叶酸对MNNG诱导的哈族食管上皮细胞恶变的干预作用及表观遗传学机制研究

发布时间：2018-03-02 03:08

本文关键词： DNA甲基化转移酶1 叶酸甲基硝基亚硝基胍表观遗传学哈萨克族信号通路　出处：《新疆医科大学》2017年博士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：目的:1)构建哈族食管上皮DNA甲基化转移酶1(DNMT1)高表达细胞株模型,为今后食管癌发生机制研究提供重要的研究工具;2)探讨DNMT1高表达在N-甲基-N'-硝基-N-亚硝基胍(MNNG)致哈族食管上皮细胞恶性转化中的作用,并构建哈族食管上皮DNMT1高表达细胞的恶性转化细胞模型,为今后深入探讨食管癌发生机制提供稳定的、简单易行的实验操作方法和研究工具;3)探讨叶酸在M N N G致哈族食管上皮细胞恶性转化中的干预作用和表观遗传学机制以及Wnt/β-catenin信号转导通路调控机制中的作用,为哈族食管癌的防治提供理论依据。方法:1)采用TALE技术将构建的p XanthoT M V.b a s i c.p u r o-W V 0 1 3 3、p XanthoTMV.basic.puro-WV0132和p XanthoTMV.basic.puro-WV072质粒转染至哈族食管上皮细胞,并利用嘌呤霉素对DNMT1高表达细胞进行筛选,通过荧光显微镜、RT-PCR和Western blot法检测细胞转染情况和目的基因DNMT1的表达情况;2)采用MTT法和克隆形成实验确定MNNG的恶性转化剂量;采用隔代染毒,每次染毒1小时的方法对细胞进行染毒,之后取不同代次细胞行软琼脂集落形成实验,观察不同染毒次数和传代次数的细胞集落形成情况,并克隆扩大培养哈族食管上皮细胞-zhz(恶性转化细胞);裸鼠成瘤实验选用SPF级BALB/c-nu裸鼠24只,按照随机化原则分为3组,即对照组(生理盐水组),哈族食管上皮DNMT1高表达细胞组和哈族食管上皮DNMT1高表达细胞转化细胞组(哈族食管上皮细胞-zhz),每组8只,调整细胞浓度为1×106个/m L,按0.2m L/只的剂量接种于裸鼠靠近右侧背部皮下,4周后观察哈族食管上皮DNMT1高表达细胞及其转化细胞(哈族食管上皮细胞-zhz)恶变程度,并进行组织病理学检测;3)采用高效液相色谱法(HPLC)测定基因组DNA整体甲基化水平改变;采用甲基化特异性PCR(MSP)法、RT-PCR和Western Blot法检测叶酸代谢相关基因(MTHFR和CBS)、DNA修复基因(MGMT)和肿瘤相关基因(P16、RASSF1A和FHIT)等6个基因甲基化状态、m RNA和蛋白表达水平改变;4)采用RT-PCR及Western Blot法检测Wnt/β-catenin信号转导通路中关键因子(β-catenin、APC和TCF)mRNA及蛋白表达水平改变。结果:1)pXanthoTMV.basic.puro-WV0133和pXanthoTMV.basic.puro-WV0132质粒转染组细胞DNMT1 mRNA表达水平是正常细胞组的1.786倍和2.721倍,dnmt1蛋白表达水平是正常细胞组的2.734倍和3.100倍;其中,pxanthotmv.basic.puro-wv0132质粒转染组细胞dnmt1mrna和蛋白表达水平较高;2)随着mnng染毒次数和细胞传代次数的增加,细胞形态趋向不规则形,接触抑制逐渐消失,耐受性逐渐增强,生长速度逐渐增加。染毒14次第27代的哈族食管上皮dnmt1高表达细胞在软琼脂上出现细胞集落,中央凸起,由多层细胞组成,而哈族食管上皮细胞未出现阳性结果,细胞固缩死亡。接种哈族食管上皮转化细胞-zhz的裸鼠出现肿瘤包块,经组织病理学鉴定为鳞癌;3)在终浓度为1.500×10-5mol/lmnng致癌物的长期暴露之下,(1)随着叶酸浓度的增加,哈族食管上皮细胞和dnmt1高表达细胞dna整体甲基化水平逐渐升高(p0.01)和dnmt1酶活性逐渐降低(p0.01);随着作用时间的延长,哈族食管上皮细胞和dnmt1高表达细胞dna整体甲基化水平逐渐降低(p0.01),dnmt1酶活性逐渐升高(p0.01);在相同条件下,晚期阶段的哈族食管上皮细胞dna整体甲基化水平高于哈族食管上皮dnmt1高表达细胞组,差异有统计学意义(t早=0.696,p=0.494;t中=0.605,p=0.551;t晚=2.746,p=0.012);(2)叶酸浓度的增加对哈族食管上皮细胞和dnmt1高表达细胞mthfr、rassf1a和fhit(除哈族食管上皮细胞外)基因甲基化状态有影响,表现为在叶酸高浓度剂量时,mthfr、rassf1a和fhit甲基化出现逆转现象,而对cbs、mgmt和p16基因甲基化状态无影响;(3)随着叶酸浓度的增加,哈族食管上皮细胞和dnmt1高表达细胞mthfr、cbs、mgmt、p16、rassf1a和fhit基因mrna和蛋白表达水平逐渐增加(p0.01);随着作用时间的延长,细胞mthfr、cbs、mgmt、p16、rassf1a和fhit基因mrna和蛋白表达水平逐渐降低(p0.01);在相同条件下,哈族食管上皮细胞mthfr、cbs、mgmt、p16、rassf1a和fhit基因mrna和蛋白表达整体上高于哈族食管上皮dnmt1高表达细胞(p0.01);4)随着叶酸浓度的增加,哈族食管上皮细胞和dnmt1高表达细胞wnt/β-catenin信号转导通路中关键因子β-catenin和tcf基因mrna和蛋白表达水平逐渐降低,apc基因逐渐增加,呈现出浓度依赖关系;随着干预时间的延长,各叶酸浓度组细胞β-catenin和tcf基因mrna和蛋白表达水平均逐渐增加趋势,apc基因逐渐降低,呈现出时间依赖关系;在相同条件下,哈族食管上皮细胞β-catenin和tcfmrna和蛋白表达水平低于哈族食管上皮dnmt1高表达细胞,apc基因mrna和蛋白表达水平高于哈族食管上皮dnmt1高表达细胞。结论:1)采用tale技术成功构建了哈族食管dnmt1高表达细胞株模型,为今后致癌机制研究提供了重要的研究工具;2)成功构建了哈族食管上皮dnmt1高表达细胞的恶性转化细胞模型,dnmt1高表达对细胞的恶性转化起到促进作用,可使细胞发生恶性转化的时间缩短;3)与哈族食管上皮细胞相比,哈族食管上皮dnmt1高表达细胞更易受到mnng和低剂量叶酸的损害作用影响,提示高浓度叶酸可降低MNNG对细胞的损伤,可逆转表观遗传学指标的改变,对细胞的不良反应起到一定的拮抗作用;4)充足的叶酸可抑制MNNG对细胞Wnt/β-catenin信号转导通路的活化,从而达到抑制细胞不良反应的作用。
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【学位授予单位】：新疆医科大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：R735.1

【参考文献】