HDAC抑制剂对LS174T细胞组蛋白乙酰化及ASC基因表达的作用

摘要

目的：基因的正常表达与调控是机体正常生长发育所必需的。日益增多的实验表明，染色质和核小体构型的改变在基因转录起始过程中发挥着重要的调节作用。核心组蛋白的乙酰化和去乙酰化与基因调控密切相关，目前主要由组蛋白乙酰转移酶（HAT）和组蛋白去乙酰化酶（HDAC）负责组蛋白乙酰化和去乙酰化，它们是两类功能相互拮抗的蛋白酶。组蛋白乙酰转移酶可乙酰化组蛋白氨基末端、使核小体结构松散并激活基因转录；而组蛋白去乙酰化酶具有相反的功能，抑制基因转录。特定基因的表达与否取决于定位于靶基因启动子上转录因子的乙酰化状态，并组蛋白乙酰转移酶和组蛋白去乙酰化酶活性之间的动态平衡所调控。组蛋白去乙酰化酶是调控基因表达的关键蛋白酶，其功能异常与肿瘤的发生和发展有直接关系。通过抑制组蛋白去乙酰化酶的活性可以有效治疗肿瘤。组蛋白去乙酰化酶抑制剂（histone deacetylase inhibitors，HDACi）能抑制HDAC的活性，并改变组蛋白或转录因子的乙酰化状态，诱导肿瘤细胞生长停滞、分化或凋亡，具有明显的抗肿瘤活性。 目前，结肠癌是高危性消化道恶性肿瘤，发病率已位列常见肿瘤第四位，仅次于肺、胃、肝癌，属常见恶性肿瘤。2008年其发病率占上海市恶性肿瘤第二位，而且近年发病率上升趋势十分明显。据统计，我国结肠癌的发病率上升速度远远超过2%的国际水平，直逼5%。每年新发病例高达40万，主要以中年人为主，其高发年龄在50岁以上。因此，对结肠癌的发病机理和临床治疗的研究受到学者的普遍关注。 ASC最先是作为一种去污剂不溶解蛋白而被发现的，其参与视黄酸诱导的凋亡，并在细胞内形成钨丝结构。ASC可以认为是一种肿瘤抑制基因，参与细胞凋亡的调节，炎症胱天蛋白酶和NF-κB的激活等。许多上皮细胞和白细胞、毛囊、外周血淋巴细胞都充分表达ASC，免疫组化研究表明在严重的炎症部位中性粒细胞ASC表达显著升高。ASC表达可在基因水平进行调节，主要是通过增强子甲基化和组蛋白乙酰化实现的。据报道，在人乳腺癌细胞中ASC会有异常甲基化或沉默。另外，在白血病、胆管癌、结肠癌、前列腺癌等肿瘤中也异常表达，因此引起学术界的普遍关注。 本次实验作者主要研究去乙酰化酶抑制剂丁酸钠（sodiumbutyrate，NaBu）对人结肠癌LS174T细胞中的组蛋白H3乙酰化水平以及对抑癌基因ASC表达的影响，从而探讨丁酸钠在细胞凋亡诱导和结肠癌治疗中的可行性。 方法：剂量组使用1、5、10mmol/L浓度的NaBu分别作用LS174T细胞24小时，时间组使用5mmol/LNaBu作用LS174T细胞12、24、48、72小时。提取细胞的mRNA和总蛋白，采用RT-PCR技术检测ASC基因表达情况，同时使用免疫印迹技术（Westernblot）检测组蛋白H3的乙酰化水平及ASC蛋白的表达情况。MTT用于检测细胞增殖率，并使用DAPI染色和AnnexinV-FITC方法测定细胞凋亡情况。 结果：随着NaBu作用浓度的增加组蛋白H3乙酰化程度不断增加，使用相同浓度NaBu作用细胞不同时间时，结果显示药物作用时间与组蛋白的乙酰化程度呈正相关。ASC基因和蛋白的表达也同样受其影响，并且ASC表达的恢复和上调引起LS174T细胞增值率下降和凋亡增加。 结论：NaBu对组蛋白H3乙酰化的调节具有时间和剂量依赖性，NaBu能够上调LS174T细胞组蛋白H3的乙酰化水平，降低细胞增值率，促进抑癌基因ASC的表达和细胞凋亡。

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声明

综述组蛋白去乙酰化酶抑制剂与组蛋白去乙酰化酶

前言

材料和方法

结果

讨论

结论

参考文献

附录

致谢