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ZNF331的甲基化会促进结肠直肠癌的生长并可作为结肠直肠癌的诊断标记

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浏览:- 发布日期:2017-12-27 15:48:46【

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结肠直肠癌(colorectal cancer)是结肠或直肠内的细胞异常生长所形成的癌症。源发在结肠部位的癌细胞称为结肠癌,源发在直肠的称为直肠癌;两器官都受影响则称为结肠直肠癌。它是目前全球普遍可见的消化系统癌症,发病率近年来不断上升。结肠直肠癌是一种恶性肿瘤,早期症状不明显,随着癌肿的增大而表现排便习惯改变、便血、腹泻、腹泻与便秘交替、局部腹痛等症状,晚期则表现贫血、体重减轻等全身症状。其发病率和病死率在消化系统恶性肿瘤中仅次于胃癌、食管癌和原发性肝癌。

近日,有篇文章的研究表明,有种名为ZNF331(zinc finger protein 331)的蛋白,可以抑制结肠直肠癌细胞的生长并可作为早期诊断这种疾病的标记。

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作者首先通过RT-PCR和qRT-PCR证实在不同的CRC(colorectal cancer)细胞系中,ZNF331的表达不尽相同。在DKO细胞中,ZNF331表达不受影响;在DLD1和SW48细胞中,ZNF331没有表达;在HCT116、SW480和SW620中,ZNF331的表达量低。通过MSP的实验,发现在DKO细胞中,ZNF331基因启动子区域没有被甲基化,而在DLD1和SW48细胞中却被完全甲基化,在HCT116、SW480和SW620中存在部分的甲基化。BSSQ的实验结果也证实了MSP的结果。

a:RT-PCR结果图;b:qRT-PCR结果图;c:MSP结果图;d:BSSQ结果图(DAC:ZNF331表达诱导剂)

通过上述实验结果,作者得出结论:ZNF331的表达和其启动子区的甲基化相关。为了探讨ZNF331在病人中表达情况,作者取了CRC早期病人的结肠直肠粘膜,对其进行ZNF331的表达检测。与其邻近的正常组织相比,CRC组织中ZNF331的表达下调,并且这些下调的组织样本中,大部分样本出现甲基化。并且,存在甲基化的病人组的五年OS和DFS均低于没有甲基化的病人组。

通过转录组测序,作者进一步证实了肿瘤细胞中ZNF331表达量的下调。启动子区14个CpG岛位点的甲基化分析显示,CRC样本的甲基化水平明显高于正常样本。

a:早期CRC样本甲基化检测结果图;b:病人OS生存率;c:病人DFS生存率;d:石蜡切片;e:两种组织ZNF331表达量;f:两种组织甲基化水平检测;g:两种组织转录组检测;h:两种组织14个CpG位点甲基化检测

这些数据均证明,在人类CRC细胞中,ZNF331的表达量受其启动子甲基化的调节,并呈现负相关的关系。那么,ZNF331究竟发挥着什么样的作用呢?

作者通过MTT实验,发现在DLD1和SW48中,恢复ZNF331的表达后癌细胞的生长受到抑制,而在DKO细胞中,沉默ZNF331表达后,癌细胞的增长速度加快。通过流式分析,发现ZNF331可以抑制细胞从G1期到S期的转换。

最后通过western blot检测细胞周期蛋白D1和E1的表达,发现ZNF331可以抑制这两种细胞周期蛋白的表达。这些数据显示ZNF331可以抑制癌细胞生长繁殖。

a:流式分析ZNF331对细胞周期的影响;b和c:ZNF331对细胞周期蛋白的影响

最后,作者发现在小鼠中,ZNF331可以抑制外源移植的CRC细胞的生长。

a:外源移植CRC的直观图;b和c:CRC体积和重量的检测;d:HE染色和IHC检测ZNF331的表达

03

作者通过上述实验,揭示了ZNF331可以抑制癌细胞的增殖生长,但是在CRC中,其启动子区发生甲基化后,会抑制其表达。ZNF331启动子区的甲基化检测,可以作为CRC前期的诊断标记。

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参考文献

Yuzhu Wang, Tao He, James G. Herman ,et al. Methylation of ZNF331 is an independent prognostic marker of colorectal cancer and promotes colorectal cancer growth. Clin Epigenetics. 2017 Oct 18;9:115.

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