GATA5抑制Ep CAM表達(dá)對(duì)腎癌HEK-293細(xì)胞系的影響

劉 誠(chéng)石 嵩陳 文關(guān)建民

1.菏澤醫(yī)學(xué)?？茖W(xué)校，山東菏澤 274000；2.菏澤市立醫(yī)院，山東菏澤 274000

GATA5是調(diào)控器官發(fā)育的轉(zhuǎn)錄因子，含有2個(gè)典型鋅指結(jié)構(gòu)的DNA結(jié)合氨基酸序列（Cys-X2-Cys-X17-Cys-X2-Cys），胚胎時(shí)表達(dá)并調(diào)控內(nèi)胚層調(diào)控來(lái)源 的器 官發(fā) 育［1?4］。研 究發(fā) 現(xiàn) 在消 化道 腫 瘤 中GATA5作為抑癌基因發(fā)揮抑制癌癥進(jìn)展的作用［5］；同樣在肝癌中發(fā)現(xiàn)GATA5能抑制肝癌細(xì)胞生長(zhǎng)，促進(jìn)肝癌細(xì)胞凋亡［6］。EpCAM作為癌干細(xì)胞因子在癌形成和進(jìn)展中發(fā)揮重要作用［7?10］。GATA5是否在腎癌中發(fā)揮相應(yīng)的作用還是未知，GATA5與EpCAM是否存在作用關(guān)系同樣未知，我們選取腎癌HEK-293細(xì)胞，通過(guò)構(gòu)建pTT5-GATA5研究過(guò)表達(dá)GATA5后對(duì)HEK-293細(xì)胞生長(zhǎng)調(diào)控作用及觀察GATA5對(duì)EpCAM表達(dá)調(diào)控作用。

1 材料和方法

1.1 細(xì)胞培養(yǎng)

將HEK-293細(xì)胞系（購(gòu)自武漢細(xì)胞庫(kù)）培養(yǎng)在含有10%胎牛血清和5%青霉素/鏈霉素DMEM培養(yǎng)基中培養(yǎng)。細(xì)胞在37℃并含5%二氧化碳的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)［11］。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 表達(dá)載體的構(gòu)建 通過(guò)NCBI：NM_080473.4獲取GATA5的cDNA（從63號(hào)堿基到1256堿基）。我們?cè)贜端添加了KozaK序列GCCACC。限制性位點(diǎn)HindIII（5'-A^AGCTT-3'）和NotI（5'-GC^GGCCGC3'）。通過(guò)PCR儀擴(kuò)增合成cDNA-GATA5。用HindIII和NotI限制酶（Takara Bio Inc.Inc）酶切PCR產(chǎn)物，并通過(guò)T4DNA連接酶（Takara Bio Inc.Inc）連接到相同酶切的表達(dá)載體pTT5-vector（Biovector，Inc.USA）中。將重組pTT5-GATA5標(biāo)簽載體轉(zhuǎn)化到大腸桿菌（DH5-α）中用于擴(kuò)增［12］。

1.2.2 構(gòu)建表達(dá)載體驗(yàn)證 將構(gòu)建好的pTT5-GATA5載體，用HindIII和NotII限制酶（Takara Bio Inc）按照說(shuō)明書(shū)進(jìn)行酶切后，通過(guò)1%瓊脂糖凝膠電泳進(jìn)行大小驗(yàn)證。

將構(gòu)建好的pTT5-GATA5質(zhì)粒送往天一輝遠(yuǎn)公司進(jìn)行堿基測(cè)序，使用測(cè)序引物5'-GCCATACACTTGA GTGACAA-3'和5'-GGGATCTCGACCAAATGATT-3'。

1.2.3 細(xì)胞轉(zhuǎn)染 待細(xì)胞長(zhǎng)至80%狀態(tài)時(shí)，用Lipofectamine 2000轉(zhuǎn)染試劑參照說(shuō)明書(shū)將pTT5-vector，pTT5-GATA5轉(zhuǎn)入細(xì)胞中，參考實(shí)驗(yàn)方法［13］。

1.2.4 MTT檢測(cè)細(xì)胞增殖 將HEK-293細(xì)胞（1.5×104個(gè)/孔）鋪在96孔細(xì)胞培養(yǎng)板上，每孔補(bǔ)充含10%胎牛血清DMEM至500μl，培養(yǎng)12 h后，將培養(yǎng)基替換為不含胎牛血清的DMEM培養(yǎng)6 h，進(jìn)行pTT5-vector、pTT5-GATA5質(zhì)粒轉(zhuǎn)染，每孔質(zhì)粒用量為0.25μg，LipofectamineTM 2000用量0.5μl。轉(zhuǎn)染24 h，48 h，72 h后，通過(guò)甲基噻唑基二苯基溴化四唑（MTT）測(cè)定細(xì)胞增殖。

1.2.5 細(xì)胞劃痕實(shí)驗(yàn) 將HEK-293細(xì)胞（1.5×105個(gè)/孔）鋪在6孔細(xì)胞培養(yǎng)板上，每孔補(bǔ)充含10%胎牛血清DMEM至500μl，培養(yǎng)12h后，將培養(yǎng)基替換為不含胎牛血清的DMEM培養(yǎng)6 h，進(jìn)行pTT5-vector、pTT5-GATA5質(zhì)粒轉(zhuǎn)染，每孔質(zhì)粒用量為0.25μg，LipofectamineTM 2000用量0.5μl。轉(zhuǎn)染24h后進(jìn)行細(xì)胞劃痕實(shí)驗(yàn)，分別在24h，48h，72h進(jìn)行觀察記錄。

1.2.6 實(shí)時(shí)定量反轉(zhuǎn)錄-聚合酶鏈反應(yīng)（RT-PCR）將HEK-293細(xì)胞（1.2×105個(gè)/孔）平鋪于6孔板中，每孔質(zhì)粒用量為1μg，LipofectamineTM 2000用量1.2μl。參考1.2.4進(jìn)行細(xì)胞轉(zhuǎn)染，分別培養(yǎng)24 h，48 h，72 h后收集細(xì)胞，通過(guò)RNA提取試劑盒提取總mRNA，通過(guò)RT-PCR試劑盒進(jìn)行轉(zhuǎn)錄。

1.2.7 蛋白質(zhì)免疫印跡（Western Blot）檢測(cè)蛋白表達(dá) 將HEK-293細(xì)胞（1.2×105個(gè)/孔）平鋪于6孔板中，每孔質(zhì)粒用量為1μg，LipofectamineTM 2000用量1.2μl。參考1.2.4進(jìn)行細(xì)胞轉(zhuǎn)染，分別培養(yǎng)24 h，48 h，72 h后收集細(xì)胞，收集細(xì)胞提取總蛋白，通過(guò)Western Blot進(jìn)行蛋白表達(dá)分析，一抗為GAPDH（鼠抗1∶1500）、GATA5（兔抗1∶1500）、EpCAM（兔抗1∶1500），4℃過(guò)夜；二抗為帶有辣根脫氧化物酶的山羊抗兔（鼠抗1∶1500）、山羊抗鼠（鼠抗1∶1500），室溫2 h。具體實(shí)驗(yàn)步驟參考文獻(xiàn)［14］。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS 19.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（xˉ±s）表示，兩樣本間比較采用t檢驗(yàn)，以P≤0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義［16］。

2 結(jié) 果

2.1 表達(dá)載體的構(gòu)建及其驗(yàn)證

將帶有酶切位點(diǎn)的GATA5基因片段和pTT5-vector質(zhì)粒經(jīng)過(guò)酶切、重新聚合和提純后得到構(gòu)建好的pTT5-GATA5質(zhì)粒后（圖1.A所示），將構(gòu)建好的表達(dá)載體pTT5-GATA5質(zhì)粒再次酶切后，通過(guò)瓊脂糖凝膠電泳驗(yàn)證相應(yīng)目的基因和載體基因的位置準(zhǔn)確性（圖1.B所示），將構(gòu)建好的質(zhì)粒進(jìn)行測(cè)序后發(fā)現(xiàn)其具有完整的GATA5-cDNA堿基序列（圖1.C所示）。每次實(shí)驗(yàn)至少重復(fù)三次。

2.2 GATA5蛋白在HEK-293細(xì)胞中表達(dá)

設(shè)計(jì)mRNA-GATA5的RTPCR引物，將pTT5-GATA5質(zhì)粒轉(zhuǎn)入HEK-293細(xì)胞培養(yǎng)48h后，通過(guò)RT-PCR實(shí)驗(yàn)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)GATA5的mRNA表達(dá)增高（圖2），提示GATA5在HEK-293細(xì)胞中過(guò)表達(dá)成功。將pTT5-GATA5質(zhì)粒轉(zhuǎn)入HEK-293細(xì)胞48 h后，設(shè)計(jì)GATA5-mRNA引物，通過(guò)RT-PCR檢測(cè)GATA5mRNA表達(dá)。每次實(shí)驗(yàn)至少重復(fù)三次。

2.3 GATA5抑制HEK-293細(xì)胞的生長(zhǎng)

將pTT5-GATA5質(zhì)粒轉(zhuǎn)入HEK-293細(xì)胞中分別培養(yǎng)24h、48h、72 h后，通過(guò)MTT方法測(cè)定細(xì)胞增殖率，發(fā)現(xiàn)隨著時(shí)間延長(zhǎng)，GATA5對(duì)細(xì)胞增殖抑制逐漸明顯（圖3），表明GATA5具有抑制腎癌細(xì)胞HEK-293增殖的生物活性。每次實(shí)驗(yàn)至少重復(fù)三次。

2.4 在HEK-293細(xì)胞中GATA5抑制EpCAM表達(dá)

構(gòu)建設(shè)計(jì)好EpCAM的RT-PCR引物，將pTT5-GATA5質(zhì)粒轉(zhuǎn)入HEK-293培養(yǎng)48 h后，發(fā)現(xiàn)EpCAM mRNA表達(dá)降低（圖4.A），細(xì)胞劃痕實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)表達(dá)GATA5后可以抑制細(xì)胞劃痕的愈合（圖4.B）。提示GATA5在HEK-293細(xì)胞中可以抑制EpCAM表達(dá)。每次實(shí)驗(yàn)至少重復(fù)三次。

圖1 表達(dá)載體的構(gòu)建及其驗(yàn)證

圖2 GATA5蛋白在HEK-293細(xì)胞中表達(dá)

3 ?討 論

GATA5具有調(diào)控細(xì)胞基因重編程，誘導(dǎo)干細(xì)胞分化成功能細(xì)胞的功能［17-18］，在不同器官中也被證實(shí)可以抑制癌細(xì)胞生長(zhǎng)［19-20］，但GATA5在腎癌中的作用機(jī)制尚不清楚。本次實(shí)驗(yàn)中，我們通過(guò)構(gòu)建pTT5-GATA5質(zhì)粒過(guò)表達(dá)GATA5后，發(fā)現(xiàn)GATA5可以抑制HEK-293細(xì)胞增殖，表明GATA5可能具有潛在抑制腎癌增殖的作用。我們發(fā)現(xiàn)腎癌細(xì)胞系HEK-293中細(xì)胞重編程因子EpCAM的表達(dá)減少，而EpCAM作為細(xì)胞重編程因子在癌癥進(jìn)展中促進(jìn)癌細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化及轉(zhuǎn)移，同時(shí)也與干細(xì)胞形成密切相關(guān)［21］，細(xì)胞劃痕實(shí)驗(yàn)表明，GATA5可以抑制細(xì)胞的劃痕修復(fù)愈合，而細(xì)胞劃痕愈合與EpCAM的表達(dá)密切相關(guān)，這提示GATA5可以通過(guò)抑制EpCAM的表達(dá)起到抑制腎癌細(xì)胞生長(zhǎng)的作用。

圖3 GATA5對(duì)HEK-293細(xì)胞的生長(zhǎng)影響

圖4 在HEK-293細(xì)胞中GATA5對(duì)EPCAM表達(dá)影響

綜合上述，EpCAM可能是GATA5發(fā)揮抑癌作用的下游靶點(diǎn)，在腎癌發(fā)生過(guò)程中靶向激活表達(dá)GATA5可能成為腎癌生物治療方法，本研究為深入研究GATA5參與抑癌分子通路提供了思路。

利益沖突 所有作者均聲明不存在利益沖突