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多效生长因子对基质金属蛋白酶3,10的负调控作用

来源:世旅网
维普资讯 http://www.cqvip.com 28 生 物 技 术 通 讯 LETFERS IN BIOTECHNOLOGY Vo1.19 No.1 Jan.,2008 文章编号:1009—0002(2008)01-0028—03 研究报告 多效生长因子对基质金属蛋白酶3,1O的负调控作用 张博la,lb,胡迎春h,杨柳 ,李刚h,李晓兵 ,吴德昌h,霍艳英 I、军事医学科学院a.放射与辐射医学研究所,北京100850;b.附属医院,北京100071: 2.重庆医科大学病理学教研室,重庆400016 [摘要] 目的:研究多效生长因子对基质金属蛋白酶(MMP)3、10的负调控作用。方法:用RT—PCR、Northern印迹比较对照 与多效生长因子沉默细胞中MMP3、MMP10的表达;在多效生长因子沉默细胞培养液中加入50 ng/mL多效生长因子,检测 MMP3、MMP10的表达。结果:多效生长因子缺失细胞中MMP3、MMP10高表达;而在其中添加多效生长因子之后,MMP3、 MMP10的表达基本被完全抑制。结论:多效生长因子对MMP3、MMP10有负调控作用。 [关键词] 多效生长因子;基质金属蛋白酶;负调控 [中图分类号]Q75 [文献标识码]A Pleiotrophin Negative Regulate the Matrix Metalloproteinase 3 and 10 ZHANG Bo HU Ying-Chun YANG Liu2 LI G硎 LI Xiao-Binga b. De-Chang1%HUO Yan-Yinga 1. Institute of Radiation Medicine,Beijing 100850;b.Affiliated Hospital,Beijing 10007 1;Academy of Military Medical Science;2.Department of Pathology,Chongqing Medical University,Chongqing 400016;China [Abstract]0bjective:To investigate the transcription regulation of matrix metalloproteinase(MMP)3,10 by pleiotrophin (PTN). Methods:The mRNA expression levels of MMP3, MMP10 were compared between control and PTN knocking down MEF cells by RT—PCR and Northern Blot.Then.50 ng/mL PTN was added in culture medium of the PTN knock— ing down MEF cells to investigate the effect of pleiotrophin on the transcription of MMP3, MMP10. Results: MMP3, MMP10 expressed higher in the cell that PTN was absence.but they expressed lower after the PTN effeeted.Conclusion: PTN negative regulated the expression of MMP3 and MMP10. [Key words]pleiotrophin;matirx metalloproteinase;negative regulation 多效生长因子(pleiotrophin,PTN)是一种与肝素结合生长因 子具有高度同源性的分泌性生长因子,在细胞生长、分化和发育 过程中都具有非常重要的作用。已有研究表明 N具有促进血 管生成、刺激神经突触生长、诱导细胞迁移及促进细胞有丝分裂 等作用…。基质金属蛋白酶(matirx metalloproteinases,MMP)是高 干扰技术建立的PTN稳定沉默的细胞系[51。TRIzol试剂(Invi ̄o— gen公司);反转录试剂盒(Promega公司); 回收试剂盒(天根公司)。 聚合酶,PCR凝胶 1.2细胞培养 将指数期生长的Pten—ME17241、PTN—siRNA B细胞以1.5x 度保守的依赖于锌离子的内切蛋白水解酶家族,MMP3、MMP10 为基质溶解素亚家族成员,其主要作用就是降解细胞外基质 (ECM),其中MMP3在肿瘤的浸润转移中具有重要作用 。在本 研究中,我们通过RT—PCR及Notrhen印迹等方法,试图揭示 rN对MMP3、MMP10的负调控作用。 10 接种于10 cm平皿中,在含10%胎牛血清和1%青链霉素的 DMEM培养液中,于37oC、5%C02孵箱中培养。待细胞长到80% 时,提取细胞总RNA。另取处于指数生长期的PTN—siRNA B细 胞,在其培养液中加入PTN,至终浓度为50 ng/mL,继续培养, 分别收集培养1、2 h的细胞,提取RNA。 1.3 RNA提取 1材料和方法 1.1 材料 吸弃培养液,在35 mm细胞培养皿中加入1 mL TRIzol试 剂裂解细胞,收集于1.5 mL离心管中,加入200 L氯仿,剧烈 振摇15 S,室温静置3 min,4 ̄C、12 000 r/min离心15 min,收 Pten MEF241细胞由本实验室自建。将永生化Ptenk,, ̄小 鼠胚胎成纤维细胞 经体外条件敲除Pten基因后得到的细胞克 隆接种裸鼠,然后从成瘤裸鼠肿瘤中分离得到的单克隆细胞即 集上清,加入0.5 mL异丙醇,室温沉淀10 min.4 ̄C、12 000 r/ 为Pten MEF241细胞,该细胞中 n基因表达水平较高【圳。PTN— siRNA B细胞为本实验室以Pten MEF241细胞为基础,用RNA [收稿日期]2007—04-03 [基金项目]国家自然科学基金项目(30471946); 北京市自然科学基金项目(7052056和5062036) [作者简介]张博(1977-),男。医师 [通讯作者]霍艳英。(E-mm1)huoyy@nic.bmi.ac.cn 维普资讯 http://www.cqvip.com

张博等:多效生长因子对基质金属蛋白酶3,10的负调控作用 min离心10 min,吸弃上清,加入1 mL 75%乙醇洗涤,7 500 r/ min离心5 min,晾干,用DEPC水溶解后用GeneQuant紫外分光 光度仪定量,一70℃保存。 1.4 RT-PCR检测 用自Pten—MEF241、PTN-siRNA B细胞提取的总RNA进 行逆转录及PCR扩增。 逆转录体系:将2 g RNA与1 L oligo(dT)混匀,70。C加 热5 rain,立即冰浴,冷却后短暂离心使样品集中于管底,再加入 5 L 5 xMMLV缓冲液、1 L dNTPs(10 mmol/L)、1 L RNasin、1 L MMLV,用无RNA酶的水将体系补足至25 L,混 匀后37。C孵育60 min。 PCR反应体系:5 L 10xPCR缓冲液,4 L dNTPs(2.5 mmol/L),上下游引物各0.5 L,模板DNA 2 L,Taq酶0.25 L,灭菌水补足50 L。 PCR反应条件:首先94℃5 min,然后以94℃30 s x59℃ 30 s、72℃10 min进行35个循环,最后72℃10 min。 所用引物序列如下: MMP3 上游引物:5"-CATGGATGCTGCATATGAGGT一3 , 下游引物:5"-CATCCACCC1TI℃AGTCAACAC一3 : MMP10 上游引物:5"-CGAGGAAATGAAGTCCAAGCA一3 , 下游引物:5"-CAGCCAGCTGTTGCTCTTCAG一3 。 将PCR产物行20 g/L琼脂糖凝胶电泳,溴化乙锭染色,凝 胶成像仪拍照。 1.5 Northern印迹 各取15 g自Pten—MEF241、P11N—siRNA B细胞提取的总 RNA进行甲醛变性胶电泳,然后通过毛细管转移法将变性胶上 的RNA转移到尼龙膜上。用Prime—of.一Gene标记试剂盒 (Promega公司)标记ot-32p dCTP于各基因的cDNA片段作为探 针,杂交在Express Hyb杂交液(Clontech公司)中于62℃进行, 杂交结束后洗膜,然后置杂交膜于暗盒中,RNA与探针结合面上 放置X线胶片,压片,一70。C放射自显影48 h,经显影、定影后分 析杂交信号;以同一张膜上的看家基因GAPDH探针的杂交信号 为对照。 2结果 2.1 PTN缺失的细胞中MMP3、MMP10的表达上调 图1为对照Pten MEF241细胞及PTN稳定沉默的PTN— Pterr'一MEF241 PIN—sjRNAB MMP3 MMP10 18S 图I PTN沉默后细胞内MMP3、MMP10表达水平的RT-PCR 29 siRNA B细胞RT—PCR检测结果,图2为相应的Northern印迹 结果。结果表明,PTN稳定沉默后细胞中MMP3、MMP10的 mRNA表达水平显著增高。 2.2 PTN对MMP3、MMP10表达的抑制作用 图3为50 ng/mL的外源性PTN分别作用P11N沉默的 PTN—siRNA B细胞l和2 h后细胞内MMP3、MMPl0的表达水 平。结果表明,P11N几乎可以完全抑制MMP3、MMP10的表达。 Pterr ̄-MEF241 PTN—siRNA B MMP3 MMP10 GAPDH 图2 PTN沉默后MMP3、MMP10表达水平的Northern印迹 50 ng/mLPTN作用时闻,h 0 1 2 MMP3 MMP10 GAPDH 图3外源性PTN对PTN—siRNA B细胞表达MMP3、MMPIO的 抑制作用的Northern印迹 3讨论 MMP是通过参与细胞表面和细胞外基质蛋白的降解或激活 过程来调控细胞与细胞之间、细胞与细胞外基质之间的相互作 用的,是正常细胞与肿瘤细胞微环境的重要调节者。在正常组织 中MMP表达量极低,而在炎症细胞因子、激素、生长因子刺激下 和细胞转化过程中其表达上升,许多生理及病理过程,如炎症、 组织纤维化、新血管形成和肿瘤侵袭转移等都与MMP的表达及 活化有关。Gerger通过对500例乳腺癌患者与500例健康对照人 群使用多基因分析,发现包括MMP3在内的3种基因表型对乳 腺癌的遗传学分类发挥重要作用,表明患乳腺癌的危险性与 MMP3基因有一定关系f6i。 MMP表达和发挥作用的各个环节均受到严格调控,其中在 基因转录、酶原激活和酶活性抑制水平的调控尤为重要。整合 素、ECM蛋白、细胞形状的改变及细胞因子、癌基因产物和细胞 外基质金属蛋白酶诱导因子(EMMPRIN)等均可参与对MMP表 达水平的调节。Hou等研究发现,缺氧可以介导Bcl一2的表达, Bcl一2与c—myc结合使MMP2表达增强 。Ito等将人类乳腺癌 MCF一7细胞和人类真皮成纤维细胞共同培养,提高了成纤维细 胞中MMP3前体物水平,表明培养状态的乳腺癌MCF一7细胞产 生了可溶性及能与细胞膜相结合的因子,这个因子刺激了相邻 的间质细胞产生MMW]。Krejci等也发现,小鼠软骨发育不全疾 病中,成纤维细胞生长因子和C一促尿钠排泄肽可以使MMP1、2、 维普资讯 http://www.cqvip.com 30 3、9、10、13的活性得到释放 。研究还发现,在效应T淋巴细胞 中,内皮细胞源性wnt可以使MMP2、9的表达增强,从而促进T 细胞的迁移【1Ol。 PTN作为跨膜酪氨酸磷酸酶的配体,参与酪氨酸磷酸酶下 游的多种信号因子的转导;PTN是RPTP13/ ̄的天然配体,与 RPTP13/ ̄结合后,能使其催化活性丧失,显著降低其对B一联蛋 白(catenin)的去磷酸化作用,导致13一联蛋白的磷酸化水平增加, 从而破坏13一联蛋白与钙黏蛋白的相互作用,使正常细胞间黏附 破坏,细胞极性及组织结构也相应破坏,易形成肿瘤,并使肿瘤 易转移…】。PTN与ALK结合后能活化下游的MAPKt 和PI3K通 路【131;与硫酸肝素蛋白多糖结合能活化下游的Src激酶通路㈣;还 能影响核转录因子NF—KB等的活性【151,从而调节多种靶基因的 表达。 本实验室的前期研究发现, N在Pten缺失的细胞中表达 上调,进一步用RNA干扰的手段使PTN表达沉默后,发现细胞 的增殖能力及其在裸鼠中的成瘤能力显著减弱。本研究表明, PTN沉默细胞MMP3、MMP10表达显著上调,而外源性PTN可 使MMP3、MMP10的表达显著受抑,从正反两方面证明了 MMP3、MMP10受PTN负调控,这一发现在国内外尚属首次。但 对于PTN如何调控MMP的表达、这一调控过程在生理及病理情 况下的生物学意义及其同肿瘤发生发展的关系等还需要进一步 的研究。 参考文献 Deuel T F,Zhang N,Yeh H J,et o1.Pleiotorphin:a cytokine with diverse functions and a novel signaling pathway fJ].Arch Biochem Biophys,2002,397(2):162—171. 金霞,张健慧.基质金属蛋白酶基因多态性的研究进展【J].国外医 学・遗传学分册,2005,28(2):76-79 Li G,Robinson G W,Lesche R,et o1.Conditional loss of PTEN leads to precocious development and neoplasia in the mammary gland[J].Development,2002,129(17):4159—4970. 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