弥漫性胶质瘤是最常见的中枢神经系统恶性肿瘤,占中枢神经系统恶性肿瘤的80%[1]。世界卫生组织(WHO)根据其组织学和分子特征将它们归类为Ⅰ~Ⅳ级[2]。Ⅳ级胶质母细胞瘤(GBM)最具侵袭性,且中位生存期较差[3]。p53被认为是一个关键的肿瘤抑制基因,其功能障碍对肿瘤发生具有重要影响[4]。p53基因发生突变的肿瘤约占人类肿瘤的50%,一些p53突变体具有促进肿瘤发生发展的特性[5]。缝隙连接由连接蛋白组成,连接蛋白是一种跨膜蛋白,可组装成质膜中的通道[6]。缝隙连接信号负责相当大比例的细胞通讯,通过与相邻细胞形成的缝隙连接,可向邻近细胞递送和交换小分子肽、离子、内源核酸和其他细胞代谢物。因此,缝隙连接的异常表达可以改变细胞的新陈代谢,影响肿瘤的发生和进展[7]。连接蛋白43(Connexin 43)是目前发现细胞膜上表达最丰富的连接蛋白[8]。它能调节包括增殖在内的多种细胞功能活动[9],其表达异常会引起癌症等多种病理变化[10]。有研究表明,Connexin 43可以促进胶质母细胞瘤的侵袭[11]。但胶质母细胞瘤中p53突变和Connexin 43的调节关系目前尚不明确。本实验选用p53野生型的U87细胞[12]和p53突变型的U251细胞[13],检测Connexin 43的表达,旨在探讨p53基因突变对胶质母细胞瘤细胞Connexin 43表达的影响。
1 材料与方法 1.1 实验材料本实验所用细胞为人胶质母细胞瘤U87细胞与U251细胞,均为贴壁生长的细胞,其中U87细胞为p53野生型细胞,而U251细胞则为p53突变型细胞。高糖DMEM细胞培养液购于以色列Biological Industries公司,胎牛血清购于北京全式金生物技术有限公司,青链霉素合剂购于北京索莱宝公司,p53抗体、Connexin 43抗体和GAPDH抗体均购于美国CST公司,羊抗兔IgG-HRP购于上海爱必信生物科技有限公司。
1.2 实验方法 1.2.1 细胞培养将U87与U251细胞分别接种于含体积分数0.01青链霉素合剂和体积分数0.10胎牛血清的高糖DMEM培养液中,置于37 ℃、含体积分数0.05 CO2的培养箱中培养,待细胞融合度达80%~90%时,用胰酶消化2~3 min,加入等量的完全培养液终止消化,收集到15 mL的离心管中,以1 000 r/min离心5 min后丢弃上清液,加入新的完全培养液,用吸管轻轻吹打50~80次后充分悬浮细胞,转移到新的培养瓶中进行培养。
1.2.2 Western blotting检测p53和Connexin 43蛋白的表达将U87细胞和U251细胞悬液按照每孔1×108/L的密度分别接种于6孔板中,待细胞融合度达到80%左右时将6孔板从培养箱中取出,每孔加入100 μL裂解液在冰上裂解30 min后提取两种细胞的蛋白。加入5×Loading Buffer,在水中煮沸10 min变性后进行十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)。每个凝胶孔的蛋白上样量为20 μg,用90 V的稳定电压进行电泳,用300 mA的稳定电流转膜90 min,根据所需目的蛋白的分子量对PVDF膜进行剪裁,然后以10 g/L的脱脂奶粉封闭90 min,分别加入p53抗体(1∶1 000)、Connexin 43抗体(1∶1 000)以及GAPDH抗体(1∶10 000)4 ℃孵育过夜。用TBST溶液漂洗3次(每次10 min)之后加入二抗(1∶10 000)室温孵育60 min,再用TBST溶液漂洗3次。用ECL化学发光液进行显影并拍照。使用Image J软件分析p53、Connexin 43和GAPDH条带的灰度值,目的蛋白的表达水平以p53、Connexin 43与GAPDH的比值表示。
1.3 统计学方法利用GraphPad Prism软件对数据进行统计学分析,计量资料以x±s表示,两组比较采用两独立样本t检验,P < 0.05认为差异具有统计学意义。
2 结果 2.1 两种细胞中p53蛋白表达的比较Western blotting结果显示,U87和U251细胞中p53蛋白的相对表达水平分别为1.280±0.227和0.570±0.080(n=6)。与U87细胞相比较,U251细胞中p53蛋白的表达水平明显降低,差异具有统计学意义(t=2.948,P < 0.05)。见图 1。
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图 1 Western blotting检测两种细胞内p53蛋白的表达 |
Western blotting检测结果显示,U87细胞和U251细胞中Connexin 43蛋白的相对表达水平分别为0.370±0.096和0.820±0.131(n=6)。与U87细胞相比较,U251细胞中Connexin 43蛋白的表达水平明显升高,差异具有统计学意义(t=2.771,P < 0.05)。见图 2。
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图 2 Western blotting检测两种细胞内Connexin 43蛋白的表达 |
胶质母细胞瘤是目前最常见和最具侵袭性的成人脑肿瘤,容易复发而且预后较差,5年生存率仅为5%[14],主要原因是由于肿瘤的广泛浸润、细胞异质性以及放化疗抗性[15-17]。p53是如今研究最广泛的肿瘤抑制因子之一,它能调节各种细胞过程,包括细胞的侵袭与增殖[18]。在正常情况下,p53的活性维持在基础水平,但这种活性可能会在不同的应激条件下增加,例如不同类型的DNA损伤和致癌性损伤[19]。所以p53通路的失调被认为是肿瘤发生中的关键事件,在大多数的人类癌症中,p53出现下调或突变[5]。
有研究表明,在人类前列腺癌细胞中,Connexin 43蛋白的表达随着肿瘤细胞恶性程度的增加而升高,其在肿瘤内的分布发生变化,并与细胞侵袭之间存在相关性[20]。但也有研究发现,在胰腺导管腺癌细胞中,p53突变体可以通过促进Connexin 43蛋白的降解来增强细胞的迁移侵袭能力[21]。而在胶质母细胞瘤细胞中,Connexin 43的表达增加可以增强细胞的侵袭能力,敲除U87细胞中的Connexin 43则会显著降低细胞的侵袭能力[22]。因此,胶质母细胞瘤细胞中依赖于Connexin 43的细胞通讯,可能是促进胶质母细胞瘤侵袭的一个重要因素。本实验结果显示,与U87细胞相比,U251细胞中Connexin 43蛋白的表达显著升高,表明p53基因的突变可能会导致胶质母细胞瘤细胞中Connexin 43蛋白的表达升高。有研究显示,U251细胞在体内比U87细胞具有更强的侵袭性和浸润性[23],该特性是否与Connexin 43表达上调有关有待进一步研究。本研究后续将探讨p53突变调控Connexin 43的机制及与胶质瘤发展的关系,以期为靶向治疗胶质母细胞瘤提供实验数据。
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