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用基因芯片研究As2O3诱导K562细胞前后差异表达基因 |
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照组则无(图1a)。对照组和处理组细胞提取的总RNA电泳检测，可见明显的28 s、18 s条带，总RNA的质量很好（图1b）。
a:DNA电泳;b:总RNA电泳;1:对照组;2:处理组;M:DL2000 Marker
图1 DNA及总RNA电泳图
2.2 芯片的杂交检测
芯片阵列经杂交后扫描结果见图2。芯片的第14行第1-3、7-9、13-15点是GAPDH的阳性对照；第4-6、10-12、16-18点是水稻基因片段的阴性对照；第15行18个点均为50%DMSO的空白对照；第30行的第1-3、7-9点是GAPDH的阳性对照，第4-6、10-12、16-18点是水稻基因片段的阴性对照。
图2 处理组Cy5和对照组Cy3的荧光杂交图
从荧光扫描图可以明显看出，As2O3处理K562细胞后，细胞的基因表达整体下调。将Cy3和Cy5的荧光杂交图重叠，得到双色荧光杂交图，进一步分析发现有25个基因表达下调（Cy5/Cy3<0.5）。它们的Genebank ID分别是XM_016703、BC003153、NM_013411、BC017449、BC017449、BC015883、XM_040578、NM_006451、BC019362、AY032628、NM_004261、BC001188、AF015812、NM_001880、BC009585、BC001829、XM_050074、BC001484、BC002406、BC003412、BC015153、XM_016660、NM_002567、XM_049354、BC016707。
3 讨论
应用As2O3治疗白血病以来，对As2O3的作用机理研究表明，As2O3能抑制白血病细胞生长、诱导白血病细胞凋亡[3]。本实验也观察到As2O3作用人白血病K562细胞后，细胞生长明显变缓，部分细胞出现皱缩、染色质浓聚及胞膜起泡现象，DNA电泳出现典型的凋亡“梯状”带，提示细胞处于凋亡状态，此时细胞的生命活动受到抑制，mRNA的表达量明显降低，这与杂交结果显示的情况一致。数据分析发现下调表达的基因片段有25个，其中与As2O3作用效果密切相关的基因片段约有6个(微管蛋白α、腺苷酸激酶2、氨基肽酶、SUMO1、I型纤溶酶原激活物抑制因子)，与细胞的生长增殖有关的有6个，与细胞代谢相关的有4个。
本研究显示As2O3作用K562细胞后，微管蛋白α的表达下调，微管蛋白的产生不足会使细胞停留在有丝分裂期，从而影响细胞的生长增殖。推测微管蛋白α表达下调，是As2O3抑制K562细胞生长的原因之一。As2O3诱导细胞凋亡主要有几个途径：①激活Caspase家族。As2O3与谷胱甘肽过氧化物酶及线粒体膜上的腺苷酸转运蛋白分子中的-SH基结合，一方面阻碍了H2O2的消除，另一方面使细胞线粒体通透性转运孔道开放、膜电位降低，位于线粒体内、外膜间的腺苷酸激酶2等有害蛋白质释放入胞浆内，细胞色素C释放，激活Caspase家族，使DNA片段化，从而导致细胞凋亡。氨基肽酶（GPDA）是人体内的一种肽链水解酶，在肿瘤细胞的生长和凋亡中也发挥着重要作用，氨基肽酶基因的下调表达，促进As2O3诱导的细胞凋亡。②维甲酸受体信号通路。APL基因（pml）和维甲酸受体α基因（rarα）融合，表达PMLRARα融合蛋白。As2O3通过降解PML和PMLRARα而诱导APL细胞凋亡。SUMO1是与泛素相关的蛋白质，能与许多种类的蛋白质共价结合，调控其功能，与As2O3诱导的凋亡密切相关[4-5]。As2O3能增强PML与SUMO1的共价结合，从而引发PML降解，诱导细胞凋亡。③抑制肿瘤血管生成。I型纤溶酶原激活物抑制因子通过抑制内皮细胞与玻基结合素之间的粘附，促进玻基结合素向纤溶酶的移动，刺激内皮细胞向纤溶酶迁移，促进血管生成，从而发挥促进细胞生长，抑制细胞凋亡的效应[6]，PAI1基因的低表达与它在As2O3诱导的细胞凋亡中的作用相符。
转铁蛋白受体（TrfR）是细胞膜表面的一种糖蛋白，铁离子通过转铁蛋白运载经TrfR介导吸收到细胞内。在细胞的增殖过程中，铁离子的需求量增加，细胞表面TrfR的表达量也相应增加，被认为是转化增殖细胞和肿瘤细胞表面的特殊标志。转铁蛋白上一页 [1] [2] [3] [4] 下一页
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