Zebularine對肝癌細胞RASSF1A基因表達的影響

方勇

摘要：目的： 探討Zebularine對人肝癌細胞RASSFIA基因啟動子甲基化以及mRNA表達的影響。方法： 體外培養人肝癌細胞株SMMC-7721，分別用0.5、1.0、 2.0、5.0μmol/L的Zebularine與之孵育72h。甲基化特異性PCR檢測處理前后RASSFIA基因啟動子甲基化水平。RT-PCR檢測RASSF1A mRNA表達。結果 ： 隨著藥物濃度的增加，甲基化RASSFIA含量逐漸降低。而非甲基化產物逐漸增高。此外，Zebularine處理后，RASSF1A mRNA的含量也隨之增高。結論： Zebularine可逆轉SMMC-7721細胞株細胞中基因甲基化修飾狀態。

關鍵詞： Zebularine；肝癌細胞；RASSFIA基因；啟動子甲基化

基金項目：湖南省自然科學衡陽聯合基金（No.12JJ9033）；湖南省科技廳項目（No.2013SK3118、2014SK3081）；湖南省高校創新平臺基金（No.10K052、12K094、13K083）；衡陽市科技局項目（No.2013KJ12、2013KJ28）

肝癌（liver cancer）是消化系統最常見的惡性腫瘤[1， 2]。雖然手術療法是治療肝癌的主要方式，但對于已轉移至肝內或者肝外的腫瘤，迄今為止尚無理想的治療方法[3， 4]。因此，尋求有效的的分子治療靶點，從源頭抑制肝癌的發生，是臨床工作者不懈的追求。近年來，DNA異常甲基化在腫瘤的發生發展中的作用日益受到重視[5， 6]。RAS相關區域家族1A 基因（RASSF1A） 是一種新型的抑癌基因，位于人體3號染色體短臂。RASSFlA不僅和細胞調亡有關，同時也調控微管以及有絲分裂過程，并參與腫瘤的發生、發展。在多種腫瘤組織中，RASSF1A基因的表達降低或缺如[7]。這些研究結果表明RASSF1A是一種抑癌基因，RASSF1A的表達或者缺失可能是腫瘤發生的早期事件[8]。

Zebularine[1-（ B-D-呋喃核糖苷） -1，2-二氫嘧啶-2-酮]是一種新型的DNA 甲基轉移酶（ DNA methyltransferase，DNMT） 抑制劑，可抑制后者甲基化作用從而對多種腫瘤具有抑制作用。本研究旨在觀察Zebularine對肝癌細胞RASSF1A基因表達的影響。

1.材料與方法

1.1 主要試劑

Zebularine購自Sigma。SMMC-7721細胞購自中國典型培養物保存中心。基因組DNA小量抽提試劑盒購自碧云天生物技術研究所。EZDNA甲基化試劑盒為北京天漠科技開發有限公司。Rnase Inhibitor、 dNTP，MULV酶購自TAKARA。人RASSFIA基因引物由上海生工生物工程有限公司合成。

1.2 細胞培養與處理

人肝癌細胞株SMMC-7721細胞接種于37℃、5% CO2環境中培養。待細胞貼壁并且鋪滿瓶底面積的80%左右時，分別用0.5、 5.0、30、50.0μmol/L的Zebularine培養72h。

1.3 甲基化PCR

按照試劑盒提供的步驟獲取細胞基因組，隨后分別并對其進行甲基化和亞硫酸氫鈉修飾處理。即，制備胞嘧啶-尿嘧啶轉換溶液，加入1μg DNA樣品后置于98℃ 10min，64℃ 2.5h后，4℃儲存6h。加入600μl結合緩沖液到離心柱中，離心洗脫DNA，-20℃保存備用。本文所用到的引物分別為：甲基化引物：5-GGGTTTTGCGAGAGCGCG-3， 5-GCTAACAAACGCGAACCG-3。非甲基化引物：5-GGTTTTGTGAGAGTGTGITAGG-3， 5-一CACTCAAACACAAACCAAAC-3。

1.4 RNA提取與RT-PCR

采用Trizol提取RNA，并根據試劑盒提供的步驟進行RT-PCR。RASSF1A的引物序列： 5′-TGG GAG ACA CCT GAC CTT TC-3′（上游）和5′-TGG GCA GGT AAA AGG AAG TG-3′（下游），擴增產物長度為229bp。β-actin：5′-GTGGGGCGCCCCAGGCACCA-3′（上游）和5-GTCCTrAATGTCACGCACGATTTC-3 （下游），擴增產物410bp。逆轉錄參照TaKaRa 公司試劑盒說明書進行。PCR條件；95℃ 5min， 94℃ 30s，53℃ 40s， 72℃ 30s，進行40個循環，最后一個循環72℃延伸10min。PCR產物經2%瓊脂糖凝膠電泳，并在圖像分析系統上進行密度掃描，用RASSF1A基因擴增產物的密度與β-actin基因擴增產物的密度比值表示基因表達水平。

1.5 統計學分析

采用SPSS 15.0 統計學軟件處理數據，結果采用均數±標準差表示，多組比較采用one-way方差分析并行Students t檢驗，P<0.05為差異具有統計學意義。

2 結果

2.1 Zebularine處理對RASSF1A甲基化的影響

甲基化PCR顯示，SMMC-7721細胞經0.5μmol/L Zebularine處理48h后，即可明顯降低甲基化RASSF1A的表達水平，且隨著Zebularine濃度的增加，甲基化RASSF1A逐漸降低，非甲基化產物逐漸升高，見表1。

2.2 Zebularine于不同時間影響細胞內甲基化和非甲基化RASSF1A含量

SMMC-7721細胞經5.0 μmol/L Zebularine作用0～48h，MSP結果顯示，隨著時間的延長，細胞中非甲基化RASSF1A基因表達水平較低，相對應的，甲基化RASSF1水平逐漸增多（表2）。

2.3 Zebularine增加SMMC-7721細胞RASSF1A mRNA表達

SMMC-7721細胞中RASSF1A mRNA含量低下。而經不同濃度Zebularine處理48h后，RT-PCR結果顯示RASSF1A mRNA水平隨之增高，其中5.0μmol/L Zebularine處理后RASSF1A mRNA增加了3.6倍。

2.4 Zebularine作用不同時間影響RASSF1A mRNA表達

采用5.0μmol/L Zebularine作用SMMC-7721細胞0～48h，RT-PCR檢測RASSF1A mRNA表達含量。結果顯示，Zebularine作用12h后RASSF1A mRNA增加了1.6倍，隨著時間的延長，RASSF1A mRNA表達量逐漸增高，48h后增加到3.4倍。

3 討論

RASSF1A是一種目前已經得到公認的抑癌基因，該基因的缺失、突變或低表達參與了多種腫瘤的發生發展。目前已經明確的機制主要包括調控細胞周期、降低有絲分裂、誘導調亡和抑制細胞增殖等。研究發現肝癌細胞中RASSF1A基因表達低下，且在肝癌組織中，RASSF1A抑癌基因處于高甲基化狀態[9]。國內學者江小杰等[10]在通過檢測肝癌組織中RASSF1A基因的表達水平后證實：在肝癌組織中，RASSF1A表達量明顯下調。而癌旁正常組織中RASSF1A mRNA水平是肝癌組織中的3倍以上。本研究中我們通過不同濃度的Zebularine處理肝癌SMMC-7721細胞株，于不同的時間點檢測SMMC-7721細胞RASSF1A轉錄mRNA翻譯蛋白的變化情況。結果顯示，Zebularine處理肝癌SMMC-7721細胞株后， SMMC-7721細胞經RASSF1A mRNA表達顯著增高。同時，本研究也證實Zebularine也能以時間依賴性方式下調甲基化RASSF1A的水平及上調mRNA的表達。

RASSF1A基因失活機制很多，目前廣泛認可的機制是由于RASSF1A基因啟動子區域CpG島發生異常甲基化而造成的。趙強子[11]等使用甲基化抑制劑Zebularine處理RASSF1A表達異常的肝癌細胞株SMMC-7721細胞后，可以觀察到RASSF1A的重新表達，提示甲基化抑制劑有望成為肝癌治療的新選擇。為了進一步檢測肝癌SMMC-7721細胞RASSF1A基因甲基化狀態及Zebularine能否影響其甲基化水平。本研究采用甲基化特異性PCR（MSP）對其甲基化狀況進行了分析。結果顯示：空白組 RASSF1A 基因啟動子區域可明顯擴增出甲基化產物，而未甲基化RASSF1A表達水平很低。表明肝癌SMMC-7721 細胞 RASSF1A 基因呈甲基化狀態，經Zebularine作用48h后，肝癌 SMMC-7721 細胞 RASSF1A 基因啟動子甲基化產物降低，而未甲基化引物擴增產物增高。說明紫Zebularine能有效逆轉肝癌 SMMC-7721 細胞RASSF1A 基因啟動子區甲基化狀態，打破基因表達沉默現象，并再次編碼翻譯蛋白，該蛋白能減少肝癌細胞增殖生長，這表明RASSHA基因存在高甲基化存在于肝癌細胞中，且高甲基化的修飾作用能減少RASSF1A抑癌基因的表達。此外，這種DNA甲基化狀態是可逆的，能被Zebularine去甲基化。

參考文獻：

[1]Bellentani S， Scaglioni F， Marino M， et al. Epidemiology of non-alcoholic fatty liver disease[J]. Dig Dis， 2010，28（1）：155-161.

[2]Visco C， Finotto S. Hepatitis C virus and diffuse large B-cell lymphoma： Pathogenesis， behavior and treatment[J]. World J Gastroenterol， 2014，20（32）：11054-11061.

[3]Donati M， Basile F. New trends in the multidisciplinary treatment of liver tumors[J]. Future Oncol， 2013，9（8）：1093-1096.

[4]張春雷. 晚期肝癌介入治療綜合措施的探討[J]. 中國醫藥指南， 2014，12（26）：118-119.

[5]Raggi C， Invernizzi P. Methylation and liver cancer[J]. Clin Res Hepatol Gastroenterol， 2013，37（6）：564-571.

[6]Khare S， Zhang Q， Ibdah JA. Epigenetics of hepatocellular carcinoma： role of microRNA[J]. World J Gastroenterol， 2013，19（33）：5439-5445.

[7]Jain S， Xie L， Boldbaatar B， et al. Differential methylation of the promoter and first exon of the RASSF1A gene in hepatocarcinogenesis[J]. Hepatol Res， 2014.

[8]Guo W， Cui L， Wang C， et al. Decreased expression of RASSF1A and up-regulation of RASSF1C is associated with esophageal squamous cell carcinoma[J]. Clin Exp Metastasis， 2014，31（5）：521-533.

[9]Xue WJ， Li C， Zhou XJ， et al. RASSF1A expression inhibits the growth of hepatocellular carcinoma from Qidong County[J]. J Gastroenterol Hepatol， 2008，23（9）：1448-1458.

[10]江小杰， 李建國， 王曉亮. RASSF1A mRNA在原發性肝癌中的表達及其臨床意義[J]. 中華實驗外科雜志， 2010，27（12）：1838-1840.

[11]趙強子. 原發性肝癌RASSF1A異常甲基化及其功能的初步實驗研究. 見：竇科峰，主編. 外科學. ，2006.