基本信息
- 項目名稱：
- IGFBP-3促進腫瘤細胞凋亡及分子機制研究
- 小類：
- 生命科學
- 大類：
- 自然科學類學術(shù)論文
- 簡介：
- 首先，我們構(gòu)建了真核重組表達載體pCI-IGFBP3，通過脂質(zhì)體法轉(zhuǎn)染乳腺癌MCF-7細胞，人腎癌786-O細胞， 然后以流式細胞儀檢測細胞凋亡率。透射電子顯微鏡觀察凋亡細胞亞顯微結(jié)構(gòu)。同時對轉(zhuǎn)染后細胞的細胞周期進行分析,顯示分泌表達的IGFBP-3阻滯了細胞G1期，降低了S期。我們又利用qPCR定量檢測與周期相關(guān)的基因mRNA的表達情況，進一步闡明IGFBP-3與周期阻滯的關(guān)系。
- 詳細介紹：
- 胰島素樣生長因子結(jié)合蛋白 (IGFBPs) 系能與IGF-I特異性結(jié)合的一個蛋白家族。迄今為止，已發(fā)現(xiàn)6種IGFBPs (IGFBP1-6)，其中IGFBP-3在血清中含量最為豐富。IGFBP-3可通過IGF-I依賴及非IGF-I依賴方式抑制多種腫瘤細胞增殖，誘導凋亡，其IGF-I非依賴機制尚不明確。為了深入探討IGFBP-3影響腫瘤細胞凋亡的分子機制，我們從影響細胞凋亡及細胞周期兩方面開展了相關(guān)研究。 首先，我們構(gòu)建了真核重組表達載體pCI-IGFBP3，通過脂質(zhì)體法轉(zhuǎn)染乳腺癌MCF-7細胞，人腎癌786-O細胞， 然后用Annexin V-FITC/PI染色，并以流式細胞儀檢測細胞凋亡率，觀察IGFBP-3對宿主細胞的凋亡作用。結(jié)果表明分泌表達的IGFBP-3可直接作用于宿主細胞，發(fā)揮促凋亡作用。透射電子顯微鏡觀察凋亡細胞亞顯微結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)細胞核皺縮，凋亡小體明顯等特異的凋亡表型特征。同時對轉(zhuǎn)染后細胞的細胞周期進行分析,顯示分泌表達的IGFBP-3阻滯了細胞G1期，降低了S期?？梢奍GFBP-3對癌細胞的抑制作用是通過阻滯癌細胞G1期并誘導癌細胞發(fā)生凋亡而實現(xiàn)的。 我們又利用qPCR定量檢測與周期相關(guān)的cyclin D1、cyclin E1、CDK2、CDK4基因mRNA的表達情況，進一步闡明IGFBP-3與周期阻滯的關(guān)系。結(jié)果細胞中cyclin D1，CDK4的表達量明顯上調(diào)，cyclin E1的表達量明顯下調(diào)，CDK2的表達量變化不明顯，提示IGFBP-3對細胞周期的抑制作用可能是通過影響cyclin D1、cyclin E1及CDK4的表達實現(xiàn)的。總之，我們的工作為闡明IGFBP-3促凋亡的非IGF依賴的分子機制提供了新線索。
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作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 首先，我們構(gòu)建了真核重組表達載體pCI-IGFBP3，通過脂質(zhì)體法轉(zhuǎn)染乳腺癌MCF-7細胞，人腎癌786-O細胞， 然后以流式細胞儀檢測細胞凋亡率。透射電子顯微鏡觀察凋亡細胞亞顯微結(jié)構(gòu)。同時對轉(zhuǎn)染后細胞的細胞周期進行分析,顯示分泌表達的IGFBP-3阻滯了細胞G1期，降低了S期。我們又利用qPCR定量檢測與周期相關(guān)的基因mRNA的表達情況，進一步闡明IGFBP-3與周期阻滯的關(guān)系。
科學性、先進性及獨特之處
- 我們的工作為進一步開發(fā)以 IGFBP-3 為基礎(chǔ)的裸質(zhì)粒型抗腫瘤基因治療藥物及研究 IGFBP-3 在抑制腫瘤發(fā)生發(fā)展中的作用機制奠定基礎(chǔ)。同時，我們的工作也為闡明IGFBP-3促凋亡的非IGF依賴的分子機制提供了新線索。
應(yīng)用價值和現(xiàn)實意義
- 我們的工作為進一步開發(fā)以 IGFBP-3 為基礎(chǔ)的裸質(zhì)粒型抗腫瘤基因治療藥物及研究 IGFBP-3 在抑制腫瘤發(fā)生發(fā)展中的作用機制奠定基礎(chǔ)。同時，我們的工作也為闡明IGFBP-3促凋亡的非IGF依賴的分子機制提供了新線索。
學術(shù)論文摘要
- 胰島素樣生長因子結(jié)合蛋白 (IGFBPs) 系能與IGF-I特異性結(jié)合的一個蛋白家族，其中IGFBP-3在血清中含量最為豐富。IGFBP3抑制多種腫瘤細胞增殖，誘導凋亡IGF-I的非依賴機制尚不明確。 首先，我們構(gòu)建了真核重組表達載體pCI-IGFBP3，通過轉(zhuǎn)染乳腺癌MCF-7細胞，人腎癌786-O細胞， 然后用以流式細胞儀檢測細胞凋亡率，觀察IGFBP-3對宿主細胞的凋亡作用。結(jié)果表明IGFBP-3可發(fā)揮促凋亡作用。透射電子顯微鏡觀察凋亡細胞亞顯微結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)細胞核皺縮，凋亡小體等特異的凋亡表型特征。同時對轉(zhuǎn)染后細胞的細胞周期進行分析,顯示分泌表達的IGFBP-3阻滯了細胞G1期，降低了S期。 我們又利用qPCR定量檢測與周期相關(guān)的基因mRNA的表達。結(jié)果細胞中cyclin D1，CDK4的表達量明顯上調(diào)，cyclin E1的表達量明顯下調(diào)，CDK2的表達量變化不明顯，提示IGFBP-3對細胞周期的抑制作用可能是通過影響cyclin D1、cyclin E1及CDK4的表達實現(xiàn)的?？傊覀兊墓ぷ鳛殛U明IGFBP-3促凋亡的非IGF依賴的分子機制提供了新線索。
獲獎情況
- 無
鑒定結(jié)果
- 無
參考文獻
- [1] Grimberg A，Cohen P. Role of insulin-like growth factors and their binding proteins in growth control and carcinogenesis [J]. Journal of Cellular Physiology，2000；183（1）：1~9 [2] 童坦君.營養(yǎng)不良影響幼兒生長的分子生物學基礎(chǔ)：胰島素樣在生長因子基因表達 [J].生理科學進展，1995，26：144 [3] 劉寶英，王會信.胰島素生長因子研究進展 [J].國外醫(yī)學分子生物學分冊.1996，18：103~106 [4] 李玉鳳，王雪，戴皓潔，等.2型糖尿病腎病患者血清IGF-Ⅰ、IGFBP-3的研究 [J]. 北京醫(yī)學，2005，27，6：360~361 [5] 王虹，萬毅新.IGF-1及IGFBP-3在腫瘤中的研究進展 [J].《國外醫(yī)學內(nèi)科學分冊》，2004，08 [6] Baxter RC. Signalling pathways involved in antiproliferative effects of IGFBP-3 [J]. Journal of Clinical Pathology：molecular pathology，2001，54：145~148
同類課題研究水平概述
- 目前癌癥是世界上最難征服的疾病之一，IGFBP-3 作為一個抑制生長、誘導凋亡的抗癌分子，能有效抑制多種腫瘤細胞生長，成為目前頗有前景的抑癌新藥，已經(jīng)越來越引起人們的關(guān)注。 IGFBP-3 作為血液中主要的 IGF-I 結(jié)合蛋白，除了承擔 IGF-I 運轉(zhuǎn)蛋白功能，對 IGF-I 的活性起主要的調(diào)控作用外，即以 IGF-I 非依賴的方式對多種細胞起到抑制增殖，促進凋亡作用。 國外對 IGFBP-3 的研究較為深入，IGFBP-3 對癌癥的臨床前試驗取得良好效果，目前已進入Ⅰ期臨床。但目前尚未有將其應(yīng)用于基因治療方面的報道。在94屆美國癌癥研究協(xié)會（AACR）年會上，Insmed公司公布了其研究 rhIGFBP-3 對肺癌、乳腺癌和結(jié)腸癌等三種腫瘤的抑制效果。該研究發(fā)現(xiàn) rhIGFBP-3 作為單劑量治療可以使肺癌的腫瘤生長被抑制70％；在乳腺癌小鼠模型中，rhIGFBP-3 能增強紫杉醇的作用（從33％提高到61％）；在大腸癌小鼠模型中，rhIGFBP-3 能使腫瘤生長減慢25％。實驗中未發(fā)現(xiàn) rhIGFBP-3 的嚴重副作用。在腎癌細胞中，IGFBP-3 可以作為負調(diào)控因子對細胞的生長起抑制作用。Cheung 等人發(fā)現(xiàn) SN12K1 細胞 (來源于轉(zhuǎn)移的腎細胞癌) 可表達內(nèi)源性的 IGFBP-3，且自分泌的 IGFBP-3 能抑制細胞生長。 但是目前，國內(nèi)對 IGFBP-3 的研究多是將其作為臨床疾病的診斷指標，對其功能研究較少。本研究所構(gòu)建的 pCI-IGFBP3 重組真核表達載體在細胞水平的成功分泌表達及其明顯的凋亡誘導效果在國內(nèi)外尚無此方面的報道，本工作為進一步開發(fā)裸質(zhì)粒型抗腫瘤基因治療藥物及探討IGFBP-3 促進細胞凋亡的分子機制奠定了基礎(chǔ)。 本研究首次對IGFBP-3誘導786-O ，MCF-7細胞的細胞周期阻滯展開了研究，結(jié)果顯示IGFBP-3通過阻滯細胞G1期發(fā)揮促凋亡作用，熒光定量 PCR檢測與周期相關(guān)基因的變化，提示IGFBP-3對細胞周期的阻滯作用主要是通過影響cyclin D1、cyclin E1、CDK4的表達實現(xiàn)的?？傊狙芯繛樯钊胩接慖GFBP-3促腫瘤細胞凋亡的分子機制提供了新思路。
