抑制Galectin-3表達(dá)后腫瘤細(xì)胞生物學(xué)性狀的改變綜述,腫瘤學(xué)論文

抑制Galectin-3表達(dá)后腫瘤細(xì)胞生物學(xué)性狀的改變綜述,腫瘤學(xué)論文腫瘤是全球疾病致死的重要元兇之一。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球新腫瘤患者每10萬(wàn)人中就有173人，在中國(guó)每10萬(wàn)人中有110人。抑制癌的增殖，促進(jìn)其凋亡，可到達(dá)降低死亡率的目的,有效敲除與癌有關(guān)的基因的表示出可望降低腫瘤的發(fā)生率。干擾技術(shù)作為一種從反向研究基因，十分是癌基因的生物學(xué)作用,已經(jīng)被用到基因的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)方面。Galectin-3是當(dāng)前以為與腫瘤發(fā)展關(guān)系密切的基因，近年來(lái)，隨著RNA干擾技術(shù)的應(yīng)用，人們對(duì)抑制Galectin-3表示出后腫瘤細(xì)胞生物學(xué)性狀的改變研究越來(lái)越多，本文對(duì)此做一綜述。1Galectin-3的構(gòu)造與功能-半乳糖苷結(jié)合蛋白-3(Galectin-3)屬于動(dòng)物凝集素，是半乳糖凝集素的成員之一，它包括三個(gè)結(jié)合域:NH2末端結(jié)合域、一個(gè)糖構(gòu)造辨別域(carbohydraterecognitiondomain，CRD)和一個(gè)特有的富含甘氨酸、脯氨酸和酪氨酸重復(fù)序列的構(gòu)造域，具有調(diào)節(jié)細(xì)胞生長(zhǎng)和抑制細(xì)胞凋亡、介導(dǎo)細(xì)胞黏附、介入新生血管構(gòu)成、調(diào)控細(xì)胞轉(zhuǎn)錄等作用，在正常細(xì)胞及腫瘤細(xì)胞中廣泛表示出，與細(xì)胞內(nèi)糖蛋白、細(xì)胞外表分子及細(xì)胞外基質(zhì)蛋白互相作用，介入很多生理和病理經(jīng)過，包括細(xì)胞生長(zhǎng)、細(xì)胞黏附、細(xì)胞凋亡、腫瘤血管生成，以及腫瘤的侵襲轉(zhuǎn)移。2Galectin-3與腫瘤腫瘤的發(fā)生和發(fā)展是正常細(xì)胞在生長(zhǎng)調(diào)節(jié)機(jī)制紊亂下產(chǎn)生的惡性轉(zhuǎn)化和異型增生。Yoshii等和Takenaka等研究發(fā)現(xiàn)，正常甲狀腺濾泡細(xì)胞轉(zhuǎn)染Galectin-3cDNA后，Galectin-3表示出增加，導(dǎo)致細(xì)胞獲得惡性表型，提示Galectin-3可能在維持甲狀腺癌細(xì)胞的惡性表型中發(fā)揮作用。很多研究表示清楚，Galectin-3的表示出水平與腫瘤的惡性程度有密切關(guān)系。Camby等研究發(fā)現(xiàn)，Galectin-3的表示出水平隨著星形細(xì)胞膠質(zhì)瘤分級(jí)增高而上升，Galectin-3在體外明顯刺激膠質(zhì)母細(xì)胞瘤的移動(dòng)。Yang等通過實(shí)時(shí)熒光定量RT-PCR檢測(cè)研究發(fā)現(xiàn)，Galectin-3在正常胃黏膜為弱表示出，表示出水平很低，而胃癌原發(fā)灶、胃癌淋逢迎轉(zhuǎn)移灶及胃癌腹膜轉(zhuǎn)移灶中Galectin-3mRNA表示出增高。這提示Galectin-3與腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移等惡性特征密切相關(guān)。3RNA干擾技術(shù)RNA干擾(RNAi)是由雙鏈RNA介導(dǎo)的特異同源靶基因轉(zhuǎn)錄后沉默的經(jīng)過。RNAi能夠通過人為地引入與內(nèi)源靶基因具有一樣序列的雙鏈RNA，誘導(dǎo)內(nèi)源靶基因mRNA降解，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)阻止基因表示出。故RNAi能夠作為一種簡(jiǎn)單、有效的可代替基因敲除技術(shù)來(lái)抑制特定基因表示出。RNAi引發(fā)基因沉默大致分為三個(gè)階段:起始階段、效用階段、擴(kuò)增階段。(1)起始階段:dsRNA在細(xì)胞內(nèi)被一雙鏈RNA酶III型內(nèi)切酶(如Dicer酶)切割產(chǎn)生siRNA片斷;(2)效應(yīng)階段:siRNA與RNAi特異性的核酸內(nèi)、外切酶及其它一些蛋白等一起構(gòu)成核糖核苷酸蛋白復(fù)合物(RNAinducingsilencingcomplex,RISC)，RISC的核酸部分起到靶向性的作用，蛋白部分則起到降解mRNA的作用;(3)擴(kuò)增階段:siRNA與mRNA靶向性結(jié)合，并作為引物，在RNA聚合酶的作用下再次構(gòu)成dsRNA，新構(gòu)成的dsRNA又被Dicer切割成siRNA，新構(gòu)成的siRNA又能夠進(jìn)入下一輪循環(huán)而到達(dá)擴(kuò)增效應(yīng)的目的，一個(gè)完好的mRNA被降解成多個(gè)21-23nt的小片段，進(jìn)而導(dǎo)致相應(yīng)的基因表示出沉默。RNAi具有高效性、高特異性、遺傳性、可傳播性、靶基因位點(diǎn)的高選擇性與濃度、時(shí)間及ATP依靠性等幾個(gè)特點(diǎn)。4RNA干擾抑制Galectin-3表示出對(duì)腫瘤細(xì)胞生物學(xué)性狀的影響4.1惡性膠質(zhì)瘤腦膠質(zhì)瘤是發(fā)生于神經(jīng)外胚層的惡性腫瘤，約占腦腫瘤的45%左右，呈浸潤(rùn)性生長(zhǎng)，顯微手術(shù)難以到達(dá)組織學(xué)全切除，手術(shù)效果差，復(fù)發(fā)率高，預(yù)后差，死亡率高，而且對(duì)放化療不敏感，傳統(tǒng)藥物因神經(jīng)毒性和血腦屏障等因素，療效不理想，導(dǎo)致惡性膠質(zhì)瘤至今還是全身腫瘤中預(yù)后最差的腫瘤之一。因而，深切進(jìn)入研究惡性膠質(zhì)瘤的發(fā)病機(jī)制，尋找相關(guān)的惡性轉(zhuǎn)化基因，實(shí)現(xiàn)重要靶向分子的特異性治療和個(gè)體化治療，是治療惡性復(fù)發(fā)腫瘤的根本途徑。邢變枝等研究發(fā)現(xiàn)，在人腦膠質(zhì)瘤中，Galectin-3的表示出與腫瘤的WHO分級(jí)有關(guān)，可作為膠質(zhì)瘤惡性程度分級(jí)的重要指標(biāo)。李曉明等將Galectin-3特異性siRNA轉(zhuǎn)染人惡性膠質(zhì)瘤細(xì)胞株U87MG，降低U87MG細(xì)胞Galectin-3蛋白的表示出。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，所構(gòu)建的Galectin-3RNAi穩(wěn)定細(xì)胞株在凋亡誘導(dǎo)劑的作用下，細(xì)胞凋亡率顯著高于野生型細(xì)胞和轉(zhuǎn)染空載體穩(wěn)定細(xì)胞株(P0.05);同樣，在細(xì)胞增殖檢測(cè)中，Galectin-3RNAi穩(wěn)定細(xì)胞株細(xì)胞增長(zhǎng)率顯著低于野生型細(xì)胞和轉(zhuǎn)染空載體穩(wěn)定細(xì)胞株(P0.05)。上述結(jié)果講明，Galectin-3在惡性膠質(zhì)瘤細(xì)胞U87MG中起著抑制凋亡和促進(jìn)細(xì)胞增殖的作用，Galectin-3應(yīng)該成為該類腫瘤治療的強(qiáng)有力的靶向基因和腫瘤個(gè)性化(腫瘤細(xì)胞中Galectin-3高表示出)治療的一種選擇。4.2乳腺癌乳腺癌是女性最常見的惡性腫瘤之一，其發(fā)病率逐年上升。在歐美國(guó)家，乳腺癌占女性惡性腫瘤的25%-30%。20世紀(jì)末的統(tǒng)計(jì)資料表示清楚，全世界每年約有130萬(wàn)人診斷為乳腺癌，而有40萬(wàn)人死于該病。在我們國(guó)家很多大城市，乳腺癌發(fā)病率已經(jīng)上升為女性惡性腫瘤的第一或第二位，死亡率占第四位或第五位，成為婦女健康的最大威脅。魏楊輝等將設(shè)計(jì)并化學(xué)合成Galectin-3小干擾片段瞬時(shí)轉(zhuǎn)染乳腺癌細(xì)胞系MDA-MB-231，熒光倒置顯微鏡和實(shí)時(shí)定量PCR檢測(cè)干擾結(jié)果，MTT法觀察干擾后24、48、72、96h各組細(xì)胞增殖吸光度(A)值，流式細(xì)胞儀檢測(cè)各組細(xì)胞凋亡情況，劃痕實(shí)驗(yàn)和Transwell實(shí)驗(yàn)比擬不同組間細(xì)胞遷移和侵襲情況。結(jié)論是RNA干擾能抑制Galectin-3的表示出及MDA-MB-231細(xì)胞的增殖，并誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，降低其遷移侵襲能力。4.3大腸癌大腸癌是嚴(yán)重危害人類健康的常見消化道惡性腫瘤。近年來(lái),我們國(guó)家大腸癌的發(fā)病率及死亡率呈逐年上升的趨勢(shì),在惡性腫瘤發(fā)病率中排第四位，而腫瘤轉(zhuǎn)移是導(dǎo)致預(yù)后差和死亡的主要原因。因而，有效控制大腸癌的發(fā)展是患者長(zhǎng)期生存的關(guān)鍵。張楠等研究發(fā)現(xiàn),Galectin-3蛋白在大腸癌組織、癌旁組織及腺瘤中的表示出有明顯差異;Galectin-3的表示出與大腸癌組織的分化程度、浸潤(rùn)深度及發(fā)生淋逢迎轉(zhuǎn)移密切相關(guān)。Nakamura研究發(fā)現(xiàn)，Galectin-3在大腸癌肝臟轉(zhuǎn)移灶中的表示出比大腸癌原發(fā)灶中的要高，兩者表示出均值相比具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，提示Galectin-3在大腸癌肝轉(zhuǎn)移中有重要作用。但也存在些不一致的結(jié)論，有報(bào)道以為結(jié)腸癌進(jìn)展時(shí)Galectin-3表示出增高。也有研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)結(jié)腸癌進(jìn)展時(shí)其表示出降低。程變巧等用Galectin-3siRNA轉(zhuǎn)染大腸癌細(xì)胞系LOVO細(xì)胞，檢測(cè)Galectin-3低表示出對(duì)細(xì)胞增殖與凋亡的影響，得到的結(jié)論是干擾后細(xì)胞增殖減慢,凋亡增加。4.4食管癌石菲等研究發(fā)現(xiàn)，Galectin-3蛋白在食管癌組織、正常食管組織中的表示出具有明顯差異(P0.05)，Galectin-3mRNA的陽(yáng)性表示出率在食管癌組織中明顯升高，與食管癌的分化程度、浸潤(rùn)深度和淋逢迎轉(zhuǎn)移密切相關(guān)。這提示Galectin-3與食管癌的發(fā)生、發(fā)展及轉(zhuǎn)移有關(guān)。鄒國(guó)紅等將Galectin-3siRNA轉(zhuǎn)染食管癌Eca-109細(xì)胞后，用RT-PCR、MTT、流式細(xì)胞術(shù)和免疫細(xì)胞化學(xué)等方式方法分別檢測(cè)轉(zhuǎn)染效率、細(xì)胞增殖活性、細(xì)胞周期分布及Galectin-3、CyclinD1、p21、p27蛋白的表示出。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，食管癌Eca-109細(xì)胞增殖活性明顯減少，主要分布在G1期，CyclinD1和Galectin-3蛋白表示出下降，p27和p21蛋白的表示出升高。表示清楚運(yùn)用siRNA可有效抑制Galectin-3蛋白的表示出及細(xì)胞增殖活性，Galectin-3介入食管癌Eca-109細(xì)胞株的增殖，與CyclinD1、p21、p27蛋白關(guān)系密切，Galectin-3可成為治療食管癌的靶基因。5結(jié)束語(yǔ)Galectin-3對(duì)某些腫瘤的診斷、治療和預(yù)后評(píng)價(jià)有重要意義。但是，Galectin-3的很多生物學(xué)功能和效應(yīng)機(jī)制仍未完全清楚明晰，利用RNAi技術(shù)能夠有效抑制靶基因Galectin-3蛋白表示出，進(jìn)而抑制腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)，Galectin-3可能成為治療腫瘤細(xì)胞靶向治療的新基因?！疽韵聻閰⒖嘉墨I(xiàn)】【1】GongHC,HonjoY,Nangia-MakkerP,etal.TheNH2terminusofgalectin-3governscellularcompartmen-talizationandfunctionsincancercells[J].CancerRes,1999,59(24):6239-6245.【2】HonjoY,Nangia-MakkerP,InoharaH,etal.Down-regultionofGalectin-3suppressestumorigenicityofhumanbreascarcinomacells[J].ClinCancerRes,2001,7(3):661-668.【3】ChoiJH,ChunKH,RazA,etal.InhibitionofN-(4-hydroxyphenyl)retinamide-inducedapoptosisinbreastcancercellsbyGalectin-3[J].CancerBiolTher,2004,3(5):447-452.【4】KhaldoyanidiSK,GlinskyVV,SikoraL,etal.MDA-MB-435humanbreastcarcinomacellhomoandheterotypicadhesionunderflowconditionsismediatedinpartbyThomsen-Friedenreichantigen-galectin-3interactions[J].JBiolChem,2003,278(6):4127-4134.【5】MoiseevaEP,JavedQ,SpringEL,etal.Galectinn-1isinvolvedinvascularsmoothmusclecellproliferation[J].CardiovascRes,2000,45(2):493-502.【6】YoshiiT,InoharaH,TakenakaY,etal.Galectin-3maintainsthetransformedphenotypeofhyroidpapillarycarcinomacells[J].IntJOncol,2001,18(4):787-792.【7】TakenakaY,InoharaH,YoshiiT,etal.Malignanttransformationofthyroidfollicularcellsbygalectin-3[J].CancerLett,2003,195(1):111-119.【8】CambyI,BelotN,RoriveS,etal.Galectinsaredifferentiallyexpressedinsupratentorialpilocyticastrocytomas,astrocytomas,anaplasticastrocytomasandglioblastomas,andsignificantlymodulatetumorastrocytemigration[J].BrainPathol,2001,11(1):12-26.【9】KaltnerH,SeyrekK,HeckA,etal.Galectin-1andgalectin-3infetaldevelopmentofbovinerespiratoryanddigestivetracts.Comparisonofcelltype-specificexpressionprofilesandsubcellular