔源Dab1抗体购于Millipore公司;Lipofectamine 2000和PI染色试剂盒购于美国Invitrogen公司;M-MLV逆转录试剂盒购于美国Promega公司;SYBR染料法荧光定量试剂盒购于日本TaKaRa公司;pKH3和pKH3-Dab1质粒由Peggy教授惠赠。StepOne PlusTM(美国ABI公司),Bio-Rad垂直电泳槽(ZY057912)和转印槽(ZY057909)(美国Bio-Rad公司),流式细胞仪(FACSCalibur,美国BD公司)。

1.2 细胞培养和转染

MCF-10A培养基为DMEM/F12,同时添加5%马血清、20 μg·L -1细胞因子 EGF、0.5 mg·L-1糖皮质激素,100 μg·L-1 霍乱毒素,10 mg·L-1胰岛素及青霉素和链霉素;MCF-7和BT-549细胞用含有10%胎牛血清的MEM及RPMI-1640培养基,在37℃、5% CO2的培养箱中培养。MDA-MB-231细胞用含有10%L15的培养基在37℃、无CO2的培养箱中培养[3]。当细胞贴壁生长达到板底的80%~90%时进行胰酶消化,吹散为单细胞,1 000 r·min-1离心,培养基重悬后传代培养。对数生长期的细胞,按照每孔1×105个细胞接种到6孔板,12~16 h后进行Lipofectamine 2000转染。250 μLopti-MEM中加入4 μg pKH3或pKH3-Dab1质粒,轻轻混匀;再取250 μL opti-MEM,加入10 μL Lipofectamine 2000,轻轻混匀,室温静止5 min。轻轻混匀Lipofectamine 2000和稀释的质粒,室温静止15 min,轻轻滴加到细胞培养板中,37℃、5% CO2的培养箱中培养[4]。4~6 h后更换新鲜培养基,36 h后进行流式细胞术检测。

1.3 Real-time

PCR检测Dab1mRNA表达 ① RNA提取:细胞长满到80%~90%时,Trizol试剂盒提取细胞中总RNA,纯化后溶解在DEPC水中,分光光度计测量RNA的浓度及其纯度[A(260/280)值介于1.8~2.0]。② cDNA合成:采用M-MLV逆转录试剂盒,取1 μg提取的总RNA到DEPC处理过的PCR小管,置于70℃的热水浴中孵育10 min后分别加入反转录5×缓冲液、dNTP混合物、核苷酸酶抑制剂、M-MLV反转录酶和随机引物,42℃孵育30 min,95℃ 、5 min,4℃、5 min,反转录的cDNA可以直接用于PCR或于-20℃保存。③Real-time PCR反应:选用SYBR染料法荧光定量试剂盒,引物序列:Dab1基因正向引物,5′-AACCAGCGCCAAGAAAGACT-3′,反向引物,5′-GCAACAACGCCCTTGAGTTT-3′;Actin基因正向引物,5′-AGCCTCGCCTTTGCCGA-3′,反向引物,5′-CTGGTGCCTGGGGCG-3′;20 μL反应体系:SYBR Premiex 10 μL,正向、反向引物各0.4 μL,ROX Dye Ⅱ 0.4 μL,DNA模板1.0 μL (50~100 ng),蒸馏水7.8 μL。反应条件:95℃、30 s,95℃、5 s,60℃、 35 s,95℃、 15 s,60℃、60 s,95℃、15 s,40个循环。获得Ct值后,按照2-ΔΔCt法计算Dab1mRNA相对表达水平,将MCF-10A细胞中Dab1表达水平标准化为1。

1.4 Western

blotting检测Dab1蛋白表达水平 收集融合度为80%~90%的细胞,PBS洗2次,预冷的RIPA蛋白裂解液提取细胞总蛋白,离心取上清,测定蛋白浓度,加入5×loading buffer,沸水中煮5 min。配制10%分离胶,5%浓缩胶,每孔上样量60 μg。5% BSA封闭结束后,一抗Dab1(1∶1 000)和Actin(1∶3 000)于4℃过夜,TBST洗3次,加入相应二抗,室温1 h,TBST洗3次,ECL发光底物进行曝光检测目的条带。 Gel-pro analyzer对条带进行积分光密度(IA)分析,以Actin为对照,获得MCF-10A、MCF-7、BT-549和MDA-MB-231的比值(IADab1/IAActin)。

1.5 流式细胞术检测细胞周期

收集细胞,预冷PBS洗2次,预冷70%乙醇4℃固定过夜,离心收集细胞,预冷PBS洗1次,加入500 μL含50 mg·L-1溴化乙锭(PI)的PBS缓冲液,加入100 mg·L-1RNase A和0.2% Triton X-100,4℃避光孵育30 min,流式细胞术检测分析细胞周期分布。

1.6 统计学分析

采用SPSS 17.0统计软件进行统计学分析。各组细胞中Dab1 mRNA和蛋白相对表达水平以x±s表示,多组间样本均数比较采用单因素方差分析。以P<0.05表示差异有统计学意义。

2 结 果 2.1 Dab1在乳腺癌细胞中的表达水平

Real-time PCR法检测结果显示:将正常乳腺上皮细胞MCF-10A中Dab1mRNA表达水平标准化为1,MCF-7、BT-549和MDA-MB-231中Dab1mRNA相对表达水平分别为0.504±0.037、0.302±0.027和0.33±0.031(图 1A);与MCF-10A细胞比较,MCF-7、BT-549和MDA-MB-231细胞中Dab1 mRNA表达水平明显下调(P<0.05)。Western blotting法检测结果显示:MCF-10A细胞中有较丰富的Dab1表达,而MCF-7、BT-549和MDA-MB-231细胞中Dab1表达水平较低(图 1B)。Gel-Pro analyzer对条带进行光密度分析,以Actin为对照,MCF-10A、MCF-7、BT-549和MDA-MB-231的IA比值分别为0.227±0.021、0.134±0.014、0.076±0.010和0.074±0.005;与MCF-10A细胞 比较,MCF-7、BT-549和MDA-MB-231细胞中Dab1蛋白表达水平明显降低(P<0.05)(图 1C)。

图 1 Dab1在乳腺癌细胞中的表达 Figure 1  Expressions of Dab1 in human breast cancer cells
2.2 流式细胞术检测细胞周期

Western blotting 法检测结果表明:BT-549细胞转染pKH3-Dab1后,Dab1蛋白表达水平升高(图 2A)。将未处理的对照组、转染pKH3组及转染pKH3-Dab1组BT-549细胞进行流式细胞术检测,结果显示:与对照组(29.29%)和转染pKH3组(37.12%)比较,转染pKH3-Dab1组BT-549细胞G1期百分比(56.58%)增加,出现G1期阻滞(图 2B)。

图 2 各组细胞中Dab1蛋白表达和细胞周期改变 Figure 2 Expressions of Dab1 in cells and changes of cell cycle in various groups
3 讨 论

目前,关于Dab1功能的研究主要集中在大脑皮层发育过程中神经元的迁移和定位上。Dab1在发育的中枢神经系统中高表达,是Reelin信号通路中的关键成员[5],可维持微管稳定性、促进皮层神经元的迁移[6]。然而,Dab1在肿瘤中的作用研究较少。已有研究[7-10]表明:一些与微管稳定性相关的蛋白,如MAP-2、LC3、Tau 和CDK5等在肿瘤的生长或转移中发挥着重要的作用。因此,推测Dab1可能与肿瘤的发生发展相关。

McAvoy等[2]报道:Dab1基因定位于一个大的基因组不稳定区域,该区域为基因缺失和修饰活跃区,相似基因如FHIT (1.5 Mb)、WWOX (1.0 Mb)、 GRID2 (1.36 Mb)、PARK2 (1.3 Mb)和RORA (730 kb)等,这些基因在许多肿瘤中呈失活状态,其中FHIT和WWOX已经被证明为抑癌基因。因此,定位于染色体环1p32.2CFS区域的Dab1基因是否也有抑癌基因的作用值得深入探究。已有文献[2]初步报道了Dab1在脑胶质瘤和子宫内膜癌中表达下调,但至今为止,关于Dab1在乳腺癌细胞中的表达情况及其对乳腺癌进程的作用并不十分清楚。

本研究利用Real-time PCR和Western blotting法,分别在mRNA和蛋白水平对Dab1的表达进行检测,所选用细胞系分别为正常的乳腺上皮细胞系MCF-10A[11]、恶性度较低的MCF-7[12]、恶性度高的BT-549和MDA-MB-231细胞[13-14],结果显示:正常乳腺上皮细胞中Dab1表达丰富,恶性度较低的MCF-7中表达下调,恶性度高的BT-549和MDA-MB-231中下调幅度更大。本研究结果表明:Dab1在乳腺癌细胞中表达 下调,且初步提示Dab1的表达与乳腺癌恶性度密切相关,目前尚未有关于Dab1与肿瘤恶性程度存在相关性的报道,这一创新性发现将在后期大量的临床乳腺癌组织样本中进行验证。

在细胞中过表达Dab1可抑制肿瘤细胞的生长[2]。因此,本文作者进一步对Dab1的作用机制进行深入研究: 将外源Dab1基因转入BT-549细胞,在确定BT-549细胞中外源Dab1表达后,采用流式细胞术检测细胞周期的变化。本研究结果显示:转染pKH3空载体的细胞与未处理细胞周期分布相似,而转染pKH3-Dab1的细胞出现G1期阻滞,说明Dab1在正常细胞中的表达对调控细胞的正常周期发挥着必不可少的作用。

综上所述,Dab1在乳腺癌中表达下调,且Dab1对正常细胞周期发挥调控作用,提示Dab1是一个潜在的抑癌基因,可能为肿瘤治疗的新靶点。但关于Dab1的表达趋势在临床乳腺癌组织中是否一致以及Dab1表达下调的机制、下调的Dab1对乳腺癌细胞周期的具体作用机制等仍需进一步探讨。

参考文献
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