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《中国医科大学》 2009年
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碱性成纤维细胞生长因子促进人肝癌Bel-7402细胞增殖的信号转导机制

朱艳凌  
【摘要】: 目的 碱性成纤维细胞生长因子(basic fibroblast growth factor,bFGF)属于有丝分裂原,通过与成纤维细胞生长因子受体(fibroblast growth factor receptor,FGFR)结合,激活磷脂酰肌醇-3-激酶(Phosphoinositide 3-kinase,PI3K)/蛋白激酶B(Protein kinase B,PKB)等信号通路,在影响细胞增殖、分化及生存方面起关键作用。肿瘤是细胞增殖、分化和凋亡异常引起的以细胞失控性生长和增殖为主要特征的疾病,对细胞增殖和分裂至关重要的信号转导途径和细胞周期调控机制是肿瘤研究的焦点。 细胞周期调控异常是肿瘤发病的主要机制,肿瘤转化大部分是G1、G2期机制失调的结果。PI3K/PKB信号转导途径在癌细胞中上调,经常通过促进G1-S期细胞周期进程,刺激肿瘤细胞增殖。研究表明,肝癌过度表达bFGF和FGFR1,可能通过自分泌或旁分泌等方式发挥作用,由bFGF激活的PI3K/PKB信号转导途径,与肝癌的发生发展密切相关。FOXO1转录因子是PI3K/PKB直接的下游信号分子,通过调节靶基因的表达在控制细胞周期进程、DNA修复、抵御氧化损伤和凋亡中起重要作用,FOXO活性降低或功能缺失可能导致细胞的无限增殖和瘤的转化,被看作是肿瘤抑制因子。 p27是细胞周期素依赖激酶(cyclin dependent kinase,CDK)的抑制蛋白,主要通过抑制CDK或Cyclin/CDK复合物活性,阻断G1-S转换,对细胞周期进行负调控,是关键的闸门抑制因子,其表达及代谢发生异常可导致细胞周期失控并促进细胞异常增殖。在肿瘤中p27的调节主要发生在翻译后水平,最主要的是通过泛素一蛋白酶体系统(ubiquitin-proteasome system,UPS)降解。在泛素化过程中,S期激酶相关蛋白2(S-phase kinase-associated protein 2,Skp2)能特异性识别磷酸化的底物,是介导p27泛素化和降解的重要蛋白。Skp2是一种癌蛋白,在人类很多恶性肿瘤中,Skp2的蛋白表达通常很高,与p27的蛋白表达呈负相关,而且,Skp2表达水平越高,肿瘤的恶性程度越高,侵袭性越强,表明Skp2依赖的p27蛋白质降解在肿瘤的发生发展中有重要作用。 目前关于bFGF调控肿瘤细胞增殖的PI3K/PKB通路与FOXO1、p27以及Skp2之间的关系尚不十分清楚。本研究利用无血清培养使人肝癌Bel-7402细胞同步化,观察外源性bFGF对细胞增殖、PKB、FOXO1活性以及p27、Skp2表达的影响,以探讨bFGF对人肝癌Bel-7402细胞增殖的调控作用及可能的信号转导机制。 方法 1、肝癌Bel-7402细胞同步化后无血清饥饿培养,分别加入bFGF、Wortmannin(PKB上游激酶PI3K的特异性抑制剂),继续饥饿培养至不同时间。 2、MTT、流式细胞术等观察bFGF、Wortmannin对饥饿培养诱导的Bel-7402细胞增殖的影响。 3、Western blot法检测bFGF、Wortmannin对饥饿培养的Bel-7402细胞蛋白激酶PKB、FOXO1的激活作用,对p27、Skp2表达的影响及其可能的信号转导通路。免疫荧光检测bFGF、Wortmannin对饥饿培养的Bel-7402细胞p-FOXO1分布的影响。 4、RT-PCR法检测bFGF、Wortmannin对饥饿培养的Bel-7402细胞Skp2、p27 mRNA表达的影响及其可能的信号转导通路。 结果 1、外源性bFGF呈剂量、时间依赖性迅速激活肝癌Bel-7402细胞PKB活性,PKB蛋白总量表达无改变。Wortmannin(PKB上游激酶PI3K抑制剂)可部分抑制bFGF的上述作用。与bFGF组相比,Wortmannin组PKB活性约下降36.80%(P<0.01)。bFGF呈时间依赖性磷酸化FOXO1,免疫荧光显示bFGF可诱导磷酸化FOXO1出胞核进入胞浆,Wortmannin可部分阻断FOXO1的磷酸化。 2、MTT结果显示:Bel-7402细胞经bFGF处理细胞增殖比明显增加,且与bFGF水平成剂量依赖关系,bFGF浓度为25 ng/ml时细胞增殖比最高为145%,各bFGF处理组与对照组相比有统计学意义(P<0.05),经Wortmannin预处理后可抑制细胞增殖(P<0.01)。 3、流式细胞术分析显示:Bel-7402细胞经25 ng/ml bFGF孵育16 h后,与对照组相比G1期细胞减少(75.56±4.12)%→(57.50±3.75)%,S期细胞增多(16.53±1.95)%→(30.13±4.03)%,bFGF促进细胞由G1期进入S期(P<0.01)。Wortmannin使bFGF促进细胞周期的作用受到抑制[G1期:(67.53±2.30)%,S期:(22.63±2.54)%,P<0.05]。 4、bFGF呈时间依赖性诱导饥饿培养的Bel-7402细胞Skp2的mRNA及蛋白表达增加。bFGF处理6 h时Skp2 mRNA达峰值,8 h时Skp2蛋白表达最高,Wortmannin可抑制bFGF对Skp2的诱导作用(P<0.01)。 5、bFGF对饥饿培养的Bel-7402细胞p27 mRNA的表达无影响,但可抑制p27蛋白表达。bFGF处理10 h时p27蛋白表达最低,Wortmannin和蛋白酶体抑制剂MG-132可抑制此诱导作用(P<0.05)。 结论 1、bFGF经PI3K途径迅速激活Bel-7402细胞PKB、磷酸化FOXO1。 2、bFGF对PKB、FOXO1活性的改变是通过快速磷酸化而实现的。 3、bFGF可能通过PI3K/PKB/FOXO1信号通路促进Bel-7402细胞增殖。 4、bFGF可能通过激活PI3K途径下调p27的蛋白表达、上调Skp2 mRNA及蛋白表达,促进肝癌Bel-7402细胞增殖。
【学位授予单位】:中国医科大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:R735.7

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