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为探究 MEIS1 基因与食管鳞状细胞癌(ESCC)中 WNT 通路的关系,研究人员沉默 ESCC 细胞系 KYSE-30 中的 MEIS1 基因。结果发现 MEIS1 沉默上调 WNT 通路关键基因,下调其负调控因子。这揭示了新的分子联系,为 ESCC 研究提供新思路。
食管,作为食物从口腔通往胃部的 “交通要道”,却在癌症的威胁下变得脆弱不堪。食管癌(Esophageal cancer,EC)是全球范围内严重危害人类健康的恶性肿瘤,在癌症发病率和死亡率排行榜上都名列前茅。其中,食管鳞状细胞癌(Esophageal squamous cell carcinoma,ESCC)更是因其高侵袭性、高发病率和糟糕的预后,成为医学领域的一大难题。尽管医学研究者们在预防、诊断和治疗 ESCC 方面付出了诸多努力,但患者的五年生存率依旧在 10% - 25% 之间徘徊。早期诊断对于提高患者生存率至关重要,因此,深入挖掘 ESCC 发生发展的分子机制,寻找新的预后和治疗靶点迫在眉睫。
在生命的微观世界里,基因和信号通路如同精密的 “齿轮”,相互协作,共同维持细胞的正常功能。而一旦这些 “齿轮” 出现故障,疾病便会乘虚而入。髓系亲嗜性病毒整合位点 1(Myeloid ecotropic viral integration site 1,MEIS1),作为一种转录因子,在细胞生长、分化和胚胎发育等过程中发挥着重要作用。在肿瘤领域,它也有着复杂的角色,在不同肿瘤中既可能是抑制肿瘤的 “卫士”,也可能是促进肿瘤发展的 “帮凶”。WNT/β-catenin 信号通路则是细胞内的一条关键信号传导途径,它对细胞的增殖、分化和肿瘤的发生发展有着深远影响。在 ESCC 中,MEIS1 和 WNT/β-catenin 信号通路的下调和失调均已被发现,但它们之间的潜在联系却一直是个未解之谜。
为了揭开这个谜团,来自伊朗马什哈德医科大学阿维森纳研究所人类遗传学分部和伊斯兰阿扎德大学达姆甘分校生物学系的研究人员 Nayyerehalsadat Hosseini 和 Mohammad Mahdi Forghanifard 开展了一项研究。他们将目光聚焦在 ESCC 细胞系 KYSE-30 上,通过一系列实验,试图揭示 MEIS1 基因沉默对 WNT 通路基因的影响,从而找到这两者在 ESCC 发展过程中的关联。
研究人员在实验过程中运用了多种关键技术方法。首先是细胞培养技术,他们从伊朗巴斯德研究所细胞库获取胚胎肾细胞 HEK293T 和人 ESCC 细胞 KYSE-30,并在特定的培养基中进行培养。接着,利用慢病毒介导的基因沉默技术,将携带针对 MEIS1 基因的 shRNA 的慢病毒载体 pLKO.1 - MEIS1 - puro 与包装质粒共转染到 HEK293T 细胞中,产生慢病毒颗粒,再将其转导至 KYSE-30 细胞,实现 MEIS1 基因的沉默。最后,采用实时荧光定量 PCR 技术(qRT-PCR),对 MEIS1 基因沉默效率以及 WNT 信号通路相关基因的表达水平进行检测。
MEIS1 在 ESCC 细胞系 KYSE-30 中的敲低:研究人员通过慢病毒颗粒转导的方式在 KYSE-30 细胞中进行 MEIS1 基因敲低实验。利用荧光显微镜观察转导后的细胞,并通过 qRT-PCR 检测 MEIS1 基因的表达水平。结果显示,与对照组相比,MEIS1 基因在 mRNA 水平上显著下调,这表明 MEIS1 基因沉默成功,为后续研究奠定了基础。
MEIS1 敲低上调 WNT 通路基因表达:为了探究 MEIS1 敲低是否会影响 WNT 通路基因的表达,研究人员运用 qRT-PCR 技术对 WNT 通路中的关键基因进行检测。令人惊讶的是,MEIS1 沉默导致 WNT 通路的关键组成部分,如受体 FZD1、共受体 LRP5、细胞质中间分子 DVL1 以及转录因子 LEF-1 和 TCF7 显著过表达,其 log2倍数变化分别约为 2.12、2.97、3.46、1.54 和 1.95。相反,WNT 通路的负调控因子,包括 β-catenin 破坏复合物的主要成分 APC 和 GSK3β,以及 FBXW7 的表达则明显下降,log2倍数变化分别约为 - 3.29、 - 1.1 和 - 1.68。
研究结论表明,MEIS1 基因在 ESCC 细胞中可能诱导 WNT/β-catenin 通路失活。MEIS1 表达与 WNT 信号通路激活之间的负相关关系,揭示了一种全新的分子联系,这可能在 ESCC 的进展和侵袭过程中发挥重要作用。
在讨论部分,研究人员进一步阐述了这一发现的重要意义。MEIS1 作为 TALE 转录因子家族的成员,其功能具有细胞特异性,在 ESCC 中可能充当细胞周期调节剂,抑制细胞增殖。而 WNT/β-catenin 通路在胚胎发育和肿瘤发生等过程中起着关键作用,其异常激活与多种癌症的发生发展密切相关。在 ESCC 中,该通路的激活与肿瘤的增殖、发生和患者生存率降低有关。本研究首次在 ESCC 中揭示了 MEIS1 与 WNT/β-catenin 通路之间的反向关联,MEIS1 敲低能够上调 WNT 信号通路相关基因的表达,同时下调其负调控因子的表达,这表明 MEIS1 沉默可能激活 ESCC 细胞系中的 WNT 信号通路。尽管目前对于 MEIS1 与 WNT/β-catenin 信号通路基因之间确切的分子联系还需要进一步深入研究,但这一发现无疑为 ESCC 的研究开辟了新的方向,为未来开发针对 ESCC 的新型诊断和治疗策略提供了重要的理论依据,有望改善 ESCC 患者的预后情况。