β3-乙酰氨基葡萄糖基转移酶对白血病细胞分化的影响及其调控机制

【摘要】： 已有大量的文献报道:当细胞恶变或分化时,细胞糖复合物上的糖链结构常发生变化,而这种变化来源于某些合成该糖链的相应的糖基转移酶表达的改变。β1,3-N-乙酰氨基葡萄糖转移酶(β3GnTs)家族参于合成其产物中的β1,3-乙酰氨基葡萄糖连接键,其中β3GnT-2, -4, -8亚型合成糖蛋白上N-或O-连接型糖链中的多聚乙酰氨基乳糖结构。本研究探讨这三种酶的表达和四株白血病细胞分化间的关系,以及转录因子Ets-1对β3GnT-2, -4, -8表达的调控。 本论文分为三个部分: 一、β3GnT-2, -4, -8和人急性早幼粒白血病细胞株HL60及NB4分化的关系 目的:研究糖基转移酶β3GnT-2, -4, -8表达变化和人急性早幼粒白血病细胞株HL60及NB4分化的关系。 方法:RT-PCR检测β3GnT-2, -4, -8在六种不同白血病细胞株中的表达情况。其次,使用ATRA处理HL60和NB4两种人急性早幼粒白血病细胞株,使其向粒细胞方向分化;或用TPA(PMA)处理两种细胞株,使其向单核细胞方向分化。用实时定量PCR(Real-time PCR)检测β3GnT-2, -4, -8的mRNA诱导分化前后在两个细胞株中的表达变化,并结合细胞形态学观察鉴定ATRA、TPA处理前后两个细胞株的形态变化。 结果:β3GnT-2在白血病细胞株SHI-1,THP-1,K562,HL60,U937,NB4中都有不同程度的表达。β3GnT-4仅在NB4细胞中表达;而β3GnT-8则相反,在NB4细胞中不表达,而在其它5株细胞中有不同程度的表达。在10-7mol/L ATRA或10ng/ml TPA作用2h或3d后,不管HL60和NB4细胞株向何方向分化,其β3GnT-2, -4, -8的mRNA表达与不加分化诱导剂的对照组相比均见不同程度的升高。其中以β3GnT-4的改变最为显著,且有时间依赖性变化。β3GnT-8和β3GnT-2的上升幅度大致相近。ATRA使HL60和NB4细胞向粒细胞分化时,βGnTs的上调较TPA使两种细胞向单核细胞分化时明显;而HL60细胞的β3GnTs对两个分化诱导剂的上调作用较NB4细胞更为敏感。 结论:早幼粒白血病细胞HL60和NB4在ATRA或TPA诱导向不同方向分化时,可见β3GnT-2, -4, -8的表达有不同程度的增加。ATRA的作用强于TPA;而HL60细胞对分化诱导剂的敏感性强于NB4细胞。 二、β3GnT-2, -4, -8和人单核白血病细胞株SHI-1及THP-1分化的关系 目的:研究糖基转移酶β3GnT-2, -4, -8表达变化和人单核白血病细胞株SHI-1及THP-1分化的关系。 方法:在第一部分研究的基础上,改用人单核白血病细胞株SHI-1及THP-1为研究对象,用实时定量PCR(Real-time PCR)继续检测β3GnT-2, -4, -8的mRNA在ATRA、TPA处理前后两个细胞株中的表达变化,并结合细胞形态学观察鉴定。 结果:SHI-1细胞在10-7mol/L ATRA作用2h后,β3GnT-2的mRNA表达即被下调,但3天后回复;而10ng/ml TPA作用2h或3d后,β3GnT-2均上调,第三天更甚。β3GnT-4在TPA处理SHI-1细胞3d后,才见上调,其升高程度与β3GnT-2相仿。β3GnT-8在ATRA或TPA处理3d后才见轻度上调。THP-1细胞对ATRA、TPA均不敏感,其β3GnT-2, -4, -8的表达未见明显改变。与细胞形态学变化一致。 结论:人单核白血病细胞株对ATRA及TPA的反应均不如人急性早幼粒白血病细胞株敏感,其β3GnT-2, -4, -8的mRNA表达变化不明显。尤其是THP-1细胞对本文所用浓度的ATRA及TPA都没有反应,与细胞形态学不改变相一致。 三、转录因子Ets-1对β3GnT-2, -4, -8表达的调控研究 目的:探讨白血病细胞诱导分化过程中Ets-1的表达及其对糖基转移酶对β3GnT-2, -4, -8的转录调控。 方法:采用Real-time PCR检测HL60、NB4、SHI和THP-1四种白血病细胞中转录因子Ets-1的mRNA在ATRA或TPA处理后的表达变化,并进一步采用染色质免疫沉淀(ChIP)结合凝胶迁移实验(EMSA)检测分析研究前三种细胞中Ets-1和β3GnT基因DNA的结合以及Ets-1对β3GnT的转录调控。 结果:在ATRA或TPA诱导分化下,HL60细胞中Ets-1 mRNA的表达均有不同程度的升高,且ATRA的作用似乎强于TPA。相反,NB4细胞和SHI-1细胞在ATRA或TPA作用后,总体上,Ets-1的表达都是下降的。THP-1细胞Ets-1的表达基本不变。ChIP检测发现:各个β3GnT的基因DNA检出谱基本上和第一部分用RT-PCR法检出的β3GnT mRNA的表达谱一致,结合EMSA证实有活化的Ets-1结合至β3GnT-2或/和β3GnT-8基因DNA片段,但未能检测到Ets-1对β3GnT-4的表达调控。 结论:Ets-1很可能参与HL60和SHI-1细胞株中β3GnT-2和β3GnT-8在ATRA和TPA诱导分化时的表达调控,至少也是调控因素之一。但NB4细胞中的β3GnT不受Ets-1的调节。