盖磊 宁显忠
胃癌严重威胁着人类的健康,但发病机制不清,仍无有效治疗手段。端粒-端粒酶体系在肿瘤的发生发展中发挥重要作用,端粒酶的激活导致了端粒的延长,而端粒的延长则促进了肿瘤的永生化,但仍有10%的肿瘤细胞端粒酶无活性增高表现[1]。叠氮脱氧胸苷(3-azido-deoxythymidine,AZT)可抑制端粒酶活性,进而阻止端粒的延长,从而抑制肿瘤的永生化。因此,本实验拟利用AZT探讨端粒酶活性对胃癌细胞株SGC7901存活率的影响,探讨端粒-端粒酶体系在SGC7901细胞增殖分化中的作用。
1.1 材料及仪器 SGC7901胃癌细胞株(中科院上海细胞库),DMEM高糖培养基及胎牛血清(Gibco公司),AZT(sigma公司),甲基噻唑基四唑(MTT,南京建成生物工程研究所),TRAP-ELISA端粒酶活性试剂盒(Roche公司),酶标仪(北京普郎克公司)。
1.2 实验分组 SGC7901细胞株以1×104/孔的密度铺于96孔板,细胞贴壁后分组培养,对照组(MDEM培养基+10%胎牛血清),AZT-4、AZT-8及 AZT-16组分别添加 AZT 4、8及16 mmol/L,通过MTT实验确定AZT抑制SGC7901细胞增殖的最佳浓度及时间,再利用TRAP-ELISA法检测该条件下AZT对SGC7901细胞端粒酶活性的影响。
1.3 MTT法检测SGC7901细胞存活率 分组培养24 h、48 h及72 h后,以无血清培养基继续培养4 h,每孔分别加入20 μl MTT(5 mg/ml),孵育 4 h后弃去培养液,加入 150 μl二甲基亚砜振荡15 min,以酶标仪检测吸光度(A值),根据公式计算细胞活力:检测组A值/对照组A值×100%。
1.4 TRAP-ELISA法检测端粒酶活性 根据MTT实验结果,检测最佳抑制时间各组SGC7901细胞端粒酶活性。收集细胞,根据试剂盒说明建立 PCR反应体系,以 Ct值(cycle threshold)判断端粒酶活性值,Ct值小表示模板数大,端粒酶活性高,根据公式计算端粒酶活性下调率=(实验组平均Ct值-对照组平均Ct值)/对照组平均Ct值×100%。
2.1 AZT对SGC7901细胞活力的影响 MTT实验显示,AZT可抑制SGC7901细胞活力,具有明显的时间依赖性及剂量依赖性,其中AZT作用72 h对SGC7901细胞存活率影响最为显著,因此本研究检测了72 h后各组细胞端粒酶活性(表1)。
2.2 AZT对SGC7901端粒酶活性的影响 TRAP-ELISA法检测显示,AZT浓度越高,SGC7901细胞端粒酶活性越低(表2)。
表1 AZT对SGC7901细胞活力的影响(n=6/组)
表2 AZT对SGC7901细胞端粒酶活性的影响(n=6/组)
端粒-端粒酶体系与肿瘤的增殖关系密切,该体系的激活具有促进肿瘤细胞增殖的作用。端粒是位于真核细胞染色体末端的核酸-蛋白复合体,可防止染色体DNA降解、缺失、末端融合以及非常规重组等,具有维持染色体结构和功能的完整性及稳定性等作用,与肿瘤的发生及凋亡密切相关[2]。端粒酶是一种核酸蛋白酶,属逆转录酶,能以自身的RNA为模板合成端粒DNA序列,使端粒延长,是维持端粒稳定的重要因素。端粒酶激活、端粒延长与肿瘤的发生关系密切,端粒酶活性高的肿瘤细胞易发生耐药性[3],抑制端粒-端粒酶活性已成为抑制肿瘤增殖的研究的热点。
AZT是逆转录酶抑制剂,可与端粒酶这一逆转录酶结合,抑制端粒酶活性。本研究显示,不同浓度AZT均可抑制SGC7901细胞端粒酶活性,并明显抑制肿瘤细胞增殖,且AZT浓度越高,端粒酶活性越低,细胞存活率越低,提示端粒酶-端粒体系的活化是SGC7901细胞增殖的重要机制之一。尽管目前针对端粒酶的抑癌治疗策略尚不完善,对机体的毒副作用尚不完全清楚,尚难用于临床治疗。但随着对端粒-端粒酶在胃癌发病中研究的深入,端粒-端粒酶体系有望成为胃癌治疗新的突破口。
[1]Theimer CA,Feigon J.Structure and function of telomerase RNA.Curr Opin Struct Biol,2006,16(3):307-318.
[2]Matsutani N,Yokozaki H,Tahara E,et al.Expression of telomeric repeat binding factor 1 and 2 and TRF1-interacting nuclear protein 2 in human gastric carcinomas.Int J Oncol,2001,19(3):507-512.
[3]Guan JZ,Guan WP,Maeda T,et al.Different levels of hypoxia regulate telomere length and telomerase activity.Aging Clin Exp Res,2012,24(3):213-217.