抑制Galectin-3表達后腫瘤細胞生物學性狀的改變綜述,腫瘤學論文

抑制Galectin-3表達后腫瘤細胞生物學性狀的改變綜述,腫瘤學論文腫瘤是全球疾病致死的重要元兇之一。據統(tǒng)計，全球新腫瘤患者每10萬人中就有173人，在中國每10萬人中有110人。抑制癌的增殖，促進其凋亡，可到達降低死亡率的目的,有效敲除與癌有關的基因的表示出可望降低腫瘤的發(fā)生率。干擾技術作為一種從反向研究基因，十分是癌基因的生物學作用,已經被用到基因的信號轉導方面。Galectin-3是當前以為與腫瘤發(fā)展關系密切的基因，近年來，隨著RNA干擾技術的應用，人們對抑制Galectin-3表示出后腫瘤細胞生物學性狀的改變研究越來越多，本文對此做一綜述。1Galectin-3的構造與功能-半乳糖苷結合蛋白-3(Galectin-3)屬于動物凝集素，是半乳糖凝集素的成員之一，它包括三個結合域:NH2末端結合域、一個糖構造辨別域(carbohydraterecognitiondomain，CRD)和一個特有的富含甘氨酸、脯氨酸和酪氨酸重復序列的構造域，具有調節(jié)細胞生長和抑制細胞凋亡、介導細胞黏附、介入新生血管構成、調控細胞轉錄等作用，在正常細胞及腫瘤細胞中廣泛表示出，與細胞內糖蛋白、細胞外表分子及細胞外基質蛋白互相作用，介入很多生理和病理經過，包括細胞生長、細胞黏附、細胞凋亡、腫瘤血管生成，以及腫瘤的侵襲轉移。2Galectin-3與腫瘤腫瘤的發(fā)生和發(fā)展是正常細胞在生長調節(jié)機制紊亂下產生的惡性轉化和異型增生。Yoshii等和Takenaka等研究發(fā)現，正常甲狀腺濾泡細胞轉染Galectin-3cDNA后，Galectin-3表示出增加，導致細胞獲得惡性表型，提示Galectin-3可能在維持甲狀腺癌細胞的惡性表型中發(fā)揮作用。很多研究表示清楚，Galectin-3的表示出水平與腫瘤的惡性程度有密切關系。Camby等研究發(fā)現，Galectin-3的表示出水平隨著星形細胞膠質瘤分級增高而上升，Galectin-3在體外明顯刺激膠質母細胞瘤的移動。Yang等通過實時熒光定量RT-PCR檢測研究發(fā)現，Galectin-3在正常胃黏膜為弱表示出，表示出水平很低，而胃癌原發(fā)灶、胃癌淋逢迎轉移灶及胃癌腹膜轉移灶中Galectin-3mRNA表示出增高。這提示Galectin-3與腫瘤的侵襲和轉移等惡性特征密切相關。3RNA干擾技術RNA干擾(RNAi)是由雙鏈RNA介導的特異同源靶基因轉錄后沉默的經過。RNAi能夠通過人為地引入與內源靶基因具有一樣序列的雙鏈RNA，誘導內源靶基因mRNA降解，進而實現阻止基因表示出。故RNAi能夠作為一種簡單、有效的可代替基因敲除技術來抑制特定基因表示出。RNAi引發(fā)基因沉默大致分為三個階段:起始階段、效用階段、擴增階段。(1)起始階段:dsRNA在細胞內被一雙鏈RNA酶III型內切酶(如Dicer酶)切割產生siRNA片斷;(2)效應階段:siRNA與RNAi特異性的核酸內、外切酶及其它一些蛋白等一起構成核糖核苷酸蛋白復合物(RNAinducingsilencingcomplex,RISC)，RISC的核酸部分起到靶向性的作用，蛋白部分則起到降解mRNA的作用;(3)擴增階段:siRNA與mRNA靶向性結合，并作為引物，在RNA聚合酶的作用下再次構成dsRNA，新構成的dsRNA又被Dicer切割成siRNA，新構成的siRNA又能夠進入下一輪循環(huán)而到達擴增效應的目的，一個完好的mRNA被降解成多個21-23nt的小片段，進而導致相應的基因表示出沉默。RNAi具有高效性、高特異性、遺傳性、可傳播性、靶基因位點的高選擇性與濃度、時間及ATP依靠性等幾個特點。4RNA干擾抑制Galectin-3表示出對腫瘤細胞生物學性狀的影響4.1惡性膠質瘤腦膠質瘤是發(fā)生于神經外胚層的惡性腫瘤，約占腦腫瘤的45%左右，呈浸潤性生長，顯微手術難以到達組織學全切除，手術效果差，復發(fā)率高，預后差，死亡率高，而且對放化療不敏感，傳統(tǒng)藥物因神經毒性和血腦屏障等因素，療效不理想，導致惡性膠質瘤至今還是全身腫瘤中預后最差的腫瘤之一。因而，深切進入研究惡性膠質瘤的發(fā)病機制，尋找相關的惡性轉化基因，實現重要靶向分子的特異性治療和個體化治療，是治療惡性復發(fā)腫瘤的根本途徑。邢變枝等研究發(fā)現，在人腦膠質瘤中，Galectin-3的表示出與腫瘤的WHO分級有關，可作為膠質瘤惡性程度分級的重要指標。李曉明等將Galectin-3特異性siRNA轉染人惡性膠質瘤細胞株U87MG，降低U87MG細胞Galectin-3蛋白的表示出。結果發(fā)現，所構建的Galectin-3RNAi穩(wěn)定細胞株在凋亡誘導劑的作用下，細胞凋亡率顯著高于野生型細胞和轉染空載體穩(wěn)定細胞株(P0.05);同樣，在細胞增殖檢測中，Galectin-3RNAi穩(wěn)定細胞株細胞增長率顯著低于野生型細胞和轉染空載體穩(wěn)定細胞株(P0.05)。上述結果講明，Galectin-3在惡性膠質瘤細胞U87MG中起著抑制凋亡和促進細胞增殖的作用，Galectin-3應該成為該類腫瘤治療的強有力的靶向基因和腫瘤個性化(腫瘤細胞中Galectin-3高表示出)治療的一種選擇。4.2乳腺癌乳腺癌是女性最常見的惡性腫瘤之一，其發(fā)病率逐年上升。在歐美國家，乳腺癌占女性惡性腫瘤的25%-30%。20世紀末的統(tǒng)計資料表示清楚，全世界每年約有130萬人診斷為乳腺癌，而有40萬人死于該病。在我們國家很多大城市，乳腺癌發(fā)病率已經上升為女性惡性腫瘤的第一或第二位，死亡率占第四位或第五位，成為婦女健康的最大威脅。魏楊輝等將設計并化學合成Galectin-3小干擾片段瞬時轉染乳腺癌細胞系MDA-MB-231，熒光倒置顯微鏡和實時定量PCR檢測干擾結果，MTT法觀察干擾后24、48、72、96h各組細胞增殖吸光度(A)值，流式細胞儀檢測各組細胞凋亡情況，劃痕實驗和Transwell實驗比擬不同組間細胞遷移和侵襲情況。結論是RNA干擾能抑制Galectin-3的表示出及MDA-MB-231細胞的增殖，并誘導細胞凋亡，降低其遷移侵襲能力。4.3大腸癌大腸癌是嚴重危害人類健康的常見消化道惡性腫瘤。近年來,我們國家大腸癌的發(fā)病率及死亡率呈逐年上升的趨勢,在惡性腫瘤發(fā)病率中排第四位，而腫瘤轉移是導致預后差和死亡的主要原因。因而，有效控制大腸癌的發(fā)展是患者長期生存的關鍵。張楠等研究發(fā)現,Galectin-3蛋白在大腸癌組織、癌旁組織及腺瘤中的表示出有明顯差異;Galectin-3的表示出與大腸癌組織的分化程度、浸潤深度及發(fā)生淋逢迎轉移密切相關。Nakamura研究發(fā)現，Galectin-3在大腸癌肝臟轉移灶中的表示出比大腸癌原發(fā)灶中的要高，兩者表示出均值相比具有統(tǒng)計學意義，提示Galectin-3在大腸癌肝轉移中有重要作用。但也存在些不一致的結論，有報道以為結腸癌進展時Galectin-3表示出增高。也有研究發(fā)現，當結腸癌進展時其表示出降低。程變巧等用Galectin-3siRNA轉染大腸癌細胞系LOVO細胞，檢測Galectin-3低表示出對細胞增殖與凋亡的影響，得到的結論是干擾后細胞增殖減慢,凋亡增加。4.4食管癌石菲等研究發(fā)現，Galectin-3蛋白在食管癌組織、正常食管組織中的表示出具有明顯差異(P0.05)，Galectin-3mRNA的陽性表示出率在食管癌組織中明顯升高，與食管癌的分化程度、浸潤深度和淋逢迎轉移密切相關。這提示Galectin-3與食管癌的發(fā)生、發(fā)展及轉移有關。鄒國紅等將Galectin-3siRNA轉染食管癌Eca-109細胞后，用RT-PCR、MTT、流式細胞術和免疫細胞化學等方式方法分別檢測轉染效率、細胞增殖活性、細胞周期分布及Galectin-3、CyclinD1、p21、p27蛋白的表示出。結果發(fā)現，食管癌Eca-109細胞增殖活性明顯減少，主要分布在G1期，CyclinD1和Galectin-3蛋白表示出下降，p27和p21蛋白的表示出升高。表示清楚運用siRNA可有效抑制Galectin-3蛋白的表示出及細胞增殖活性，Galectin-3介入食管癌Eca-109細胞株的增殖，與CyclinD1、p21、p27蛋白關系密切，Galectin-3可成為治療食管癌的靶基因。5結束語Galectin-3對某些腫瘤的診斷、治療和預后評價有重要意義。但是，Galectin-3的很多生物學功能和效應機制仍未完全清楚明晰，利用RNAi技術能夠有效抑制靶基因Galectin-3蛋白表示出，進而抑制腫瘤細胞的生長，Galectin-3可能成為治療腫瘤細胞靶向治療的新基因。【以下為參考文獻】【1】GongHC,HonjoY,Nangia-MakkerP,etal.TheNH2terminusofgalectin-3governscellularcompartmen-talizationandfunctionsincancercells[J].CancerRes,1999,59(24):6239-6245.【2】HonjoY,Nangia-MakkerP,InoharaH,etal.Down-regultionofGalectin-3suppressestumorigenicityofhumanbreascarcinomacells[J].ClinCancerRes,2001,7(3):661-668.【3】ChoiJH,ChunKH,RazA,etal.InhibitionofN-(4-hydroxyphenyl)retinamide-inducedapoptosisinbreastcancercellsbyGalectin-3[J].CancerBiolTher,2004,3(5):447-452.【4】KhaldoyanidiSK,GlinskyVV,SikoraL,etal.MDA-MB-435humanbreastcarcinomacellhomoandheterotypicadhesionunderflowconditionsismediatedinpartbyThomsen-Friedenreichantigen-galectin-3interactions[J].JBiolChem,2003,278(6):4127-4134.【5】MoiseevaEP,JavedQ,SpringEL,etal.Galectinn-1isinvolvedinvascularsmoothmusclecellproliferation[J].CardiovascRes,2000,45(2):493-502.【6】YoshiiT,InoharaH,TakenakaY,etal.Galectin-3maintainsthetransformedphenotypeofhyroidpapillarycarcinomacells[J].IntJOncol,2001,18(4):787-792.【7】TakenakaY,InoharaH,YoshiiT,etal.Malignanttransformationofthyroidfollicularcellsbygalectin-3[J].CancerLett,2003,195(1):111-119.【8】CambyI,BelotN,RoriveS,etal.Galectinsaredifferentiallyexpressedinsupratentorialpilocyticastrocytomas,astrocytomas,anaplasticastrocytomasandglioblastomas,andsignificantlym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