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胃癌增殖论文:PKGⅡ对胃癌增殖的抑制作用

胃癌增殖论文:PKGⅡ对胃癌增殖的抑制作用

本文作者:桑建荣陈永昌李月英陶燕邵根宝作者单位:江苏大学基础医学与医学技术学院生理学系

PKGⅡ对EGF引起的SGC-7901细胞增殖有抑制作用

MTT检测结果显示,Ad-PKGⅡ+8-pCPT-cGMP+EGF组细胞的D值明显低于Ad-PKGⅡ+EGF组和Ad-LacZ+EGF组(P<0.01),与Ad-LacZ组比较差异也有统计学意义(P<0.01)。这说明EGF处理后,明显增强了SGC-7901细胞的增殖能力,用8-pCPT-cGMP作用Ad-PKGⅡ感染的细胞后,细胞的增殖活性明显降低,结果表明PKGⅡ显著抑制了胃癌细胞的增殖(图1)。

PKGⅡ对EGF诱导的p-RSK1的核转录有抑制作用

蛋白质免疫印迹法检测结果显示,8-pCPT-cGMP作用Ad-PKGⅡ感染的SGC-7901细胞后,PKGⅡ显著抑制了EGF引起的RSK1磷酸化水平的升高。同时检测细胞核内p-RSK1(Ser380)的结果表明,PKGⅡ显著抑制了p-RSK1向细胞核内移位(图2A)。免疫荧光检测结果(图2B)显示,EGF处理后,SGC-7901细胞核内有大量p-RSK1(Ser380)的累积;经8-pCPT-cGMP预处理后,EGF诱导的细胞核内p-RSK1(Ser380)的累积大幅度减少,与蛋白质印迹法检测结果一致。

PKGⅡ抑制EGF诱导的SGC-7901细胞中c-Fos和c-JunmRNA及蛋白的表达

RT-PCR检测结果显示,EGF作用SGC-7901细胞后c-Fos和c-JunmRNA的表达水平较Ad-LacZ组明显增加;在Ad-PKGⅡ感染的细胞中加入8-pCPT-cGMP后,c-Fos和c-JunmRNA的表达水平低于Ad-LacZ+EGF组(图3A)。蛋白质印迹法检测结果显示,EGF可明显上调SGC-7901细胞中c-Fos和c-Jun蛋白的表达;在Ad-PKGⅡ感染的细胞中加入8-pCPT-cGMP后,c-Fos和c-Jun蛋白的表达水平下调(图3B)。

EGF通过与细胞表皮生长因子受体特异性结合,引起靶细胞内一系列生物效应,控制着细胞的增殖、分化和癌变。研究表明,胃癌细胞中EGF及EGFR过度表达,对胃癌的发生和发展有一定作用,而且二者还可刺激某些癌基因的扩增[9,10]。本研究结果显示,Ad-PKGⅡ组对EGF刺激引起的胃癌细胞增殖无明显的影响,但经8-pCPT-cGMP激活PKGⅡ后,即可明显抑制胃癌SGC-7901细胞的增殖活性。

MAPK介导的信号通路具有调控基因转录、调控细胞周期以及维持细胞生存等生物活性,在肿瘤的发生中有重要的调控作用。EGF及EGFR是MAPK信号转导通路的主要启动者,EGFR磷酸化,活化小G蛋白,进而使丝/苏氨酸激酶Raf和MEK激活,再特异性地激活MAPK中的ERK,最终通过调节多种转录因子[如Elk-1和激活蛋白等]的活性而调控基因表达[11]。本研究结果表明,PKGⅡ对EGF诱导的ERK下游的信号分子RSK和原癌基因的表达均有抑制作用。

哺乳动物中RSK家族已得到证实的有4个成员(RSK1、RSK2、RSK3和RSK4),它们的典型特征是含有2个不同的功能性激酶结构域和羧基端ERKs结合结构域[12,13]。RSK1~3可以被MAPKs磷酸化所激活,也可以通过自身磷酸化激活。RSK在被MAPK磷酸化激活时,由Ras、Raf、MEK和MAPK/ERK信号通路所介导。SK激酶结构域内外的几个位点(包括Ser380、Thr359、Ser363和Thr573)的磷酸化都对RSK激酶活性的激活非常重要。ERK磷酸化RSK1的C-末端激酶结构域Thr573,进而使Ser363和Ser380位点磷酸化,最终完成整个RSK1分子的活化[14,15]。本研究选取受ERK激活通路调节的磷酸化位点Ser380,观察在EGF刺激下,PKGⅡ对胃癌SGC-7901细胞中RSK1活性调节的作用。结果发现,在EGF刺激下,RSK1Ser380位点的磷酸化水平升高,明显高于Ad-LacZ对照组;激活后的PKGⅡ则抑制了p-RSK1(Ser380)和核转录。因此,笔者推测,PKGⅡ是通过ERK依赖的蛋白激酶通路来抑制RSK1的活性,从而抑制胃癌细胞的增殖。当然,为了明确RSK1激活的分子机制,还需要应用ERK通路的抑制剂或激动剂进行进一步的研究。

在肿瘤发生、发展的基因调控中,原癌基因c-Jun和c-Fos尤为重要,易受外界刺激,二者结合组成Ap-1复合体[6]。c-Jun和c-Fos的表达增强并且共同表达,有可能是细胞不断增殖的触发点,它们相互作用并影响其他基因的表达,使细胞最终增殖失控发生癌变[16]。为了进一步研究PKGⅡ对ERK下游信号分子的作用,本研究应用蛋白质印迹法和RT-PCR法对Ap-1的主要组成因子c-Fos和c-Jun进行了蛋白表达及mRNA表达水平的检测,结果表明在感染并激活的PKGⅡ细胞中,c-Jun和c-Fos的表达无论在蛋白水平还是mRNA水平均明显低于Ad-LacZ+EGF组,提示PKGⅡ可能通过抑制c-Fos和c-JunmRNA及蛋白的表达,进而抑制Ap-1形成。Jun及Fos基因的蛋白表达产物定位于细胞核,目前已知有3种Jun蛋白(c-Jun、JunB和JunD)及4种Fos蛋白(c-Fos、FosB、Fra-1和Fra-2)[17,18]。本研究只检测了PKGⅡ对c-Jun和c-Fos的作用,PKGⅡ对Jun和Fos家族其他成员的蛋白和mRNA的表达是否也有影响,尚有待进一步研究。

研究显示,用编码PKGⅡ的腺病毒感染胃癌细胞,导致PKGⅡ高表达,经8-pCPT-cGMP作用使其激活,可明显抑制EGF诱导的MAPK/ERK激活,使细胞增殖受到明显抑制[7]。结合本研究结果,笔者推测在胃癌发生过程中,PKGⅡ通过抑制ERK,抑制依赖ERK下游的重要激酶RSK1Ser380位点的活化,进而作用于c-Jun和c-Fos,减弱其蛋白的合成以及降低其mRNA的表达,使胃癌细胞的增殖信号转导受到抑制,从而抑制胃癌细胞的增殖。