LRRC4負(fù)性調(diào)控SDF-1α-CXCR4生物學(xué)軸介導(dǎo)的ERK1-2和AKT通路抑制膠質(zhì)瘤細(xì)胞的侵襲.pdf

1、【LRRC4基因和SDF-1α/CXCR4生物學(xué)軸的研究背景】 LRRC4(leucine-rich repeats containing 4)是我室從染色體7q31-32區(qū)域克隆的一個(gè)新基因，LRRC4在腦組織中相對(duì)特異性表達(dá)，是一個(gè)與腦膠質(zhì)瘤級(jí)別進(jìn)展呈負(fù)相關(guān)的膠質(zhì)瘤抑制性基因。本實(shí)驗(yàn)室前期通過(guò)與細(xì)胞因子及其受體基因的cDNA微陣列雜交，發(fā)現(xiàn)LRRC4在腦膠質(zhì)瘤U251細(xì)胞的重表達(dá)，可以明顯地下調(diào)趨化因子受體基因CXCR4的表

2、達(dá)。CXCR4為趨化因子SDF-1α(stromal cell-derived factor-1基質(zhì)細(xì)胞來(lái)源因子)的受體。研究表明SDF-1α及其受體CXCR4的過(guò)表達(dá)與腦膠質(zhì)瘤的進(jìn)展呈正相關(guān)。SDF-1α通過(guò)ERK1/2，AKT信號(hào)通路促進(jìn)腦膠質(zhì)瘤細(xì)胞的增生。CXCR4的阻斷劑能抑制腦膠質(zhì)瘤細(xì)胞的增生和侵襲。 【LRRC4通過(guò)下調(diào)SDF-1α/CXOR4生物學(xué)軸抑制腦膠質(zhì)瘤細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)和侵襲】 LRRC4在惡性膠質(zhì)瘤中的

3、表達(dá)缺失和CXCR4的過(guò)表達(dá)均參與了膠質(zhì)瘤的惡性級(jí)別進(jìn)展。在SDF-1α誘導(dǎo)下，LRRC4轉(zhuǎn)染的U251細(xì)胞中CXCR4在mRNA和蛋白表達(dá)水平較對(duì)照組細(xì)胞均明顯下調(diào)，LRRC4能抑制CXCR4的表達(dá)。本研究通過(guò)MTT，黏附實(shí)驗(yàn)，趨化實(shí)驗(yàn)，基質(zhì)膠侵襲實(shí)驗(yàn)，劃痕實(shí)驗(yàn)和細(xì)胞間通訊能力實(shí)驗(yàn)，檢測(cè)到SDF-1α以濃度依賴(lài)方式誘導(dǎo)腦膠質(zhì)瘤U251細(xì)胞增殖、趨化、運(yùn)動(dòng)和侵襲，最佳濃度為12.5nM。而LRRC4能抑制SDF-1α誘導(dǎo)的腦膠質(zhì)瘤細(xì)胞的

4、增殖、趨化、運(yùn)動(dòng)和侵襲，但對(duì)SDF-1α (12.5nM)誘導(dǎo)的腦膠質(zhì)瘤細(xì)胞與基質(zhì)粘附無(wú)影響，卻抑制瘤細(xì)胞與內(nèi)皮細(xì)胞ECV304的粘附。因此，LRRC4通過(guò)下調(diào)SDF-1α/CXCR4生物學(xué)軸抑制腦膠質(zhì)瘤的運(yùn)動(dòng)和侵襲。 【LRRC4負(fù)性調(diào)控SDF-1α/CXCR4生物學(xué)軸介導(dǎo)的ERK1/2和AKT信號(hào)通路，并通過(guò)這兩條通路調(diào)節(jié)MMP-2活性】 用外源性SDF-1α(12.5nM)處理U251細(xì)胞，分別作用0 mi

5、n，5 min，10 min，15 min，30min，發(fā)現(xiàn)SDF-1α可以使U251細(xì)胞中ERK1/2以及AKT磷酸化水平明顯增高，且呈時(shí)間依賴(lài)性，15min表達(dá)達(dá)高峰。LRRC4可以有效抑制ERK1/2以及AKT的磷酸化。ERK通路抑制劑PD98059以及AKT通路抑制劑LY294002能明顯抑制ERK1/2以及AKT的活化(陽(yáng)性對(duì)照)。因此，LRRC4能負(fù)性調(diào)控SDF-1α/CXCR4生物學(xué)軸介導(dǎo)的ERK1/2，AKT信號(hào)通路。

6、 基質(zhì)金屬蛋白酶(MMPs)在腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移和血管形成過(guò)程中起了很重要的作用。研究表明，一些信號(hào)通路如，p38MAPK，NF-кB，PKC，PI-3K激酶及Raf/ERK，JAK/STATs通過(guò)調(diào)節(jié)MMP—2、MMP—9的分泌來(lái)影響腫瘤細(xì)胞侵襲和轉(zhuǎn)移特性。本研究發(fā)現(xiàn)SDF-1α,可以增強(qiáng)U251細(xì)胞MMP2酶活性，LRRC4明顯的抑制了SDF-1α誘導(dǎo)的MMP2的酶活性增加。ERK通路抑制劑PD98059和AKT通路抑制劑LY294

7、002處理均可抑制SDF-1α誘導(dǎo)的MMP2的酶活性增加(陽(yáng)性對(duì)照)。因此，LRRC4能夠通過(guò)SDF-1α/CXCR4生物學(xué)軸介導(dǎo)的ERK1/2和AKT通路抑制MMP-2的酶活性。但對(duì)MMP-9的酶活性無(wú)影響。 【LRRC4誘導(dǎo)腦膠質(zhì)瘤細(xì)胞向星形膠質(zhì)樣細(xì)胞分化】 與對(duì)照組細(xì)胞相比(細(xì)胞呈梭形，基本無(wú)突起)，LRRC4轉(zhuǎn)染后的U251細(xì)胞形態(tài)發(fā)生明顯變化，細(xì)胞胞體縮小，呈圓形，突起明顯延長(zhǎng)，呈星形膠質(zhì)樣細(xì)胞特點(diǎn)。GFAP一