1材料与方法
1.1材料与试剂
实验细胞及药物:人胃癌细胞株SGC-7901、雌二醇购自Sigma公司,货号E2758,用无水乙醇溶解。主要试剂:RPMI1640培养液、胰蛋白酶(含EDTA)、PBS均购自杭州吉诺生物医药技术有限公司,胎牛血清购自浙江天杭生物科技有限公司。CCK8试剂盒购自日本Dojindo,Kumamoto公司。细胞周期试剂盒购自碧云天生物技术公司。TRIZOL购自美国Invitrogen公司,逆转录试剂盒购自美国ThermoFisherScientific公司。
1.2细胞培养和分组
人胃癌细胞株SGC-7901(胃腺癌细胞)复苏细胞后,在37℃、5%CO2条件下,培养于含10%胎牛血清的RPMI1640中,传代至对数生长期进行实验。细胞分3组,即空白对照组、0.1μmol/L组、1.0μmol/L组,空白对照组给予含等体积无水乙醇的培养基,其余两组加含E2培养液,药物处理时改为含1%胎牛血清的培养液。给药24小时后进行以下实验检测。
1.3CCK8检测SGC-7901细胞增殖
对数期生长的细胞按5×103个/孔的密度接种于96孔板(100μl/孔),于37℃、5%CO2的恒温箱中培养24小时后,按上述分组方法分别加入含有E2的培养液,各设置3个复孔,继续孵育24小时后,向各孔加入CCK8液10μl,37℃孵育1小时,在酶标仪450nm波长处测量各孔吸光度值。
1.4RT-PCR检测SGC-7901细胞雌激素受体的表达
对数期生长的细胞平铺于6孔板,按上述分组,药物作用24小时后,用TRIZOL法提取总RNA,按逆转录试剂盒说明书,PCR仪扩增,逆转录成cDNA。反应条件:94℃预变性4分钟;内参20个循环,目的基因30个循环,94℃30秒,55℃30秒,72℃30秒;72℃5分钟。取3μlPCR产物经2%非变性琼脂糖凝胶电泳检测,凝胶成像获取图片经QuantityOne软件分析。以相对表达量(目的条带与内参β-actin灰度比值)反映mRNA表达水平。
1.5流式细胞术检测E2对胃癌细胞SGC-7901周期的影响
取对数期生长的细胞用胰酶消化制成细胞悬液(浓度为5×105/ml),平铺于6孔板中,每孔加入2ml,置于37℃、5%CO2孵箱中培养24小时,去除培养基,按上述分组方法以E2处理,24小时后消化收集细胞,预冷的PBS洗涤2次,残留50μlPBS,轻轻弹击离心管底部适当分散细胞,加入1ml冰浴预冷的70%乙醇轻轻吹打混匀,-20℃冰箱固定过夜,离心去除固定液,预冷PBS洗涤1次,加入500μl配制好的碘化丙啶染色液37℃避光温育30分钟,300目(孔径40~50μm)尼龙网过滤,BDFACSCalibur流式细胞仪检测样品,BDModfit软件分析周期分布。1.6统计学处理采用SPSS17.0统计软件进行数据分析。结果用(珋x±s)表示,应用t检验进行统计检验;单因素方差分析用于组间比较,P<0.05为差异有统计学意义。
2结果
2.1CCK8法对胃癌细胞增殖活性的检测
由CCK8法检测结果可知,雌二醇能够抑制人胃癌细胞的增殖,且当雌二醇浓度为1.0μmol/L时,对SGC-7901细胞的增殖有明显地抑制作用。随着浓度增加,雌二醇对SGC-7901细胞的抑制作用逐渐增强,呈浓度依赖性,见图1。
2.2雌二醇对胃癌细胞周期的影响
流式细胞术结果显示,胃癌细胞SGC-7901经雌二醇处理24小时后,0.1μmol/L组、1.0μmol/L组G0/G1期比例较对照组增加,G2/M期和S期细胞比例较对照组减少。雌二醇可将细胞阻滞于G0/G1期,抑制细胞进入G2/M期和S期。
2.3RT-PCR检测胃癌细胞雌激素受体的表达
雌激素受体包括ERα和ERβ,RT-PCR结果示:两种雌激素受体相关基因ERα和ERβmRNA均表达于胃癌细胞SGC-7901,且随着雌二醇浓度的增加,受体相关基因mRNA表达水平未发现明显改变,见图3。
2.4数据库查询
通过Oncomine公共数据库查询雌激素受体ERα在胃癌组织及非癌(癌旁)组织中的表达情况,发现ERα在癌组织中的表达高于癌旁组织,图4左图数据来源于GSE13911[6]、图4右图数据来源于http://genome-www.stanford.edu/gastric_cancer2/index.shtml[7]。
3讨论
一般认为肿瘤组织在形成过程中全部或部分保留激素受体,且生长受激素的影响,则生成的肿瘤为该激素依赖性肿瘤,对内分泌治疗有一定效果。反之,则为非激素依赖性肿瘤。大量的流行病学数据显示男性和女性之间的胃癌发病率之比为2∶1[2],提示性激素水平可能与胃癌发病有关。目前关于雌激素与胃癌的研究有很多,但雌激素对胃癌细胞增殖、扩散和迁移的影响一直都饱受争议。Wang及其同事却发现雌二醇经ERα信号通路可刺激胃癌细胞的生长[8]。XuCY在其研究中显示ERα(+)和ERβ(-)的胃癌患者较其他患者预后差[9],雌二醇与ERα36结合后经c-Src信号通路可促进胃癌细胞的增殖扩散[10]。相反,也有不少研究认为高水平的雌激素对胃癌的发生具有保护作用。Sipponen和他的同事证明女性形成胃癌的时间要比男性晚10~15年,且这种差异在更年期后降低[11]。患有前列腺癌用雌激素替代治疗的患者胃癌发病率也会较未用雌激素替代治疗者降低[3]。当机体内雌激素浓度降低为10-10mol/L(相当于绝经后女性体内的雌激素浓度)时,可促进ERα36的表达和胃癌细胞的增长[12]。在此我们主要探讨在体外雌二醇对胃癌细胞增殖的抑制作用。
雌激素通主要过其受体ERα和ERβ调控生长、发育和各种效应组织的功能。两种雌激素受体均为甾体激素核受体家族配体依赖性反式转录调节蛋白,ERα主要分布于女性器官如乳房、子宫和卵巢,而ERβ则分布于身体的范围较广[13]。在本研究中,我们检测了雌激素受体在胃腺癌细胞中的表达,结果显示两种主要的雌激素受体ERα和ERβ均表达于胃腺癌细胞SGC-7901。因此,雌二醇可通过其受体对胃癌细胞起作用。雌激素受体的表达对于雌二醇的信号转导相当重要,SunXG在其学术论文中提到胃癌标本ER的阳性率仅为34%,癌旁组织阳性率66.7%,其中对ER亚型没有分别统计[14]。目前国内外关于雌激素受体在胃癌中的表达水平尚无定论。XuJY对胃癌雌激素受体在胃癌中表达意义的研究却发现胃癌组织ERα、ERβ的阳性率分别为33.3%、70.8%,癌旁组织ERα为阴性、ERβ阳性率为72.9%[15]。TakanoN和WangM在其胃癌雌激素受体的检测中发现胃癌ERα阳性率分别为51%和41.03%,均远高于癌旁(37%和25.64%)[16-17]。利用Oncomine公共数据库,我们也发现雌激素受体ERα的表达显著高于癌旁组织。ERα的表达增高会抑制胃癌细胞的增殖、浸润及转移[18]。虽然ERβ的表达阳性率较低,WangM等人的研究却发现其可能与抑制胃癌的增殖有关[17]。肿瘤的发生学认为,细胞的恶性化转变与原癌基因激活过量表达和抑癌基因失活有关。雌二醇与受体结合后经ER信号通路可抑制c-erbB-2致癌基因和p185的表达,而c-erbB-2和p185的表达可促进胃癌的发生[19]。本实验用CCK8法检测雌二醇对胃癌细胞增殖活性的影响,结果提示雌二醇作用于胃癌细胞24小时可显著抑制细胞活力,该抑制作用与雌二醇的浓度呈依赖关系。随着雌二醇浓度的增加,雌二醇对SGC-7901细胞生长的抑制率逐渐加大,浓度1.0μmol/L干预24小时的抑制率最为显著。通过流式细胞术我们对各组细胞周期分布进行了分析,SGC-7901细胞经不同浓度雌激素作用24小时后的细胞周期时相可知,在0.1μmol/L和1.0μmol/L浓度的雌二醇作用下,各组细胞的G0/G1期细胞相比于对照组逐渐增多,其结果有统计学意义。同时,在1.0μmol/L浓度的雌二醇作用下的G0/G1期细胞多于0.1μmol/L浓度的雌二醇组,S期细胞则较之减少,其结果具有统计学意义。说明雌二醇对SGC-7901细胞增殖周期有抑制作用,并使细胞阻滞在G0/G1期。这就和CCK8法实验中的结论相一致,产生这一现象的原因可能是雌二醇阻滞细胞于G1期,影响细胞从G1期向S期发展,抑制了细胞的DNA合成、复制,使G1期细胞增多,从而起到抑制细胞增殖的作用。细胞周期的调控是一个精细的生物学过程,涉及多个基因和蛋白的参与,形成了复杂的信号分子网络。细胞周期失控是细胞肿瘤化的一个重要原因,而细胞周期异常运转则是肿瘤细胞恶性增殖的核心环节,尤其S期的DNA合成和G2/M期的细胞有丝分裂对肿瘤细胞的恶性增殖尤为重要。雌激素有可能对上述复杂途径中的某个环节产生了直接或间接的影响,最终导致临床上胃癌发生率的性别差异。
本研究结果显示,雌二醇能够显著抑制胃癌细胞的增殖,干扰其周期正常分布,对胃癌发病的性别差异做了初步的解释和探讨。但本研究中只用到一种细胞,我们的研究结果仅能为雌激素及其受体在胃癌发展的作用提供初步证据,雌二醇对胃癌SGC-7901细胞周期阻滞的具体分子机制档案管理论文有待于进美国农业论文一步探讨。了解雌激素对胃癌细胞的直接作用机理不仅可以帮助解释性别导致的胃癌发生率的差异,也为胃癌的药物治疗提供了潜在的作用靶点,有利于药物佐剂的研发。
作者:李青云 秦健 郝亚荣 单位:武汉大学人民医院