重庆医科大学学报2015年第40卷第8期(Journal of Chongqing Medical University 2015.Vo1.40 No.8) 一1 1 1 3一 DOI:10.13406/j.cnki.cyxb.000553 鼻咽上皮细胞中过表达PIN1激活JNK信号通路 上调CyclinD1的研究 徐(1.遵义医学院珠海校区口腔系,珠海萌 ,李五一 ,罗国炜。 519000; 519041;2.遵义医学院附属第五(珠海)医院口腔科,珠海3.中文大学病理解剖及细胞学系,威尔斯亲王医院,华南国家肿瘤重点实验室,新界) 【摘要】目的:研究肽脯氨酰异构酶PIN1(prolylisomerase,PIN1)可能影响的肿瘤信号通路和相关基因,探讨鼻咽癌早期发生发 展的机制。方法:运用慢病毒表达系统在鼻咽上皮细胞系NP69中建立PIN1过表达细胞克隆株,real—time PCR、Western blot检 测PIN1表达情况;肿瘤信号通路阵列荧光素酶实验筛选PIN1可能影响的细胞信号通路,Western blot加以验证。结果:稳定表 达PIN1的NP69细胞可激活一系列肿瘤信号通路其中激活丝裂原活化蛋白激酶MAPK/c-Jun氨基末端激酶JNK(MAPK/JNK) 信号通路,差异具有统计学意义(P<0.01),核转录因子一KB(P=0.036)、癌基因Myc(P=0.048)信号通路变化具有统计学意义(P< 0.05)。Westen rblot结果显示与对照组相比,稳定表达PIN1的NP69实验组可明显上调JNK信号通路重要的下游转录因子e— Jun、C—Jun Ser63、c-JunSer73的表达量,最终上调下游基因细胞周期蛋白CyclinD1( 一7.295,P=-0.002)的表达。结论:稳定表达 PIN1的NP69细胞可激活MAPK/JNK信号通路,明显上调JNK信号通路重要的下游转录因子c_Jun、c—Jun Set63、c-JunSer73的 表达量,最终上调下游基因细胞周期蛋白CyclinD1的表达,PIN1与鼻咽癌早期的发生发展密切相关。 【关键词】慢病毒载体;PIN1;NP69细胞;JNK信号通路;CyclinD1;鼻咽癌 【中图分类号】R73 【文献标志码】A 【收稿日期】2014—09—19 PIN1 OVerexpreSSiOn activates JNK signal pathway and upregulates CyclinD1 in nasopharyngeal epithelium cell Xu Men Li Wuyi2 Luo Kwokwai3 (,.Department ofStomatology,Zunyi Medical University,Zhuhai Campus;2.Departentm fStoomatology,No.5 Afilfiated Hospitla ofZunyi Medical University;3.Department ofAnatomical and Cellulr aPathology,State Key Laboatory in Oncology in South China,Prince ofWales Hospitl,Thea Chinese University fHongKong)o 【Abstract]Objective:To investigate the cancer signal pathways which prolylisomerase(PIN1)may regulate.Methods:PIN1 overex- pression NP69 cell line was established by using the leti-viral system and the PIN1 expression was proved by q-PCR and Western blot.Then PINI regulated cancer signal pathways were analyzed by using cancer 10-pathway reporter assay and Western blot.Results: PIN1 over expression in nasopharyngeal epithelia cell may activate a seril cancer siagnal pathways including MAPK/JNK signal path way,NF-KB signal pathway and Myc signal pathway.Comparing with those control group,Western blot results showed NP69-Lenti— PIN1 group had higher quantity expressions in c-Jun,C—Jun Ser63,c—JunSer73 and CyclinD1(t=-7.295,P=0.002).Conclusion:he Tover-expression of PIN1 up-regulates CyclinD1 expression,activates the MAPK/JNK pathway,and increases phosphorylation of c—Jun at Set63 and Ser73.Therefore PIN 1 may contibutre to the tumorigenesis of nasopharyngeal carcinoma. 【Key words]Lenti-viral vector;PIN1;NP69 cell;JNK signal pathway;CyclinD1;nasopharyngeal carcinoma 作者介绍:徐萌,Email:xumenggre@163.com, 研究方向:头颈部肿瘤研究。 通信作者:罗国炜,Email:kwokwailo@163.corn。 基金项目:遵义医学院博士启动基金F664:贵州省科技创新人才团 队建设项目(编号:黔科合人才团F&(2013)4026)。 优先出版:http://www.cnki.net/kcms/detail/50.1046.r.20150310.2145.006.html (2015—03—10) 一1 1 1 4一 重庆医科大学学报2015年第40卷第8期(Journal of Chongqing Medical University 2015.Vo1.40 No.8) 肿瘤发生是一个复杂的过程.涉及一系列基因 及信号转导通路的异 ”.包括癌基因的激活以及 抑癌基因的失活等。肽脯氨酰异构酶PIN1(prolyli— somerase,PIN1)可特异性地催化蛋白质中磷酸化的 SerFfhr-Pro酰胺键的顺反异构,改变蛋白质的构象; 蛋白质的活性、磷酸化状态、蛋白与蛋白的相 互作用、蛋白的稳定及亚细胞定位:调节一系列与 Serine—threonie相关的细胞信号通路、激活一系列肿 瘤基因、生长因子、抑制抑癌基因和生长抑制因子, 促进肿瘤的发生[2-4]。研究显示PIN1可以在前列腺 癌、宫颈癌、恶性黑色素瘤等多种肿瘤中高表达,且 PIN1的高表达预示着较差的预后和较短时间的肿 瘤复发翻。课题组前期免疫组化、Western blot研究显 示PIN1在鼻咽癌组织中高表达。提示PIN1与鼻咽 癌的发生发展密切相关。为了研究PIN1在鼻咽癌 中的潜在作用,课题组运用慢病毒表达系统在鼻咽 上皮细胞系NP69中建立PIN 1过表达细胞克隆株, 研究PIN1可能影响的肿瘤信号通路和相关基因。 1材料与方法 1.1材料 正常鼻咽上皮细胞株NP69、293TN细胞,由中文大 学鼻咽癌研究室保存。角质形成细胞无血清培养基(ker— atinocyto senn—free medium,KSFM)、牛脑垂体提取液(BPE)、 重组表皮生长因子(rEGF)购自Invitrogen公司。RPIM1640培 养液购自Sigma公司,10%胎牛血清购自Gibico公司。Lipo— fectamine 2000脂质转染试剂,OPTI—MEM medium购自Life Technologies公司。Lenti Starter kit第三代慢病毒包装系统, 购自System Biosciences公司。RNA抽提试剂TRIZOL,购自 Invitrogen公司,RT—qPCR试剂盒,Western blot相关试剂及 H:O 溶液购自Life Technologies公司。BCA蛋白含量测定试 剂盒,购自Pierce公司。PIN1引物和13-aetin引物由Life Teeh— nologies公司合成。慢病毒载体质粒pCDH—CMV—MCS—EF1一 copGFP-PIN1(pCDH-PIN1)及pCDH—CMV-MCS—EF1一cop GFP(pCDH)由大学Dr.Roberta Pang惠赠。肿瘤信号通 路阵列荧光素酶试剂盒Cancer 10一Pathway Reporter Lu— ciferase Kit购自SBI公司。Fugene HD Reagent,购自Roche公 司。荧光素酶报告基因实验试剂盒(Dual—Lueiferase Reporter Assay kit),购自Pmmega公司。兔源性一抗PIN1购自Cal— biochem公司,羊源性一抗p—actin购自Santa Cruz公司,兔源 性一抗c—Jun、c—Jun Ser63、c—JunSer73购自Cell Signaling公 司。相对应二抗购自Dako公司。 1.2方法 1.2.1慢病毒转染系统构建稳定的PIN1过表达鼻咽癌上皮 细胞株(NP69一Lenti—PIN1) 将3×106个293TN细胞接种 到10 em的细胞培养皿中,加入2 Ixg的pCDH-PIN1或pCDH、 10 Ixg pACKH1一Plamid mix及Lipofectamine 2000进行共转 染,48 h后收集含有PIN1病毒颗粒的培养液.加入PEG—it 析出病毒颗粒。将NP69接种到T25培养瓶中,于含有BPE 及rEGF的KSMF培养液中培养。加入含有PIN1病毒颗粒及 Trans Duxand混合物新培养液共培养72 h后换入新的培养 液常规培养。随机检测5个高倍视野.记录荧光显微镜下含 有GFP细胞占总细胞数的百分比.确定NP69中PIN1的导 人情况。qPCR、Western blot验NP69一Lenti—PIN1组及NP69~ vector组细胞中PIN1表达情况。 1.2.2采用肿瘤信号通路阵列荧光素酶试剂盒测试NP69一 Lenti—PIN1可能影响的细胞信号通路加入0.8 l Fugene— HD及100 l OPTI—MEM到肿瘤信号通路阵列96孔板中溶 解板上含有报告基因的质粒,混匀静置20 min。接种NP69一 Lenti-PIN1组、NP69一vector组细胞到已准备好的肿瘤信号通 路阵列96孔板中(4.0×10。个/孑L),进行逆转染。24 h后,根据 使用说明,加入细胞裂解液,配置好Luciferase Assay ReagentII 及Stop&Glo Reagent,上机读数,完成荧光素酶报告基因实 验。以上实验重复3次,取平均值。 1.2.3 Western blot检测目标蛋白的表达 接种3×105 NP69一Lenti—PIN1组、NP69一vector组接种到10 cm的细胞培 养皿中,待细胞达到80%融合时,更换含有H20 的新鲜培养 液(培养液中H20:终浓度为1 mmol/L),作用24 h后收集细 胞,加入RIPA(含有l%NP40、0.5%脱氧胆酸钠和0.I%SDS 的PBS)和蛋白酶抑制剂,冰上裂解蛋白20 min。离心取上 清,BCA法测定蛋白浓度。取适当蛋白加入SDS上样缓冲液, 煮沸5 rain,冰上冷却,SDS PAGE电泳,转膜,5%脱脂牛奶封 闭,力口入——抗PIN1、B—actin、c-Jun、c-Jun Ser63、c—Jun Set73、 相对应二抗。显影.照片。显影结果经Image J软件进行半定 量分析,计算净光密度值,结果以相对平均灰度值(Mean Gray Value MGV)×面积mm )表示。蛋白的相对含量=(目的 蛋白条带MGV×mm )/(B—actin条带MGV X mm )。 1.3统计学处理 采用SPSS 13.0统计软件包进行统计学分析。real—time PCR CT值、肿瘤信号通路阵列荧光素酶试验数据、Western blot数据为计量资料,以均数±标准差(x±s)表示,采用两 样本t检验。检验水准 =0.05。 2结果 2.1 利用慢病毒系统载体在鼻咽细胞中构建PIN1过表达 细胞株 荧光显微镜观察结果发现(94.4±2.3)%的NP69细胞携 重庆医科大学学报2015年第4O卷第8期(Journal of Chongqing Medical Univers ̄2015.Vo1.4o No.8) 一1117一 位点。以上结果提示PIN1可能通过激活AP一1来 CyclinD1的转录,增加CyclinD1的表达量。 MAPK,JNK信号途径参与如胚胎发育、免疫反 应、细胞分化等许多正常的生理过程,MAPK/JNK信 号途径的异常活化与多种人类肿瘤的发生发展密 切相关[13]。AP一1是MAPK/JNK信号通路重要的转 录因子.课题组采用肿瘤信号通路阵列荧光素酶试 验Gaffer 10一Pathway Array)发现稳定转染PIN1的 NP69细胞可启动与Serine—threonie相关的细胞信 号通路如MAPK/JNK信号通路、Myc信号通路及 NF—kB信号通路。且可以明显上调JNK信号通路 重要的下游转录因子c—Jun的表达量。Western blot 检测显示c—Jun Ser63.c—JunSer73的表达量明显上 调。c—Jun具有Ser/Thr—Pro酰胺键,其中包括c— Jun63及73两个重要的丝氨酸磷酸化位点。本研究 推测鼻咽上皮细胞中PIN1直接与磷酸化的c—Jun 在氨基末端63及73位结合。激活c—Jun而增强其 转录活性,增加c—Jun的表达量,激活AP一1,上调 下游基因CyclinD1的表达。 综上所述课题组运用慢病毒表达系统在鼻咽 上皮细胞系NP69中建立PIN1过表达细胞克隆 株。发现PIN1可以通过激活MAPK/JNK肿瘤信号 通路,上调细胞周期蛋白D1(Cyclin D1)的表达量, 对了解鼻咽癌早期的发生发展非常有意义,为PIN1 成为治疗鼻咽癌的新的抗癌靶点提供理论和实验 依据。 参考文献 【1】Hanahan D,Weinberg RA.Hallmarks of cancer:the next generation 啪.Cell,2011,144(5):646—674. 【2】Lu,KP,Hanes,SD,Hunter T.A human peptidyl-prolyl isomerase es- sential for regulation of mitosis[J].Nature,1996,380(6574):544—547. 【3】Liou YC,Zhou XZ,Lu KP.Prolyl isomerase Pinl as a moleculra switch to determine the fate of phosphoproteins[J].Trends in Biochem Sci。2011,36(10):501—514. 【4】Lee TH,Pastorino L,Lu KP.Peptidyl-prolyl cis-trnas isomerase Pinl in ageing,ca/'lcer and Alzheimer disease[J].Expe ̄Rev Mol Med, 2011,13:e21. 【5】Bao L,Kimzey A,Sauter G,et a1.Prevalent overexpression of prolyl isomerase Pinl in human cancers[J].Am J Pathol,2004,164(5):1727- 1737. 【6]Verdecia MA,Bowman ME,Lu KP,et a1.Structural basis for phos- phoserine—praline recognition by group IV WW domains[J].Nat Struct Biol,2000,7(8):639-643. f7】Nishi K,Inoue H,Schnier JB,et a1.Cyclin D1 downregulation is impo ̄ant for permanent cell cycle exit and initiation of diferentiation induced by nachorage-deprivation in human keratinecytes[J].J Cell Bio- chem,2009,106(1):63-72. 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