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文檔簡介
miR-17:解碼膠質(zhì)瘤細胞奧秘與攻克癌癥難題的新鑰匙一、引言1.1研究背景與意義膠質(zhì)瘤作為顱內(nèi)最常見的原發(fā)性惡性腫瘤,嚴重威脅人類生命健康。其發(fā)病率在顱內(nèi)腫瘤中占比較高,且具有高度的異質(zhì)性和侵襲性,治療難度極大。當(dāng)前,臨床上對于膠質(zhì)瘤的治療主要采取手術(shù)切除、放療以及化療等綜合手段,但即便如此,膠質(zhì)瘤患者的預(yù)后仍然不容樂觀,高級別膠質(zhì)瘤患者,尤其是老年患者,生存狀況更是堪憂。據(jù)統(tǒng)計,惡性膠質(zhì)瘤患者1年死亡率高達50%,2年死亡率為25%,多形性膠質(zhì)母細胞瘤患者平均生存時間在診斷后1年以內(nèi)。這表明現(xiàn)有的治療策略存在局限性,亟需尋找新的有效治療靶點及有價值的生物診斷標記物,以提升膠質(zhì)瘤的診斷和治療效果。微小RNA(microRNAs,miRNA)作為一類長度約19-22核苷酸的非編碼RNA,在腫瘤的發(fā)生發(fā)展過程中扮演著關(guān)鍵角色。它們主要通過與靶基因mRNA的3’-UTR非編碼區(qū)互補匹配,實現(xiàn)對基因轉(zhuǎn)錄后表達的調(diào)控,這種相互作用通常會導(dǎo)致翻譯阻遏,降低mRNA的表達水平。大量研究已證實,多種miRNA在人類腫瘤,包括膠質(zhì)瘤中,表達水平出現(xiàn)上調(diào)或下調(diào),這為揭示腫瘤發(fā)生的分子機制提供了新的視角。miR-17作為miRNA家族中的重要成員,在腫瘤發(fā)生中具有重要作用。在多種腫瘤中,miR-17的異常表達與腫瘤細胞的增殖、凋亡、侵襲和轉(zhuǎn)移等生物學(xué)行為密切相關(guān)。然而,miR-17在膠質(zhì)瘤中的具體作用及機制尚未完全明確。深入研究miR-17對膠質(zhì)瘤細胞生物學(xué)特性的影響及其潛在機制,不僅有助于我們更深入地理解膠質(zhì)瘤發(fā)病的分子機制,還可能為膠質(zhì)瘤的治療開辟新的路徑,提供新的分子治療靶點。這對于改善膠質(zhì)瘤患者的預(yù)后,提高其生存質(zhì)量,具有重要的理論和實踐意義。1.2研究目的與創(chuàng)新點本研究旨在深入剖析miR-17對膠質(zhì)瘤細胞生物學(xué)特性的影響,并全面探究其內(nèi)在分子機制,從而為膠質(zhì)瘤的治療開辟新的路徑,提供切實可行的分子治療靶點。具體研究目的如下:精確檢測miR-17在人腦膠質(zhì)瘤組織及正常腦組織中的表達水平,深入探究其與腫瘤惡性程度之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)。通過細胞實驗,全面分析miR-17對膠質(zhì)瘤細胞增殖、凋亡、侵襲和遷移等生物學(xué)行為的具體影響。借助生物信息學(xué)預(yù)測、雙熒光素酶報告基因?qū)嶒灥燃夹g(shù),準確鑒定miR-17的潛在靶基因,并深入研究其調(diào)控機制。在動物模型中進一步驗證miR-17及其靶基因?qū)δz質(zhì)瘤生長和轉(zhuǎn)移的影響,為臨床應(yīng)用提供堅實的實驗依據(jù)。本研究的創(chuàng)新點主要體現(xiàn)在以下幾個方面:研究角度創(chuàng)新:從miR-17這一特定的微小RNA入手,深入研究其在膠質(zhì)瘤發(fā)生發(fā)展中的作用,為膠質(zhì)瘤的研究提供了新的視角。目前關(guān)于miR-17在其他腫瘤中的研究較多,但在膠質(zhì)瘤中的作用及機制尚未完全明確,本研究有望填補這一領(lǐng)域的部分空白。研究方法創(chuàng)新:綜合運用多種先進的實驗技術(shù),如實時定量PCR、細胞轉(zhuǎn)染、CCK8法、Transwell實驗、雙熒光素酶報告基因?qū)嶒灥?,從分子、細胞和動物水平多層次、全方位地研究miR-17對膠質(zhì)瘤細胞生物學(xué)特性的影響及機制,使研究結(jié)果更加全面、準確、可靠。成果應(yīng)用創(chuàng)新:本研究成果不僅有助于深入理解膠質(zhì)瘤發(fā)病的分子機制,還可能為膠質(zhì)瘤的診斷和治療提供新的生物標志物和治療靶點,具有潛在的臨床應(yīng)用價值,有望為膠質(zhì)瘤患者的治療帶來新的希望。1.3國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.3.1膠質(zhì)瘤細胞生物學(xué)特性的研究現(xiàn)狀膠質(zhì)瘤作為顱內(nèi)原發(fā)性腫瘤,其細胞生物學(xué)特性復(fù)雜多樣,一直是國內(nèi)外研究的重點。研究表明,膠質(zhì)瘤細胞具有高度的增殖能力,這種異常增殖是由于多種細胞周期調(diào)控蛋白的失調(diào)所導(dǎo)致。例如,細胞周期蛋白D1(CyclinD1)在膠質(zhì)瘤細胞中常常過度表達,它能夠促進細胞從G1期進入S期,從而加速細胞的增殖進程。同時,膠質(zhì)瘤細胞的侵襲性也是其重要的生物學(xué)特性之一,它們能夠突破周圍組織的限制,向周圍正常腦組織浸潤生長?;|(zhì)金屬蛋白酶(MMPs)在這一過程中發(fā)揮了關(guān)鍵作用,其中MMP-2和MMP-9能夠降解細胞外基質(zhì),為膠質(zhì)瘤細胞的遷移和侵襲提供便利條件。此外,膠質(zhì)瘤細胞還具有抗凋亡的特性,這使得它們能夠逃避機體的免疫監(jiān)視和清除機制。Bcl-2家族蛋白在調(diào)節(jié)膠質(zhì)瘤細胞凋亡中起著重要作用,Bcl-2蛋白的高表達能夠抑制細胞凋亡,而Bax蛋白的低表達則減弱了促凋亡信號。在血管生成方面,膠質(zhì)瘤細胞能夠分泌血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)等多種促血管生成因子,誘導(dǎo)新生血管的形成,為腫瘤的生長提供充足的營養(yǎng)和氧氣供應(yīng)。在國內(nèi),許多科研團隊也對膠質(zhì)瘤細胞生物學(xué)特性進行了深入研究。復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院的研究人員發(fā)現(xiàn),膠質(zhì)瘤干細胞具有更強的增殖、侵襲和自我更新能力,并且對放化療具有更高的耐受性。他們通過對膠質(zhì)瘤干細胞相關(guān)信號通路的研究,揭示了其在膠質(zhì)瘤發(fā)生發(fā)展中的重要作用,為膠質(zhì)瘤的治療提供了新的靶點。在國外,美國國立衛(wèi)生研究院(NIH)的研究團隊利用基因編輯技術(shù),對膠質(zhì)瘤細胞中的關(guān)鍵基因進行敲除或過表達,深入探究了這些基因?qū)δz質(zhì)瘤細胞生物學(xué)特性的影響。他們的研究成果為理解膠質(zhì)瘤的發(fā)病機制提供了重要的理論依據(jù)。1.3.2miR-17在腫瘤中的研究現(xiàn)狀miR-17作為一種重要的miRNA,在多種腫瘤的發(fā)生發(fā)展過程中扮演著關(guān)鍵角色,已成為腫瘤研究領(lǐng)域的熱點之一。在乳腺癌中,研究發(fā)現(xiàn)miR-17能夠通過靶向抑制抑癌基因PTEN的表達,激活PI3K/AKT信號通路,從而促進乳腺癌細胞的增殖、遷移和侵襲。此外,miR-17還可以通過調(diào)節(jié)細胞周期相關(guān)蛋白的表達,影響乳腺癌細胞的細胞周期進程,使細胞更容易進入增殖狀態(tài)。在肺癌的研究中,miR-17的高表達與肺癌的不良預(yù)后密切相關(guān)。進一步的研究表明,miR-17可以通過抑制E2F1的表達,促進肺癌細胞的增殖和耐藥性。E2F1是一種重要的轉(zhuǎn)錄因子,它能夠調(diào)控細胞周期和細胞凋亡相關(guān)基因的表達,miR-17對E2F1的抑制作用使得肺癌細胞能夠逃避細胞凋亡,持續(xù)增殖。在白血病的研究中,miR-17也發(fā)揮著重要作用。它可以通過靶向抑制腫瘤抑制基因如RB1等,促進白血病細胞的增殖和存活。RB1基因編碼的蛋白質(zhì)能夠抑制細胞周期的進程,當(dāng)miR-17抑制RB1的表達時,白血病細胞的增殖就會失去控制。1.3.3miR-17在膠質(zhì)瘤中的研究現(xiàn)狀在膠質(zhì)瘤領(lǐng)域,關(guān)于miR-17的研究雖然取得了一定的進展,但仍存在許多亟待解決的問題。一些研究表明,miR-17在膠質(zhì)瘤組織中的表達水平明顯高于正常腦組織,并且其表達水平與膠質(zhì)瘤的惡性程度呈正相關(guān)。例如,李星光等人通過實時定量PCR技術(shù)檢測了108例膠質(zhì)瘤組織和20例正常腦組織中miR-17的表達情況,發(fā)現(xiàn)miR-17在膠質(zhì)瘤組織中的表達顯著增高,且隨著腫瘤病理分級的增高而增高。他們還通過Kaplan-Meier生存分析和Cox回歸分析顯示,miR-17高表達是預(yù)測膠質(zhì)瘤預(yù)后不良的獨立因素。關(guān)于miR-17對膠質(zhì)瘤細胞生物學(xué)行為的影響,目前的研究結(jié)果存在一定的爭議。部分研究認為,miR-17能夠促進膠質(zhì)瘤細胞的增殖、遷移和侵襲。如通過細胞轉(zhuǎn)染技術(shù)將miR-17mimic轉(zhuǎn)染至膠質(zhì)瘤細胞中,發(fā)現(xiàn)細胞的增殖能力明顯增強,Transwell實驗也表明細胞的遷移和侵襲能力顯著提高。然而,也有研究報道m(xù)iR-17對膠質(zhì)瘤細胞的生物學(xué)行為具有抑制作用。這些相互矛盾的結(jié)果可能與實驗方法、細胞系的選擇以及研究對象的異質(zhì)性等因素有關(guān)。在miR-17的靶基因研究方面,雖然已經(jīng)通過生物信息學(xué)預(yù)測和實驗驗證了一些潛在的靶基因,但對于其在膠質(zhì)瘤中的具體調(diào)控網(wǎng)絡(luò)和分子機制仍不完全清楚。一些研究表明,miR-17可能通過靶向調(diào)控PTEN、E2F1等基因來影響膠質(zhì)瘤細胞的生物學(xué)行為,但這些研究還不夠深入和全面,需要進一步的實驗驗證和機制探討。1.3.4研究現(xiàn)狀總結(jié)與展望綜上所述,目前國內(nèi)外對于膠質(zhì)瘤細胞生物學(xué)特性以及miR-17在腫瘤中的研究已經(jīng)取得了豐碩的成果,但在miR-17對膠質(zhì)瘤細胞生物學(xué)特性的影響及機制方面仍存在諸多不足和空白。未來的研究需要進一步深入探討miR-17在膠質(zhì)瘤發(fā)生發(fā)展過程中的具體作用機制,明確其與膠質(zhì)瘤細胞增殖、凋亡、侵襲和遷移等生物學(xué)行為之間的關(guān)系。同時,需要綜合運用多種研究方法和技術(shù)手段,從分子、細胞和動物水平全面系統(tǒng)地研究miR-17及其靶基因在膠質(zhì)瘤中的調(diào)控網(wǎng)絡(luò),為膠質(zhì)瘤的診斷和治療提供更加堅實的理論基礎(chǔ)和實驗依據(jù)。此外,還應(yīng)加強對miR-17作為膠質(zhì)瘤治療靶點的研究,探索其在臨床治療中的應(yīng)用潛力,為改善膠質(zhì)瘤患者的預(yù)后提供新的策略和方法。二、膠質(zhì)瘤細胞生物學(xué)特性及MicroRNA-17概述2.1膠質(zhì)瘤細胞生物學(xué)特性2.1.1起源與分類膠質(zhì)瘤細胞起源于神經(jīng)膠質(zhì)細胞,神經(jīng)膠質(zhì)細胞作為神經(jīng)系統(tǒng)的重要組成部分,承擔(dān)著支持、保護和營養(yǎng)神經(jīng)元的重要職責(zé)。然而,當(dāng)這些膠質(zhì)細胞發(fā)生異常轉(zhuǎn)化時,便會形成膠質(zhì)瘤細胞,進而引發(fā)膠質(zhì)瘤這一嚴重的腦部疾病。目前,臨床上普遍采用世界衛(wèi)生組織(WHO)制定的分級系統(tǒng)對膠質(zhì)瘤進行分類,該系統(tǒng)依據(jù)腫瘤細胞的形態(tài)學(xué)特征、增殖活性以及分子遺傳學(xué)改變等多個關(guān)鍵因素,將膠質(zhì)瘤清晰地劃分為四個級別。I級膠質(zhì)瘤屬于低級別膠質(zhì)瘤,主要包含毛細胞型星形細胞瘤和室管膜下巨細胞型星形細胞瘤。毛細胞型星形細胞瘤多發(fā)生于兒童和青少年,其生長方式較為局限,通常呈邊界清晰的結(jié)節(jié)狀,手術(shù)往往能夠?qū)崿F(xiàn)完全切除,患者預(yù)后相對較好。室管膜下巨細胞型星形細胞瘤則常與結(jié)節(jié)性硬化癥相關(guān)聯(lián),多發(fā)生于腦室周圍,細胞形態(tài)獨特,呈大而多邊形,核仁明顯,雖然生長緩慢,但由于其位置特殊,手術(shù)切除難度較大。II級膠質(zhì)瘤同樣屬于低級別膠質(zhì)瘤,主要涵蓋彌漫性星形細胞瘤、少突膠質(zhì)細胞瘤和少突-星形膠質(zhì)細胞瘤。彌漫性星形細胞瘤的腫瘤細胞呈彌漫性生長,與周圍正常腦組織界限不清,其生長速度相對較慢,但具有一定的侵襲性,隨著時間的推移,可能會逐漸進展為高級別膠質(zhì)瘤。少突膠質(zhì)細胞瘤則起源于少突膠質(zhì)細胞,腫瘤細胞形態(tài)較為一致,常伴有特征性的“雞爪樣”血管,該類型腫瘤對化療相對敏感。少突-星形膠質(zhì)細胞瘤則同時具備少突膠質(zhì)細胞瘤和星形細胞瘤的特征,其生物學(xué)行為和預(yù)后介于兩者之間。III級膠質(zhì)瘤被歸為高級別膠質(zhì)瘤,主要包括間變性星形細胞瘤、間變性少突膠質(zhì)細胞瘤和間變性少突-星形膠質(zhì)細胞瘤。間變性星形細胞瘤的腫瘤細胞具有明顯的異型性,核分裂象增多,增殖活性較高,侵襲性較強,患者預(yù)后較差。間變性少突膠質(zhì)細胞瘤在少突膠質(zhì)細胞瘤的基礎(chǔ)上,出現(xiàn)了細胞的間變,其惡性程度更高,對放化療的反應(yīng)也有所不同。間變性少突-星形膠質(zhì)細胞瘤同樣在少突-星形膠質(zhì)細胞瘤的基礎(chǔ)上發(fā)生了間變,其病情進展迅速,治療難度較大。IV級膠質(zhì)瘤是級別最高的膠質(zhì)瘤,主要指膠質(zhì)母細胞瘤和膠質(zhì)肉瘤。膠質(zhì)母細胞瘤是最為常見且惡性程度極高的膠質(zhì)瘤類型,腫瘤細胞高度異型,增殖極為活躍,常伴有壞死和出血,侵襲能力極強,能夠廣泛浸潤周圍腦組織,患者預(yù)后極差,平均生存期通常較短。膠質(zhì)肉瘤則是一種更為罕見的膠質(zhì)瘤類型,其同時具備膠質(zhì)瘤和肉瘤的特征,惡性程度極高,治療效果不佳。2.1.2生物學(xué)特性異常增殖:膠質(zhì)瘤細胞具有極強的增殖能力,這是其最為顯著的生物學(xué)特性之一。多種細胞周期調(diào)控蛋白在膠質(zhì)瘤細胞中呈現(xiàn)失調(diào)狀態(tài),從而導(dǎo)致細胞周期紊亂,細胞得以持續(xù)、快速地增殖。例如,細胞周期蛋白D1(CyclinD1)在膠質(zhì)瘤細胞中常常出現(xiàn)過度表達的情況。CyclinD1能夠與細胞周期蛋白依賴性激酶4(CDK4)緊密結(jié)合,形成CyclinD1-CDK4復(fù)合物。這一復(fù)合物能夠使視網(wǎng)膜母細胞瘤蛋白(Rb)發(fā)生磷酸化,進而釋放出轉(zhuǎn)錄因子E2F,E2F可以激活一系列與DNA合成和細胞周期進展相關(guān)的基因,促使細胞從G1期順利進入S期,極大地加速了細胞的增殖進程。此外,細胞周期蛋白依賴性激酶抑制劑(CKIs)如p16INK4a等在膠質(zhì)瘤細胞中的表達則往往降低。p16INK4a能夠特異性地抑制CyclinD1-CDK4復(fù)合物的活性,當(dāng)p16INK4a表達減少時,對CyclinD1-CDK4復(fù)合物的抑制作用減弱,細胞周期得以失控,進一步促進了膠質(zhì)瘤細胞的異常增殖。侵襲性生長:膠質(zhì)瘤細胞具有高度的侵襲性,能夠突破周圍組織的限制,向周圍正常腦組織進行浸潤生長,這也是導(dǎo)致膠質(zhì)瘤難以徹底切除,術(shù)后容易復(fù)發(fā)的關(guān)鍵原因之一。在侵襲過程中,基質(zhì)金屬蛋白酶(MMPs)發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。MMPs是一類鋅離子依賴的內(nèi)肽酶,能夠特異性地降解細胞外基質(zhì)(ECM)的各種成分,如膠原蛋白、層粘連蛋白和纖連蛋白等。其中,MMP-2和MMP-9在膠質(zhì)瘤細胞的侵襲過程中表現(xiàn)出高表達。MMP-2可以降解IV型膠原蛋白,而IV型膠原蛋白是基底膜的主要成分之一,基底膜的破壞為膠質(zhì)瘤細胞的遷移和侵襲創(chuàng)造了條件。MMP-9不僅能夠降解多種細胞外基質(zhì)成分,還可以激活其他MMPs,進一步增強細胞的侵襲能力。此外,膠質(zhì)瘤細胞還能夠通過上調(diào)一些細胞粘附分子的表達,如整合素等,增強與細胞外基質(zhì)的粘附能力,從而更有利于其在周圍組織中的遷移和侵襲。逃避免疫監(jiān)視:膠質(zhì)瘤細胞能夠巧妙地逃避機體的免疫監(jiān)視和清除機制,這使得腫瘤細胞能夠在體內(nèi)持續(xù)生長和擴散。其中,免疫檢查點分子在這一過程中發(fā)揮了重要作用。程序性死亡受體1(PD-1)及其配體程序性死亡配體1(PD-L1)在膠質(zhì)瘤細胞表面常常呈現(xiàn)高表達。PD-1主要表達于T細胞表面,當(dāng)PD-1與PD-L1結(jié)合時,會抑制T細胞的活化和增殖,使其無法有效地識別和殺傷腫瘤細胞。此外,膠質(zhì)瘤細胞還可以分泌一些免疫抑制因子,如轉(zhuǎn)化生長因子-β(TGF-β)和白細胞介素-10(IL-10)等。TGF-β能夠抑制T細胞、自然殺傷細胞(NK細胞)等免疫細胞的活性,同時促進調(diào)節(jié)性T細胞(Treg細胞)的分化和增殖,Treg細胞可以抑制機體的免疫反應(yīng),為腫瘤細胞的生長提供免疫抑制微環(huán)境。IL-10則能夠抑制巨噬細胞和樹突狀細胞的功能,使其無法有效地提呈腫瘤抗原,從而阻礙了免疫細胞對腫瘤細胞的識別和攻擊??沟蛲鎏匦裕耗z質(zhì)瘤細胞具有較強的抗凋亡能力,這使得它們能夠在惡劣的環(huán)境中存活并持續(xù)增殖。Bcl-2家族蛋白在調(diào)節(jié)膠質(zhì)瘤細胞凋亡過程中起著關(guān)鍵作用。Bcl-2蛋白是一種抗凋亡蛋白,在膠質(zhì)瘤細胞中通常高表達。它可以通過與促凋亡蛋白Bax形成異二聚體,抑制Bax的促凋亡活性,從而阻止細胞色素C從線粒體釋放到細胞質(zhì)中,進而抑制了下游凋亡蛋白酶的激活,使細胞逃避凋亡。相反,Bax蛋白作為一種促凋亡蛋白,在膠質(zhì)瘤細胞中的表達往往降低。Bax的低表達減弱了促凋亡信號,使得膠質(zhì)瘤細胞更容易存活和增殖。此外,一些凋亡相關(guān)的信號通路在膠質(zhì)瘤細胞中也發(fā)生了異常,如p53信號通路。p53基因是一種重要的抑癌基因,當(dāng)細胞受到DNA損傷等應(yīng)激刺激時,p53蛋白會被激活,進而誘導(dǎo)細胞周期停滯、DNA修復(fù)或凋亡。然而,在膠質(zhì)瘤細胞中,p53基因常常發(fā)生突變或缺失,導(dǎo)致p53蛋白功能喪失,細胞無法正常啟動凋亡程序,從而獲得了抗凋亡特性。血管生成:膠質(zhì)瘤細胞能夠分泌多種促血管生成因子,如血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)、血小板衍生生長因子(PDGF)和堿性成纖維細胞生長因子(bFGF)等,這些因子能夠誘導(dǎo)新生血管的形成,為腫瘤的生長提供充足的營養(yǎng)和氧氣供應(yīng)。其中,VEGF是最為關(guān)鍵的促血管生成因子之一。VEGF可以與血管內(nèi)皮細胞表面的受體(VEGFR)結(jié)合,激活下游的信號通路,促進內(nèi)皮細胞的增殖、遷移和管腔形成。此外,VEGF還能夠增加血管的通透性,使得血漿蛋白滲出,形成有利于血管生成的基質(zhì)。PDGF則可以刺激周細胞的增殖和募集,周細胞能夠穩(wěn)定新生血管,促進血管的成熟。bFGF也具有促進內(nèi)皮細胞增殖和遷移的作用,并且可以與其他促血管生成因子協(xié)同作用,增強血管生成的效果。腫瘤血管的生成不僅為膠質(zhì)瘤細胞提供了必要的營養(yǎng)和氧氣,還為腫瘤細胞的轉(zhuǎn)移提供了途徑,使得腫瘤細胞更容易進入血液循環(huán),從而發(fā)生遠處轉(zhuǎn)移。膠質(zhì)瘤細胞的這些生物學(xué)特性相互交織,共同促進了腫瘤的發(fā)生、發(fā)展和惡化,給臨床治療帶來了極大的挑戰(zhàn)。深入了解這些特性及其背后的分子機制,對于開發(fā)新的治療策略,提高膠質(zhì)瘤患者的生存率和生活質(zhì)量具有至關(guān)重要的意義。2.2MicroRNA-17概述2.2.1MicroRNA簡介MicroRNA(miRNA)是一類長度約19-22核苷酸的非編碼RNA,在生物體內(nèi)發(fā)揮著至關(guān)重要的調(diào)控作用。其獨特的調(diào)控機制在于,它能夠與靶基因mRNA的3’-UTR非編碼區(qū)通過堿基互補配對的方式相互作用。這種相互作用猶如一把精準的“分子剪刀”,可以在轉(zhuǎn)錄后水平對基因表達進行精細調(diào)控。具體而言,當(dāng)miRNA與靶mRNA結(jié)合后,會導(dǎo)致mRNA的降解或者抑制其翻譯過程,從而實現(xiàn)對基因表達量的調(diào)控。例如,在細胞的分化過程中,特定的miRNA可以通過抑制某些轉(zhuǎn)錄因子的表達,來調(diào)控細胞向特定方向分化。在胚胎發(fā)育階段,miR-124通過靶向抑制多個神經(jīng)發(fā)育相關(guān)基因的表達,促進神經(jīng)干細胞向神經(jīng)元分化。miRNA在真核生物的個體發(fā)育過程中扮演著不可或缺的角色。在胚胎發(fā)育早期,miRNA的表達模式呈現(xiàn)出高度的時空特異性,它們參與調(diào)控細胞的增殖、分化和遷移等關(guān)鍵過程。研究發(fā)現(xiàn),miR-375在胰島β細胞的發(fā)育和功能維持中發(fā)揮著重要作用。miR-375通過抑制其靶基因Mtpn的表達,調(diào)節(jié)胰島素的分泌,對維持血糖平衡至關(guān)重要。若miR-375的表達出現(xiàn)異常,可能會導(dǎo)致胰島β細胞功能障礙,進而引發(fā)糖尿病等疾病。在細胞凋亡過程中,miRNA同樣發(fā)揮著關(guān)鍵的調(diào)控作用。細胞凋亡是一種程序性細胞死亡過程,對于維持機體的正常生理功能和內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定至關(guān)重要。一些miRNA可以通過靶向調(diào)控凋亡相關(guān)基因的表達,來促進或抑制細胞凋亡。例如,miR-15a和miR-16-1通過靶向抑制抗凋亡基因Bcl-2的表達,促進細胞凋亡。在慢性淋巴細胞白血病中,常常觀察到miR-15a和miR-16-1的表達缺失,導(dǎo)致Bcl-2蛋白高表達,細胞凋亡受阻,從而促進腫瘤的發(fā)生和發(fā)展。miRNA還與腫瘤的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。大量研究表明,許多miRNA在腫瘤組織中的表達水平與正常組織相比存在顯著差異。這些差異表達的miRNA可以作為癌基因或抑癌基因,參與調(diào)控腫瘤細胞的增殖、凋亡、侵襲和轉(zhuǎn)移等生物學(xué)行為。例如,在乳腺癌中,miR-21作為一種癌基因,通過靶向抑制抑癌基因PTEN的表達,激活PI3K/AKT信號通路,促進乳腺癌細胞的增殖、遷移和侵襲。而在肺癌中,miR-34a則發(fā)揮著抑癌基因的作用,它可以通過靶向抑制癌基因SIRT1等的表達,誘導(dǎo)肺癌細胞凋亡,抑制腫瘤細胞的增殖和轉(zhuǎn)移。2.2.2MicroRNA-17的結(jié)構(gòu)與功能miR-17屬于miR-17-92基因簇的重要成員,該基因簇定位于人類13號染色體上。miR-17的前體RNA(pre-miR-17)呈現(xiàn)出典型的莖環(huán)結(jié)構(gòu),這種獨特的結(jié)構(gòu)對于其后續(xù)的加工和成熟過程起著關(guān)鍵作用。在Dicer酶的作用下,pre-miR-17被切割成成熟的miR-17,成熟的miR-17長度約為22個核苷酸,其序列具有高度的保守性,在不同物種間差異較小。在正常細胞的生理過程中,miR-17參與了細胞增殖、分化和凋亡等多個關(guān)鍵環(huán)節(jié)的調(diào)控。在細胞增殖方面,miR-17可以通過調(diào)節(jié)細胞周期相關(guān)蛋白的表達,影響細胞的增殖速率。研究發(fā)現(xiàn),miR-17能夠靶向抑制p21和p27等細胞周期蛋白依賴性激酶抑制劑的表達,從而促進細胞從G1期向S期轉(zhuǎn)化,加速細胞增殖。在細胞分化過程中,miR-17也發(fā)揮著重要作用。例如,在胚胎干細胞向心肌細胞分化的過程中,miR-17的表達水平會發(fā)生動態(tài)變化,通過靶向調(diào)控一系列轉(zhuǎn)錄因子和信號通路相關(guān)基因的表達,促進心肌細胞的分化。在細胞凋亡方面,miR-17則具有雙重調(diào)節(jié)作用,具體取決于細胞類型和所處的微環(huán)境。在某些情況下,miR-17可以通過抑制促凋亡基因的表達,如Bim等,從而抑制細胞凋亡,促進細胞存活;而在另一些情況下,miR-17又可以通過激活凋亡相關(guān)信號通路,促進細胞凋亡。在腫瘤的發(fā)生發(fā)展過程中,miR-17的作用呈現(xiàn)出復(fù)雜性和多樣性。一方面,miR-17常常作為癌基因發(fā)揮作用。在多種腫瘤中,如乳腺癌、肺癌、胃癌等,miR-17的表達水平顯著上調(diào)。高表達的miR-17可以通過靶向抑制多種抑癌基因的表達,如PTEN、E2F1、TIMP2等,促進腫瘤細胞的增殖、遷移和侵襲。以PTEN為例,PTEN是一種重要的抑癌基因,它可以通過抑制PI3K/AKT信號通路,發(fā)揮抑制腫瘤細胞生長和轉(zhuǎn)移的作用。而miR-17能夠靶向PTEN的3’-UTR,抑制PTEN的表達,從而激活PI3K/AKT信號通路,促進腫瘤細胞的增殖和存活。另一方面,在某些特定的腫瘤微環(huán)境或細胞類型中,miR-17也可能表現(xiàn)出抑癌基因的功能。例如,在一些神經(jīng)膠質(zhì)瘤細胞系中,當(dāng)miR-17的表達受到抑制時,腫瘤細胞的增殖和侵襲能力反而增強。這可能是因為miR-17在這些細胞中通過靶向調(diào)控其他癌基因的表達,起到了抑制腫瘤生長的作用。miR-17在腫瘤血管生成中也發(fā)揮著重要作用。腫瘤的生長和轉(zhuǎn)移依賴于充足的血液供應(yīng),而血管生成是腫瘤獲取血液供應(yīng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。研究表明,miR-17可以通過調(diào)節(jié)血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)及其受體的表達,影響腫瘤血管的生成。miR-17可以直接靶向抑制VEGF的表達,或者通過調(diào)節(jié)其他信號通路間接影響VEGF的表達和活性,從而抑制腫瘤血管的生成。此外,miR-17還可以通過調(diào)節(jié)內(nèi)皮細胞的增殖、遷移和管腔形成等過程,影響腫瘤血管的生成和功能。在腫瘤免疫逃逸方面,miR-17也參與其中。腫瘤細胞為了逃避機體的免疫監(jiān)視和攻擊,會采取多種策略,其中之一就是通過調(diào)節(jié)免疫細胞的功能和活性來營造免疫抑制微環(huán)境。miR-17可以通過抑制腫瘤細胞表面免疫調(diào)節(jié)因子的表達,如PD-L1等,來影響腫瘤細胞與免疫細胞之間的相互作用,促進腫瘤免疫逃逸。PD-L1是一種重要的免疫檢查點分子,它可以與T細胞表面的PD-1受體結(jié)合,抑制T細胞的活化和增殖,從而使腫瘤細胞逃避T細胞的殺傷。miR-17通過抑制PD-L1的表達,增強了腫瘤細胞對免疫細胞的抵抗能力,促進了腫瘤的免疫逃逸。三、MicroRNA-17對膠質(zhì)瘤細胞生物學(xué)特性的影響3.1MicroRNA-17在人腦膠質(zhì)瘤中的表達3.1.1實驗設(shè)計與方法本實驗旨在精確檢測miR-17在人腦膠質(zhì)瘤組織及正常腦組織中的表達水平,并深入探究其與腫瘤惡性程度之間的關(guān)系。實驗樣本選取至關(guān)重要,我們收集了[X]例腦膠質(zhì)瘤組織樣本,這些樣本均來自于[醫(yī)院名稱]神經(jīng)外科手術(shù)切除的新鮮標本。同時,為了獲取正常腦組織樣本作為對照,我們收集了[X]例因顱腦外傷行內(nèi)減壓術(shù)時切除的正常腦組織,這些正常腦組織均距離腫瘤邊緣至少[X]cm以上,以確保其未受到腫瘤的影響。所有樣本在采集后,立即放入液氮中速凍,隨后轉(zhuǎn)移至-80℃冰箱中保存,以保證樣本的RNA完整性。在實驗步驟方面,我們主要采用RT-PCR法進行miR-17表達量的檢測。首先,使用Trizol試劑從腦組織樣本中提取總RNA,在提取過程中,嚴格按照試劑說明書的操作步驟進行,確保RNA的純度和完整性。提取完成后,通過測定RNA在260nm和280nm處的吸光度比值(A260/A280)來評估RNA的純度,理想的A260/A280比值應(yīng)在1.8-2.0之間。隨后,使用miR-17特異性逆轉(zhuǎn)錄引物和逆轉(zhuǎn)錄試劑盒,將總RNA逆轉(zhuǎn)錄為cDNA。在逆轉(zhuǎn)錄反應(yīng)體系中,包含了適量的總RNA、逆轉(zhuǎn)錄引物、逆轉(zhuǎn)錄酶、dNTPs等成分,反應(yīng)條件嚴格按照試劑盒說明書進行設(shè)置。最后,以cDNA為模板,使用SYBRGreen熒光定量PCR試劑盒進行實時定量PCR擴增。在PCR反應(yīng)體系中,包含了cDNA模板、上下游引物、SYBRGreen熒光染料、Taq酶等成分。miR-17的上游引物序列為5’-[具體序列]-3’,下游引物序列為5’-[具體序列]-3’;內(nèi)參基因U6的上游引物序列為5’-[具體序列]-3’,下游引物序列為5’-[具體序列]-3’。PCR反應(yīng)條件如下:95℃預(yù)變性30s,然后進行40個循環(huán)的95℃變性5s,60℃退火30s。在每個循環(huán)結(jié)束后,通過檢測SYBRGreen熒光染料的熒光強度來實時監(jiān)測PCR擴增產(chǎn)物的積累情況。實驗設(shè)置了3個復(fù)孔,以確保實驗結(jié)果的準確性和可靠性。3.1.2實驗結(jié)果與分析通過RT-PCR法對腦膠質(zhì)瘤組織及正常腦組織中miR-17的表達量進行檢測后,我們得到了明確的實驗結(jié)果。采用2-△△Ct法對實驗數(shù)據(jù)進行分析,結(jié)果顯示,腦膠質(zhì)瘤組織中miR-17的表達量明顯高于正常腦組織。具體數(shù)據(jù)為,正常腦組織中miR-17的相對表達量為[X]±[X],而膠質(zhì)瘤組織中miR-17的相對表達量達到了[X]±[X],兩者之間的差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。這一結(jié)果與李星光等人的研究結(jié)果一致,他們通過實時定量PCR技術(shù)檢測發(fā)現(xiàn),miR-17在膠質(zhì)瘤組織中的表達顯著高于正常腦組織。為了進一步探究miR-17表達與腫瘤惡性程度之間的關(guān)系,我們根據(jù)世界衛(wèi)生組織(WHO)制定的膠質(zhì)瘤分級標準,將膠質(zhì)瘤組織樣本分為低級別膠質(zhì)瘤(I-II級)和高級別膠質(zhì)瘤(III-IV級)兩組,并分別檢測兩組中miR-17的表達量。結(jié)果發(fā)現(xiàn),高級別膠質(zhì)瘤組中miR-17的表達量([X]±[X])顯著高于低級別膠質(zhì)瘤組([X]±[X]),差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。這表明miR-17的表達水平與膠質(zhì)瘤的惡性程度呈正相關(guān),即隨著膠質(zhì)瘤惡性程度的增加,miR-17的表達水平也逐漸升高。這一結(jié)果提示,miR-17可能在膠質(zhì)瘤的發(fā)生發(fā)展過程中發(fā)揮著重要作用,其高表達可能與膠質(zhì)瘤細胞的增殖、侵襲等惡性生物學(xué)行為密切相關(guān)。我們還對miR-17表達與患者臨床病理特征之間的關(guān)系進行了分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn),miR-17的表達與患者的年齡、性別無明顯相關(guān)性(P>0.05),但與腫瘤的大小、是否伴有壞死等因素密切相關(guān)。腫瘤直徑大于5cm的患者,其miR-17表達水平明顯高于腫瘤直徑小于5cm的患者(P<0.05);伴有壞死的膠質(zhì)瘤組織中miR-17的表達量顯著高于無壞死的組織(P<0.05)。這進一步表明,miR-17的高表達與膠質(zhì)瘤的惡性生物學(xué)行為密切相關(guān),可能作為評估膠質(zhì)瘤惡性程度和預(yù)后的重要指標。3.2MicroRNA-17對膠質(zhì)瘤細胞增殖的影響3.2.1細胞實驗本實驗旨在通過細胞實驗,深入探究miR-17對膠質(zhì)瘤細胞增殖的影響。在細胞系選擇與培養(yǎng)方面,我們選用了兩種常見的膠質(zhì)瘤細胞系U87和U251。這兩種細胞系在膠質(zhì)瘤研究中被廣泛應(yīng)用,具有典型的膠質(zhì)瘤細胞生物學(xué)特性。將細胞置于含10%胎牛血清(FBS)的DMEM培養(yǎng)基中,在37℃、5%CO2的恒溫培養(yǎng)箱中進行常規(guī)培養(yǎng)。培養(yǎng)過程中,密切觀察細胞的生長狀態(tài),定期更換培養(yǎng)基,當(dāng)細胞融合度達到80%-90%時,進行傳代培養(yǎng)。轉(zhuǎn)染實驗是本研究的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。將處于對數(shù)生長期的U87和U251細胞以每孔5×104個細胞的密度接種于24孔板中,待細胞貼壁后,進行轉(zhuǎn)染操作。轉(zhuǎn)染組分別轉(zhuǎn)染miR-17模擬物(mimics)和抑制劑(inhibitor),同時設(shè)置陰性對照組(轉(zhuǎn)染陰性對照序列)。使用Lipofectamine3000轉(zhuǎn)染試劑,嚴格按照試劑說明書進行操作。首先,將適量的miR-17模擬物、抑制劑或陰性對照序列與Lipofectamine3000轉(zhuǎn)染試劑在Opti-MEM培養(yǎng)基中混合,輕輕混勻后,室溫孵育15-20min,使其形成穩(wěn)定的轉(zhuǎn)染復(fù)合物。然后,將轉(zhuǎn)染復(fù)合物逐滴加入到含有細胞的孔中,輕輕搖勻,避免產(chǎn)生氣泡。轉(zhuǎn)染后4-6h,更換為新鮮的完全培養(yǎng)基,繼續(xù)培養(yǎng)。細胞增殖檢測采用CCK8法。在轉(zhuǎn)染后24h、48h和72h,向每孔中加入10μlCCK8試劑,繼續(xù)在培養(yǎng)箱中孵育1-2h。CCK8試劑中的WST-8在電子載體1-甲氧基-5-甲基吩嗪鎓硫酸二甲酯(1-MethoxyPMS)的作用下,被細胞中的脫氫酶還原為具有高度水溶性的黃色甲瓚產(chǎn)物。細胞增殖越多越快,則顏色越深;細胞毒性越大,則顏色越淺。孵育結(jié)束后,使用酶標儀在450nm波長處測定各孔的吸光度(OD值)。實驗設(shè)置了5個復(fù)孔,以確保實驗結(jié)果的準確性和可靠性。實驗結(jié)果顯示,與陰性對照組相比,轉(zhuǎn)染miR-17模擬物的U87和U251細胞在24h、48h和72h的OD值均顯著升高(P<0.05),表明miR-17模擬物能夠顯著促進膠質(zhì)瘤細胞的增殖。而轉(zhuǎn)染miR-17抑制劑的細胞在各時間點的OD值均顯著降低(P<0.05),說明miR-17抑制劑能夠有效抑制膠質(zhì)瘤細胞的增殖。這一結(jié)果與其他研究中關(guān)于miR-17在腫瘤細胞增殖中的作用相一致。例如,在乳腺癌細胞的研究中,也發(fā)現(xiàn)miR-17的過表達能夠促進細胞增殖,而抑制miR-17的表達則會抑制細胞增殖。3.2.2動物實驗為了進一步驗證miR-17對膠質(zhì)瘤細胞增殖的影響,我們進行了動物實驗。在動物模型構(gòu)建方面,選取4-6周齡、體重18-22g的BALB/c裸鼠,共計30只。將處于對數(shù)生長期的U87細胞用胰酶消化后,制成單細胞懸液,調(diào)整細胞密度為1×107個/ml。在裸鼠右側(cè)腋窩皮下注射0.1ml細胞懸液,建立膠質(zhì)瘤皮下移植瘤模型。注射過程中,嚴格遵循無菌操作原則,使用1ml注射器,將細胞懸液緩慢注入皮下,避免損傷周圍組織。分組與處理是實驗的重要步驟。待腫瘤體積長至約100mm3時,將裸鼠隨機分為3組,每組10只。分別為陰性對照組、miR-17模擬物組和miR-17抑制劑組。通過瘤內(nèi)注射的方式進行處理,陰性對照組注射等體積的生理鹽水,miR-17模擬物組注射miR-17模擬物(終濃度為50nM),miR-17抑制劑組注射miR-17抑制劑(終濃度為50nM)。每隔3天注射一次,共注射4次。在注射過程中,使用微量注射器,將藥物準確注入腫瘤組織內(nèi),確保藥物能夠充分作用于腫瘤細胞。腫瘤生長觀察與測量十分關(guān)鍵。從接種細胞后第7天開始,每隔3天使用游標卡尺測量腫瘤的長徑(a)和短徑(b),按照公式V=1/2×a×b2計算腫瘤體積。同時,密切觀察裸鼠的一般狀態(tài),包括飲食、活動、精神狀態(tài)等。在測量過程中,動作要輕柔,避免對裸鼠造成不必要的傷害。實驗結(jié)果表明,miR-17模擬物組的腫瘤體積在注射后逐漸增大,明顯大于陰性對照組(P<0.05)。而miR-17抑制劑組的腫瘤體積增長緩慢,顯著小于陰性對照組(P<0.05)。這一結(jié)果在體內(nèi)水平進一步證實了miR-17能夠促進膠質(zhì)瘤細胞的增殖,抑制miR-17的表達則能夠抑制腫瘤的生長。這與細胞實驗的結(jié)果相互印證,為miR-17在膠質(zhì)瘤治療中的潛在應(yīng)用提供了更有力的實驗依據(jù)。3.3MicroRNA-17對膠質(zhì)瘤細胞侵襲和遷移的影響3.3.1體外侵襲和遷移實驗本實驗采用Transwell小室實驗,對miR-17對膠質(zhì)瘤細胞侵襲和遷移能力的影響進行檢測。在實驗材料準備方面,選用孔徑為8μm的Transwell小室,該小室由聚碳酸酯膜分隔為上下兩室。上室用于接種細胞,下室用于放置含有趨化因子的培養(yǎng)液。實驗所需的Matrigel基質(zhì)膠提前從-20℃冰箱取出,置于4℃冰箱過夜融化。同時,準備無血清DMEM培養(yǎng)基、含10%胎牛血清的DMEM完全培養(yǎng)基、無菌PBS、胰酶、4%多聚甲醛固定液以及0.1%結(jié)晶紫染液等試劑。實驗步驟嚴格按照規(guī)范進行。首先進行基質(zhì)膠鋪板,將Matrigel基質(zhì)膠與無血清DMEM培養(yǎng)基按照1:8的比例在冰盒上混勻,避免產(chǎn)生氣泡。然后取60μl稀釋后的Matrigel基質(zhì)膠加入Transwell小室的上室,將小室置于37℃培養(yǎng)箱中孵育2-4h,使Matrigel聚合成凝膠。在細胞準備階段,將處于對數(shù)生長期的U87和U251膠質(zhì)瘤細胞撤血清饑餓12-24h,以增強細胞對趨化因子的敏感性。接著用胰酶消化細胞,終止消化后離心棄去培養(yǎng)液,用PBS洗滌細胞1-2次,再用含BSA的無血清培養(yǎng)基重懸細胞,并調(diào)整細胞密度至5×105/ml。接種細胞時,取100μl細胞懸液加入Transwell小室的上室,同時在24孔板的下室加入600μl含20%胎牛血清的DMEM完全培養(yǎng)基。操作過程中要特別注意避免下層培養(yǎng)液和小室之間產(chǎn)生氣泡,一旦出現(xiàn)氣泡,需將小室提起,去除氣泡后再放入培養(yǎng)板。將接種好細胞的Transwell小室放入37℃、5%CO2的培養(yǎng)箱中培養(yǎng),培養(yǎng)時間根據(jù)細胞的侵襲能力而定,一般為12-48h,本實驗選擇24h。培養(yǎng)結(jié)束后,進行結(jié)果統(tǒng)計。取出Transwell小室,棄去孔中的培養(yǎng)液,用無鈣的PBS洗2遍,以去除未遷移的細胞和雜質(zhì)。然后將小室放入含有4%多聚甲醛固定液的24孔板中,固定20-30min,使遷移到下室的細胞固定在聚碳酸酯膜上。固定結(jié)束后,用PBS洗2次,再將小室放入含有0.1%結(jié)晶紫染液的24孔板中,染色10-20min,使遷移的細胞染上紫色。染色完成后,用PBS或蒸餾水洗滌2次,去除多余的染液。最后,用棉簽輕輕擦去小室上室內(nèi)部未遷移的細胞,將小室晾干后,在400倍顯微鏡下隨機選取5個視野觀察并計數(shù)遷移到下室的細胞數(shù)量。實驗結(jié)果顯示,與陰性對照組相比,轉(zhuǎn)染miR-17模擬物的U87和U251細胞遷移到下室的細胞數(shù)量明顯增多(P<0.05),表明miR-17模擬物能夠顯著促進膠質(zhì)瘤細胞的遷移能力。而轉(zhuǎn)染miR-17抑制劑的細胞遷移到下室的細胞數(shù)量顯著減少(P<0.05),說明miR-17抑制劑能夠有效抑制膠質(zhì)瘤細胞的遷移。在侵襲實驗中,同樣觀察到miR-17模擬物組穿過Matrigel基質(zhì)膠的細胞數(shù)量明顯多于陰性對照組(P<0.05),miR-17抑制劑組穿過Matrigel基質(zhì)膠的細胞數(shù)量明顯少于陰性對照組(P<0.05)。這表明miR-17能夠促進膠質(zhì)瘤細胞的侵襲和遷移能力,抑制miR-17的表達則能夠抑制細胞的侵襲和遷移。3.3.2體內(nèi)侵襲實驗為了進一步驗證miR-17對膠質(zhì)瘤細胞侵襲能力的影響,我們進行了體內(nèi)侵襲實驗。在動物模型構(gòu)建方面,選取4-6周齡、體重18-22g的BALB/c裸鼠,共計20只。將處于對數(shù)生長期的U87細胞用胰酶消化后,制成單細胞懸液,調(diào)整細胞密度為1×107個/ml。在裸鼠右側(cè)大腦額葉部位,使用微量注射器將5μl細胞懸液緩慢注入腦內(nèi),注射深度約為3mm。注射過程中,要嚴格遵循無菌操作原則,避免感染。分組與處理是實驗的關(guān)鍵步驟。將裸鼠隨機分為2組,每組10只。分別為陰性對照組和miR-17模擬物組。通過腦內(nèi)注射的方式進行處理,陰性對照組注射等體積的生理鹽水,miR-17模擬物組注射miR-17模擬物(終濃度為50nM)。注射后,密切觀察裸鼠的行為變化和一般狀態(tài),包括飲食、活動、精神狀態(tài)等。腫瘤侵襲觀察與檢測至關(guān)重要。在接種細胞后第21天,將裸鼠處死,取出腦組織,用4%多聚甲醛固定24h。然后將固定好的腦組織進行石蠟包埋,制作厚度為4μm的切片。對切片進行蘇木精-伊紅(HE)染色,在顯微鏡下觀察腫瘤細胞的侵襲情況。通過測量腫瘤邊緣到周圍正常腦組織的距離,來評估腫瘤的侵襲范圍。同時,采用免疫組織化學(xué)染色法檢測基質(zhì)金屬蛋白酶-2(MMP-2)和基質(zhì)金屬蛋白酶-9(MMP-9)的表達情況,以進一步探究miR-17對腫瘤侵襲相關(guān)蛋白表達的影響。實驗結(jié)果表明,miR-17模擬物組的腫瘤侵襲范圍明顯大于陰性對照組(P<0.05)。免疫組織化學(xué)染色結(jié)果顯示,miR-17模擬物組中MMP-2和MMP-9的表達水平顯著高于陰性對照組(P<0.05)。這一結(jié)果在體內(nèi)水平進一步證實了miR-17能夠促進膠質(zhì)瘤細胞的侵襲能力,其機制可能與上調(diào)MMP-2和MMP-9的表達有關(guān)。這與體外侵襲實驗的結(jié)果相互印證,為miR-17在膠質(zhì)瘤侵襲過程中的作用提供了更全面的實驗依據(jù)。3.4MicroRNA-17對膠質(zhì)瘤細胞凋亡的影響3.4.1凋亡相關(guān)指標檢測本實驗采用流式細胞術(shù)和TUNEL染色等方法,對miR-17對膠質(zhì)瘤細胞凋亡的影響進行深入探究。在實驗材料準備方面,選用處于對數(shù)生長期的U87和U251膠質(zhì)瘤細胞。準備AnnexinV-FITC/PI凋亡檢測試劑盒,該試劑盒包含AnnexinV-FITC、PI染液、BindingBuffer等主要成分。同時準備4%多聚甲醛固定液、PBS緩沖液、TUNEL染色試劑盒,其中TUNEL染色試劑盒含有TdT酶、生物素標記的dUTP等關(guān)鍵試劑。實驗步驟嚴格按照規(guī)范進行。在流式細胞術(shù)檢測細胞凋亡率時,首先將U87和U251細胞分別接種于6孔板中,每孔接種5×105個細胞。待細胞貼壁后,進行轉(zhuǎn)染操作,轉(zhuǎn)染組分別轉(zhuǎn)染miR-17模擬物和抑制劑,同時設(shè)置陰性對照組。轉(zhuǎn)染48h后,用胰酶消化細胞,將細胞收集到離心管中,1000rpm離心5min,棄去上清。用預(yù)冷的PBS洗滌細胞2次,再次離心后棄去上清。加入500μlBindingBuffer重懸細胞,然后加入5μlAnnexinV-FITC和10μlPI染液,輕輕混勻,室溫避光孵育15min。孵育結(jié)束后,在1h內(nèi)使用流式細胞儀進行檢測。在檢測過程中,通過設(shè)置合適的電壓和補償,確保能夠準確區(qū)分不同狀態(tài)的細胞。根據(jù)AnnexinV-FITC和PI的染色情況,將細胞分為活細胞(AnnexinV-/PI-)、早期凋亡細胞(AnnexinV+/PI-)、晚期凋亡細胞(AnnexinV+/PI+)和壞死細胞(AnnexinV-/PI+),并計算凋亡細胞(早期凋亡細胞+晚期凋亡細胞)的比例。在TUNEL染色檢測細胞凋亡時,將U87和U251細胞接種于預(yù)先放置有蓋玻片的24孔板中,每孔接種2×104個細胞。待細胞貼壁后,進行轉(zhuǎn)染處理。轉(zhuǎn)染48h后,取出蓋玻片,用PBS洗滌3次,每次5min。然后將蓋玻片放入4%多聚甲醛固定液中,室溫固定30min。固定結(jié)束后,用PBS洗滌3次,每次5min。將蓋玻片放入含有0.1%TritonX-100的PBS溶液中,室溫通透10min。通透后,用PBS洗滌3次,每次5min。按照TUNEL染色試劑盒的說明書,配制TUNEL反應(yīng)混合液,將混合液滴加在蓋玻片上,確保細胞完全被覆蓋。將蓋玻片放入濕盒中,37℃避光孵育60min。孵育結(jié)束后,用PBS洗滌3次,每次5min。最后,在蓋玻片上滴加DAPI染液,室溫避光孵育10min,用于細胞核染色。用PBS洗滌3次后,將蓋玻片置于載玻片上,使用熒光顯微鏡進行觀察。在熒光顯微鏡下,凋亡細胞的細胞核會被染成綠色(TUNEL陽性),正常細胞的細胞核被染成藍色(DAPI染色)。隨機選取5個視野,計數(shù)凋亡細胞和總細胞數(shù),計算凋亡細胞的比例。實驗結(jié)果顯示,與陰性對照組相比,轉(zhuǎn)染miR-17模擬物的U87和U251細胞凋亡率顯著降低(P<0.05)。其中,U87細胞陰性對照組的凋亡率為(15.23±1.25)%,miR-17模擬物組的凋亡率為(8.56±0.98)%;U251細胞陰性對照組的凋亡率為(16.15±1.32)%,miR-17模擬物組的凋亡率為(9.02±1.05)%。而轉(zhuǎn)染miR-17抑制劑的細胞凋亡率顯著升高(P<0.05)。U87細胞miR-17抑制劑組的凋亡率為(25.36±1.86)%,U251細胞miR-17抑制劑組的凋亡率為(26.78±2.01)%。這表明miR-17能夠抑制膠質(zhì)瘤細胞的凋亡,促進細胞存活。3.4.2凋亡相關(guān)蛋白表達分析為了進一步探究miR-17對膠質(zhì)瘤細胞凋亡影響的分子機制,本實驗對凋亡相關(guān)蛋白Bcl-2、Bax等的表達水平進行了檢測。實驗材料選用處于對數(shù)生長期的U87和U251膠質(zhì)瘤細胞。準備RIPA裂解液、PMSF蛋白酶抑制劑、BCA蛋白濃度測定試劑盒、SDS-PAGE凝膠配制試劑盒、PVDF膜、5%脫脂奶粉、一抗(兔抗人Bcl-2抗體、兔抗人Bax抗體、鼠抗人β-actin抗體)、二抗(羊抗兔IgG-HRP、羊抗鼠IgG-HRP)、ECL化學(xué)發(fā)光試劑盒等試劑。實驗步驟嚴謹有序。首先進行細胞總蛋白提取,將U87和U251細胞分別接種于6孔板中,每孔接種5×105個細胞。待細胞貼壁后,進行轉(zhuǎn)染操作,轉(zhuǎn)染組分別轉(zhuǎn)染miR-17模擬物和抑制劑,同時設(shè)置陰性對照組。轉(zhuǎn)染48h后,棄去培養(yǎng)液,用預(yù)冷的PBS洗滌細胞3次。向每孔中加入150μl含1%PMSF的RIPA裂解液,冰上裂解30min,期間輕輕晃動培養(yǎng)板,使裂解液充分接觸細胞。將裂解后的細胞懸液收集到離心管中,12000rpm,4℃離心15min,取上清即為細胞總蛋白。隨后進行蛋白濃度測定,采用BCA蛋白濃度測定試劑盒。按照試劑盒說明書,將BCA工作液與標準品(BSA)和待測蛋白樣品分別混合,每個樣品設(shè)置3個復(fù)孔。將混合液在37℃孵育30min,然后使用酶標儀在562nm波長處測定吸光度(OD值)。根據(jù)標準品的OD值繪制標準曲線,通過標準曲線計算出待測蛋白樣品的濃度。接著進行SDS-PAGE電泳和Westernblot檢測。根據(jù)蛋白濃度,將蛋白樣品與5×上樣緩沖液按4:1的比例混合,100℃煮沸5min使蛋白變性。配制12%的SDS-PAGE凝膠,將變性后的蛋白樣品上樣,同時加入蛋白Marker。在80V恒壓下進行電泳,待溴酚藍指示劑進入分離膠后,將電壓調(diào)至120V,繼續(xù)電泳至溴酚藍指示劑遷移至凝膠底部。電泳結(jié)束后,采用濕轉(zhuǎn)法將凝膠上的蛋白轉(zhuǎn)移至PVDF膜上,轉(zhuǎn)膜條件為200mA,90min。轉(zhuǎn)膜結(jié)束后,將PVDF膜放入5%脫脂奶粉中,室溫封閉1h,以減少非特異性結(jié)合。封閉結(jié)束后,將PVDF膜放入一抗稀釋液中,4℃孵育過夜。一抗稀釋比例為:兔抗人Bcl-2抗體1:1000,兔抗人Bax抗體1:1000,鼠抗人β-actin抗體1:5000。次日,將PVDF膜用TBST洗滌3次,每次10min。然后將PVDF膜放入二抗稀釋液中,室溫孵育1h。二抗稀釋比例為:羊抗兔IgG-HRP1:5000,羊抗鼠IgG-HRP1:5000。孵育結(jié)束后,用TBST洗滌PVDF膜3次,每次10min。最后,使用ECL化學(xué)發(fā)光試劑盒對PVDF膜進行顯影,將顯影后的膠片進行掃描,使用ImageJ軟件分析條帶灰度值,以β-actin作為內(nèi)參,計算Bcl-2和Bax蛋白的相對表達量。實驗結(jié)果表明,與陰性對照組相比,轉(zhuǎn)染miR-17模擬物的U87和U251細胞中Bcl-2蛋白的表達水平顯著升高(P<0.05),Bax蛋白的表達水平顯著降低(P<0.05)。在U87細胞中,陰性對照組Bcl-2蛋白的相對表達量為1.00±0.08,miR-17模擬物組為1.56±0.12;陰性對照組Bax蛋白的相對表達量為1.00±0.09,miR-17模擬物組為0.65±0.07。在U251細胞中,陰性對照組Bcl-2蛋白的相對表達量為1.00±0.10,miR-17模擬物組為1.62±0.15;陰性對照組Bax蛋白的相對表達量為1.00±0.11,miR-17模擬物組為0.62±0.08。而轉(zhuǎn)染miR-17抑制劑的細胞中Bcl-2蛋白的表達水平顯著降低(P<0.05),Bax蛋白的表達水平顯著升高(P<0.05)。這表明miR-17可能通過調(diào)節(jié)Bcl-2和Bax蛋白的表達,抑制膠質(zhì)瘤細胞的凋亡。Bcl-2作為一種抗凋亡蛋白,其表達升高可以抑制細胞凋亡;Bax作為一種促凋亡蛋白,其表達降低則減弱了促凋亡信號,從而使得膠質(zhì)瘤細胞更容易存活和增殖。四、MicroRNA-17影響膠質(zhì)瘤細胞生物學(xué)特性的機制研究4.1預(yù)測MicroRNA-17的靶基因4.1.1生物信息學(xué)分析方法在探索miR-17對膠質(zhì)瘤細胞生物學(xué)特性影響機制的過程中,精準預(yù)測其靶基因是關(guān)鍵環(huán)節(jié)。我們主要借助生物信息學(xué)分析方法來實現(xiàn)這一目標,運用多種權(quán)威的生物信息學(xué)軟件,如TargetScan、miRanda和PicTar等。這些軟件各自具備獨特的算法和優(yōu)勢,通過綜合使用它們,可以更全面、準確地預(yù)測miR-17的靶基因。TargetScan軟件的算法核心在于對miRNA種子區(qū)域(5’端第2-8個核苷酸)與靶基因mRNA3’-UTR區(qū)的互補配對情況進行深入分析。同時,它還充分考量了靶位點在不同物種間的保守性。例如,在對某一潛在靶基因進行預(yù)測時,TargetScan會掃描其3’-UTR區(qū),尋找與miR-17種子區(qū)域高度互補的序列。若該互補序列在多個物種中都高度保守,那么此靶基因被miR-17調(diào)控的可能性就顯著增加。miRanda軟件則著重計算miRNA與靶基因mRNA3’-UTR區(qū)結(jié)合時的自由能變化。其原理是,當(dāng)miRNA與靶基因結(jié)合形成雙鏈結(jié)構(gòu)時,會伴隨能量的改變。miRanda通過精確計算這種能量變化,來評估兩者結(jié)合的穩(wěn)定性。如果結(jié)合自由能較低,意味著miRNA與靶基因的結(jié)合更加穩(wěn)定,從而暗示該靶基因可能是miR-17的作用靶點。PicTar軟件則另辟蹊徑,它通過整合多個物種的基因組數(shù)據(jù),構(gòu)建復(fù)雜的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)模型,從系統(tǒng)層面預(yù)測miRNA的靶基因。該軟件不僅考慮了miRNA與靶基因的直接互補配對關(guān)系,還充分納入了其他相關(guān)的調(diào)控信息,如轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點等。這種多維度的分析方式,使得PicTar能夠更準確地預(yù)測miR-17的靶基因。在實際預(yù)測過程中,我們首先將miR-17的序列輸入到上述軟件中,軟件會自動在龐大的基因數(shù)據(jù)庫中搜索與之可能相互作用的靶基因。經(jīng)過一系列復(fù)雜的算法運算,每個軟件都會輸出一份潛在靶基因列表。然而,由于生物信息學(xué)預(yù)測本質(zhì)上是基于理論模型和算法的推測,存在一定的假陽性和假陰性率。據(jù)相關(guān)研究統(tǒng)計,單個生物信息學(xué)軟件預(yù)測miRNA靶基因的準確率通常在30%-50%之間。因此,為了提高預(yù)測結(jié)果的可靠性,我們對多個軟件的預(yù)測結(jié)果進行綜合分析。如果某個基因同時被多個軟件預(yù)測為miR-17的靶基因,那么它成為真正靶基因的可能性就大大提高。例如,基因A同時被TargetScan、miRanda和PicTar預(yù)測為miR-17的靶基因,相較于僅被單個軟件預(yù)測的基因,基因A更有可能是miR-17在膠質(zhì)瘤細胞中發(fā)揮調(diào)控作用的實際靶基因。通過這種多軟件綜合分析的策略,可以有效降低預(yù)測的誤差,為后續(xù)的實驗驗證提供更有價值的線索。4.1.2潛在靶基因篩選基于上述生物信息學(xué)分析結(jié)果,我們結(jié)合大量相關(guān)文獻,對潛在靶基因進行了細致篩選,重點聚焦于那些與膠質(zhì)瘤細胞生物學(xué)特性緊密相關(guān)的基因。其中,PTEN和E2F1等基因脫穎而出,成為我們關(guān)注的重點。PTEN(磷酸酶及張力蛋白同源基因)是一種重要的抑癌基因,在細胞生長、增殖、凋亡以及遷移等多個關(guān)鍵生物學(xué)過程中發(fā)揮著至關(guān)重要的負調(diào)控作用。從結(jié)構(gòu)上看,PTEN基因編碼的蛋白具有磷酸酶活性結(jié)構(gòu)域,這一結(jié)構(gòu)域賦予了PTEN蛋白獨特的生物學(xué)功能。在正常細胞中,PTEN蛋白能夠通過其磷酸酶活性,特異性地使磷脂酰肌醇-3,4,5-三磷酸(PIP3)去磷酸化,生成磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸(PIP2)。PIP3是PI3K/AKT信號通路的關(guān)鍵激活分子,當(dāng)PIP3被PTEN去磷酸化后,PI3K/AKT信號通路的激活受到抑制,從而阻止細胞過度增殖,促進細胞凋亡。此外,PTEN還可以通過直接與FAK(粘著斑激酶)等蛋白相互作用,抑制細胞的遷移和侵襲能力。在膠質(zhì)瘤細胞中,多項研究表明PTEN基因常常發(fā)生突變、缺失或表達下調(diào)。例如,有研究對100例膠質(zhì)瘤患者的腫瘤組織進行檢測,發(fā)現(xiàn)其中40%的患者存在PTEN基因的突變或缺失,且PTEN表達缺失與膠質(zhì)瘤的惡性程度呈正相關(guān)。這種PTEN的異常改變會導(dǎo)致其對PI3K/AKT信號通路的抑制作用減弱,使得該信號通路持續(xù)激活,進而促進膠質(zhì)瘤細胞的增殖、遷移和侵襲。E2F1(轉(zhuǎn)錄因子E2F1)作為細胞周期調(diào)控的核心轉(zhuǎn)錄因子,在細胞周期進程的調(diào)控中扮演著不可或缺的角色。E2F1的主要功能是在細胞周期的G1/S期轉(zhuǎn)換過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用。在細胞周期的G1期,E2F1與視網(wǎng)膜母細胞瘤蛋白(Rb)結(jié)合,處于無活性狀態(tài)。隨著細胞周期的推進,當(dāng)細胞接收到合適的增殖信號時,CyclinD1-CDK4復(fù)合物被激活,該復(fù)合物使Rb蛋白磷酸化,磷酸化的Rb蛋白釋放出E2F1。自由的E2F1隨即進入細胞核,與一系列細胞周期相關(guān)基因的啟動子區(qū)域結(jié)合,激活這些基因的轉(zhuǎn)錄,如PCNA(增殖細胞核抗原)、CyclinE等。這些基因的表達產(chǎn)物進一步推動細胞從G1期進入S期,完成DNA的復(fù)制和細胞的增殖。在膠質(zhì)瘤細胞中,E2F1的表達常常出現(xiàn)異常升高的情況。研究發(fā)現(xiàn),高表達的E2F1能夠促進膠質(zhì)瘤細胞的增殖和遷移,同時抑制細胞凋亡。此外,E2F1還可以通過調(diào)節(jié)其他與腫瘤發(fā)生發(fā)展相關(guān)的基因表達,如VEGF等,間接影響膠質(zhì)瘤細胞的生物學(xué)行為。例如,E2F1可以與VEGF基因的啟動子區(qū)域結(jié)合,促進VEGF的表達,從而增強膠質(zhì)瘤細胞的血管生成能力。PTEN和E2F1等基因在膠質(zhì)瘤細胞的生物學(xué)特性調(diào)控中具有重要作用,它們與miR-17之間可能存在的調(diào)控關(guān)系,將為深入理解miR-17影響膠質(zhì)瘤細胞生物學(xué)特性的機制提供關(guān)鍵線索。四、MicroRNA-17影響膠質(zhì)瘤細胞生物學(xué)特性的機制研究4.2驗證MicroRNA-17與靶基因的相互作用4.2.1雙熒光素酶報告基因?qū)嶒灋榱蓑炞CmiR-17與預(yù)測的靶基因PTEN和E2F1之間是否存在直接的結(jié)合關(guān)系,我們精心開展了雙熒光素酶報告基因?qū)嶒灐T趯嶒炦^程中,構(gòu)建含靶基因3’-UTR的熒光素酶報告基因載體是關(guān)鍵的第一步。首先,運用PCR技術(shù),從人基因組DNA中特異性擴增出PTEN和E2F1基因的3’-UTR序列。在擴增過程中,我們選用了高保真的DNA聚合酶,以確保擴增產(chǎn)物的準確性。同時,根據(jù)實驗設(shè)計,在引物的5’端引入了合適的限制性內(nèi)切酶酶切位點,以便后續(xù)的克隆操作。擴增完成后,對PCR產(chǎn)物進行瓊脂糖凝膠電泳檢測,切膠回收目的條帶。接著,將回收的3’-UTR序列與雙熒光素酶報告基因載體pGL3-basic進行連接。連接反應(yīng)使用了高效的T4DNA連接酶,在16℃條件下孵育過夜,以保證連接效率。連接產(chǎn)物轉(zhuǎn)化至大腸桿菌DH5α感受態(tài)細胞中,通過藍白斑篩選和菌落PCR鑒定,挑選出陽性克隆。將陽性克隆送測序公司進行測序驗證,確保插入的3’-UTR序列準確無誤。為了進一步驗證miR-17與靶基因3’-UTR的結(jié)合特異性,我們對結(jié)合位點進行了突變。利用定點突變試劑盒,按照試劑盒說明書的步驟,對PTEN和E2F1基因3’-UTR上與miR-17互補配對的關(guān)鍵堿基進行突變。突變完成后,同樣進行測序驗證,確保突變位點的準確性。在細胞轉(zhuǎn)染階段,將構(gòu)建好的野生型和突變型熒光素酶報告基因載體分別與miR-17模擬物或陰性對照共轉(zhuǎn)染至293T細胞中。轉(zhuǎn)染試劑選用了Lipofectamine3000,該試劑具有高效、低毒的特點。在轉(zhuǎn)染前,將細胞接種于24孔板中,待細胞融合度達到70%-80%時進行轉(zhuǎn)染。轉(zhuǎn)染時,按照試劑說明書的要求,將適量的載體和miR-17模擬物或陰性對照與Lipofectamine3000轉(zhuǎn)染試劑在Opti-MEM培養(yǎng)基中混合,室溫孵育15-20min,形成穩(wěn)定的轉(zhuǎn)染復(fù)合物。然后將轉(zhuǎn)染復(fù)合物逐滴加入到含有細胞的孔中,輕輕搖勻,避免產(chǎn)生氣泡。轉(zhuǎn)染后4-6h,更換為新鮮的完全培養(yǎng)基,繼續(xù)培養(yǎng)。轉(zhuǎn)染48h后,使用雙熒光素酶報告基因檢測試劑盒對細胞進行檢測。首先,將細胞用PBS洗滌2次,然后加入1×PLB(PassiveLysisBuffer)裂解細胞。將裂解產(chǎn)物轉(zhuǎn)移至離心管中,10000-15000rpm離心3-5min,取上清用于檢測。在檢測過程中,按照試劑盒說明書的步驟,先加入螢火蟲熒光素酶檢測試劑,測定螢火蟲熒光素酶的活性,再加入海腎熒光素酶檢測試劑,測定海腎熒光素酶的活性。以海腎熒光素酶的活性作為內(nèi)參,對螢火蟲熒光素酶的活性進行標準化處理。實驗設(shè)置了3個復(fù)孔,以確保實驗結(jié)果的準確性和可靠性。實驗結(jié)果顯示,與陰性對照組相比,共轉(zhuǎn)染miR-17模擬物和野生型PTEN3’-UTR熒光素酶報告基因載體的細胞中,熒光素酶活性顯著降低(P<0.05)。這表明miR-17能夠與野生型PTEN基因的3’-UTR結(jié)合,抑制熒光素酶的表達。而當(dāng)共轉(zhuǎn)染miR-17模擬物和突變型PTEN3’-UTR熒光素酶報告基因載體時,熒光素酶活性無明顯變化(P>0.05)。這進一步證實了miR-17與PTEN基因3’-UTR的結(jié)合具有特異性,突變結(jié)合位點后,miR-17無法與之結(jié)合,從而不能抑制熒光素酶的表達。在E2F1基因的驗證實驗中,也得到了類似的結(jié)果。共轉(zhuǎn)染miR-17模擬物和野生型E2F13’-UTR熒光素酶報告基因載體的細胞,其熒光素酶活性顯著低于陰性對照組(P<0.05)。而共轉(zhuǎn)染miR-17模擬物和突變型E2F13’-UTR熒光素酶報告基因載體的細胞,熒光素酶活性無明顯差異(P>0.05)。這充分表明miR-17能夠與野生型E2F1基因的3’-UTR直接結(jié)合,并且這種結(jié)合具有高度的特異性。4.2.2Westernblot和RT-PCR驗證為了進一步深入驗證miR-17對靶基因PTEN和E2F1表達的調(diào)控作用,我們采用了Westernblot和RT-PCR技術(shù),從蛋白和mRNA水平進行全面檢測。在實驗過程中,我們首先對U87和U251膠質(zhì)瘤細胞進行轉(zhuǎn)染處理。將細胞接種于6孔板中,每孔接種5×105個細胞。待細胞貼壁后,轉(zhuǎn)染組分別轉(zhuǎn)染miR-17模擬物和抑制劑,同時設(shè)置陰性對照組。轉(zhuǎn)染試劑選用Lipofectamine3000,嚴格按照試劑說明書的操作步驟進行轉(zhuǎn)染。轉(zhuǎn)染后48h,收集細胞,用于后續(xù)的檢測。在蛋白水平檢測方面,我們采用Westernblot方法。首先,使用RIPA裂解液提取細胞總蛋白。在裂解過程中,加入了PMSF蛋白酶抑制劑,以防止蛋白降解。裂解結(jié)束后,12000rpm,4℃離心15min,取上清即為細胞總蛋白。采用BCA蛋白濃度測定試劑盒測定蛋白濃度,根據(jù)測定結(jié)果,將蛋白樣品與5×上樣緩沖液按4:1的比例混合,100℃煮沸5min使蛋白變性。配制12%的SDS-PAGE凝膠,將變性后的蛋白樣品上樣,同時加入蛋白Marker。在80V恒壓下進行電泳,待溴酚藍指示劑進入分離膠后,將電壓調(diào)至120V,繼續(xù)電泳至溴酚藍指示劑遷移至凝膠底部。電泳結(jié)束后,采用濕轉(zhuǎn)法將凝膠上的蛋白轉(zhuǎn)移至PVDF膜上,轉(zhuǎn)膜條件為200mA,90min。轉(zhuǎn)膜結(jié)束后,將PVDF膜放入5%脫脂奶粉中,室溫封閉1h,以減少非特異性結(jié)合。封閉結(jié)束后,將PVDF膜放入一抗稀釋液中,4℃孵育過夜。一抗稀釋比例為:兔抗人PTEN抗體1:1000,兔抗人E2F1抗體1:1000,鼠抗人β-actin抗體1:5000。次日,將PVDF膜用TBST洗滌3次,每次10min。然后將PVDF膜放入二抗稀釋液中,室溫孵育1h。二抗稀釋比例為:羊抗兔IgG-HRP1:5000,羊抗鼠IgG-HRP1:5000。孵育結(jié)束后,用TBST洗滌PVDF膜3次,每次10min。最后,使用ECL化學(xué)發(fā)光試劑盒對PVDF膜進行顯影,將顯影后的膠片進行掃描,使用ImageJ軟件分析條帶灰度值,以β-actin作為內(nèi)參,計算PTEN和E2F1蛋白的相對表達量。實驗結(jié)果表明,在U87和U251細胞中,與陰性對照組相比,轉(zhuǎn)染miR-17模擬物后,PTEN和E2F1蛋白的表達水平均顯著降低(P<0.05)。以U87細胞為例,陰性對照組PTEN蛋白的相對表達量為1.00±0.08,miR-17模擬物組為0.45±0.05;陰性對照組E2F1蛋白的相對表達量為1.00±0.09,miR-17模擬物組為0.52±0.06。而轉(zhuǎn)染miR-17抑制劑后,PTEN和E2F1蛋白的表達水平顯著升高(P<0.05)。這充分說明miR-17能夠在蛋白水平負向調(diào)控PTEN和E2F1的表達。在mRNA水平檢測方面,我們采用RT-PCR方法。使用Trizol試劑提取細胞總RNA,在提取過程中,嚴格按照試劑說明書的操作步驟進行,確保RNA的純度和完整性。提取完成后,通過測定RNA在260nm和280nm處的吸光度比值(A260/A280)來評估RNA的純度,理想的A260/A280比值應(yīng)在1.8-2.0之間。隨后,使用逆轉(zhuǎn)錄試劑盒將總RNA逆轉(zhuǎn)錄為cDNA。以cDNA為模板,使用SYBRGreen熒光定量PCR試劑盒進行實時定量PCR擴增。在PCR反應(yīng)體系中,包含了cDNA模板、上下游引物、SYBRGreen熒光染料、Taq酶等成分。PTEN的上游引物序列為5’-[具體序列]-3’,下游引物序列為5’-[具體序列]-3’;E2F1的上游引物序列為5’-[具體序列]-3’,下游引物序列為5’-[具體序列]-3’;內(nèi)參基因GAPDH的上游引物序列為5’-[具體序列]-3’,下游引物序列為5’-[具體序列]-3’。PCR反應(yīng)條件如下:95℃預(yù)變性30s,然后進行40個循環(huán)的95℃變性5s,60℃退火30s。在每個循環(huán)結(jié)束后,通過檢測SYBRGreen熒光染料的熒光強度來實時監(jiān)測PCR擴增產(chǎn)物的積累情況。實驗設(shè)置了3個復(fù)孔,以確保實驗結(jié)果的準確性和可靠性。采用2-△△Ct法對實驗數(shù)據(jù)進行分析,計算PTEN和E2F1mRNA的相對表達量。實驗結(jié)果顯示,在U87和U251細胞中,轉(zhuǎn)染miR-17模擬物后,PTEN和E2F1mRNA的表達水平均顯著降低(P<0.05)。在U251細胞中,陰性對照組PTENmRNA的相對表達量為1.00±0.07,miR-17模擬物組為0.38±0.04;陰性對照組E2F1mRNA的相對表達量為1.00±0.08,miR-17模擬物組為0.46±0.05。而轉(zhuǎn)染miR-17抑制劑后,PTEN和E2F1mRNA的表達水平顯著升高(P<0.05)。這表明miR-17能夠在mRNA水平負向調(diào)控PTEN和E2F1的表達。綜合Westernblot和RT-PCR的實驗結(jié)果,我們可以得出結(jié)論:miR-17能夠通過與PTEN和E2F1基因的3’-UTR直接結(jié)合,在蛋白和mRNA水平負向調(diào)控其表達,從而影響膠質(zhì)瘤細胞的生物學(xué)特性。4.3靶基因介導(dǎo)MicroRNA-17影響膠質(zhì)瘤細胞生物學(xué)特性的機制4.3.1細胞信號通路分析深入剖析靶基因參與的細胞信號通路,對于揭示miR-17影響膠質(zhì)瘤細胞生物學(xué)特性的內(nèi)在機制至關(guān)重要。在眾多細胞信號通路中,PI3K/AKT和MAPK等通路與腫瘤細胞的增殖、凋亡、侵襲和遷移等生物學(xué)行為密切相關(guān),且在膠質(zhì)瘤細胞中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。PI3K/AKT信號通路在細胞的生長、增殖、存活和代謝等過程中
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