食管癌相关分子功能和纳米材料量子点新特性研究

【摘要】：食管癌是我国常见恶性肿瘤,年死亡率居恶性肿瘤第四位,其中主要组织学类型是食管鳞状细胞癌(esophageal squamous cell carcinoma, ESCC)。由于早期症状不明显并缺乏标志检测分子,确诊时多为中晚期,预后较差,5年生存率低于30%。与绝大多数肿瘤一样,ESCC的发生发展机制至今未明。因此,对ESCC发生发展过程中异常改变重要分子的功能、特性及其调控机制的研究,将有助于发现诊断、治疗和预后相关的新分子靶点,提高食管癌诊治水平；同时应用新技术、新材料标记肿瘤细胞并成像,将促进分子肿瘤学研究。 Clusterin (CLU)是一种存在于多种细胞组份、具有多种存在形式、参与细胞内外重要生命活动功能复杂多样的蛋白,近年发现其表达改变与多种疾病发生发展密切相关。CLU编码基因位于8p21,为单拷贝基因,可编码不同的蛋白产物,主要包含分泌型(sCLU)和核型(nCLU)两种类型。我们实验室前期通过蛋白质组学研究发现ESCC中sCLU表达降低而nCLU表达升高。目前,对sCLU的功能及其剪切、加工机制比较清楚,而对nCLU的定位、机理和功能却知之甚少。本研究发现在nCLU高表达的ESCC细胞中,nCLU存在细胞核仁聚集现象。nCLU的核仁聚集与核仁标志分子核仁素(nucleolin)蛋白在细胞核仁中共定位；其核仁定位具有细胞周期依赖性,与核仁的组装及解体过程一致；nCLU的核仁定位依赖于RNA,特别是rRNA的合成；nCLU的核仁定位依赖于CLU的N端富含碱性氨基酸序列。通过RNA干扰降低nCLU的核仁表达后,rRNA合成受到抑制,细胞周期发生G2/M期阻滞；nCLU的核仁定位对细胞rRNA合成的影响可能通过与RNA聚合酶Ⅰ相互作用,协同完成。CLU核仁定位现象的发现以及功能探讨,为进一步揭示CLU蛋白的复杂功能提供了线索。 生长相关基因产物β(growth-related gene productβ, GROβ)是实验室前期工作中发现的在ESCC组织中高表达分子之一。作为趋化因子,GROP可以分泌到细胞外,在ESCC生长代谢中发挥重要作用。然而,迄今尚无ESCC血清GROβ表达水平的相关报道。本研究发现,GROβ在ESCC血清中表达显著升高,通过ELISA检测血清GROβ表达水平可能有助于对ESCC的预后评估。此外,研究发现,GROP和其下游调节分子早期生长相关基因1(early growth related gene1, EGR1)参与调节肿瘤细胞对化疗药物顺铂的敏感性,并通过细胞凋亡的内源性通路发挥作用。食管癌患者中GROP及其下游调节分子EGR1持续高表达个体较低表达个体可能对顺铂治疗较为敏感。 量子点(Quantum dots, QDs)是由Ⅱ-Ⅵ族元素(如CdSe、CdS等)或Ⅲ-Ⅴ族元素(如InP、InAS)组成的尺寸小于100nm的新型半导体纳米微晶体。这类纳米级的半导体材料产生的量子效应及其独特的光学特性使其成为一种理想的无机荧光染料,可以实现对细胞内特殊分子的标记及其长时间示踪成像的效果。本研究探讨用不同物理学特性的QDs标记ESCC细胞并成像,发现游离的绿色MPA-量子点在DAPI染核及紫外激发的共同作用下由胞浆迅速转运至胞核,对核成像,这可能与其较小的粒径及表面所带电荷相关。该研究提示,绿色MPA-量子点在细胞核的稳定标记中具有重要应用前景。