鼻咽癌相关基因NAP1的克隆及鉴定
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鼻咽癌转移相关基因fascin-1的功能及机制研究的
开题报告
一、研究背景
鼻咽癌是一种源于鼻咽上皮的恶性肿瘤,由于发病部位特殊,易造成局部浸润及淋巴结转移,导致患者预后不佳。
目前,鼻咽癌的诊断和治疗方法已经得到了显著改进,但其复发和转移仍是临床上需要重点关注的问题。
因此,研究鼻咽癌的转移机制及相关基因,对于提高鼻咽癌的治疗效果具有重要意义。
二、研究目的
本研究旨在探讨鼻咽癌转移相关基因fascin-1的功能及机制,为深入了解鼻咽癌的发病机制提供有价值的参考。
三、研究内容
1. 对鼻咽癌临床样本进行fascin-1的表达检测,探究其表达与鼻咽癌转移的关系。
2. 构建fascin-1的上调和沉默表达模型,利用细胞增殖、迁移、浸润等方法研究fascin-1参与鼻咽癌转移的生物学过程。
3. 筛选fascin-1靶向抑制剂,评估其对鼻咽癌细胞的生长和转移的影响。
4. 利用蛋白组学等方法筛选出fascin-1信号通路中的关键蛋白,在体外和体内验证其对鼻咽癌转移的作用。
四、研究意义
通过探索鼻咽癌转移相关基因fascin-1的功能及机制,可以为找到新的治疗靶点提供依据。
此外,该研究还可以为鼻咽癌的早期预警和精准治疗提供支持。
一、实验目的1. 了解鼻咽癌的病理学特征。
2. 掌握鼻咽癌细胞培养和检测方法。
3. 分析鼻咽癌细胞的生物学特性,为临床诊断和治疗提供依据。
二、实验材料1. 实验动物:Balb/c小鼠。
2. 鼻咽癌细胞系:HNE1细胞。
3. 培养基:DMEM培养基。
4. 细胞培养试剂:胎牛血清、青霉素、链霉素、胰蛋白酶。
5. 实验仪器:倒置显微镜、细胞培养箱、离心机、酶标仪等。
三、实验方法1. 鼻咽癌细胞培养(1)将HNE1细胞复苏后,接种于培养瓶中,置于37℃、5%CO2的培养箱中培养。
(2)待细胞生长至80%左右,用胰蛋白酶消化,制成细胞悬液,接种于新的培养瓶中。
(3)重复上述步骤,直至获得足够数量的细胞。
2. 细胞形态观察(1)将细胞接种于盖玻片上,置于培养箱中培养。
(2)待细胞生长至一定时期,用倒置显微镜观察细胞形态。
3. 细胞增殖实验(1)将细胞接种于96孔板中,每孔加入100μl细胞悬液。
(2)置于培养箱中培养,每隔24小时更换新鲜培养基。
(3)用酶标仪检测细胞吸光度(OD值),计算细胞增殖情况。
4. 细胞凋亡检测(1)将细胞接种于6孔板中,加入药物处理或未处理细胞。
(2)收集细胞,加入Annexin V-FITC和PI染色,流式细胞术检测细胞凋亡率。
5. 细胞迁移实验(1)将细胞接种于Transwell小室上室,下室加入含有细胞因子的培养基。
(2)置于培养箱中培养,收集迁移至下室的细胞。
(3)用细胞计数试剂盒检测细胞数量。
四、实验结果1. 鼻咽癌细胞形态:细胞呈多边形,大小不一,核质比高,可见核仁。
2. 细胞增殖:细胞呈指数增长,OD值随时间逐渐升高。
3. 细胞凋亡:药物处理组细胞凋亡率显著高于未处理组。
4. 细胞迁移:细胞迁移数量显著增加。
五、讨论本实验成功培养了鼻咽癌细胞,并对其形态、增殖、凋亡和迁移等生物学特性进行了观察。
结果表明,鼻咽癌细胞具有明显的恶性特征,如核质比高、细胞增殖能力强、凋亡率低、迁移能力强等。
鼻咽癌的生物标志物和新型诊断方法鼻咽癌是一种发生在鼻咽部的恶性肿瘤,其早期症状难以察觉,因此往往在晚期才被发现。
随着医学科技的不断进步,人们对于鼻咽癌的生物标志物和新型诊断方法的研究取得了显著的进展。
本文将讨论与鼻咽癌相关的生物标志物以及采用这些标志物进行诊断的新型方法。
一、非编码RNA与鼻咽癌非编码RNA(non-coding RNA,简称ncRNA)是一类在基因转录过程中产生的RNA,与传统的编码蛋白质的信使RNA(mRNA)功能不同,ncRNA在调控基因表达、细胞发育和疾病进程方面起到重要的作用。
近年来,研究人员发现某些ncRNA在鼻咽癌中表达异常,且具有潜在的生物标志物的特征。
1. 微小RNA(microRNA)微小RNA是一类长度为约22核苷酸的ncRNA,在基因调控中起到重要的作用。
研究发现,某些微小RNA在鼻咽癌中的表达水平与疾病的进展和预后密切相关。
例如,miR-21的高表达与鼻咽癌的发生和恶性程度相关。
通过检测患者血液或组织中特定微小RNA的表达水平,可以辅助鼻咽癌的早期诊断和预测疾病的进展。
2. 长链非编码RNA(long non-coding RNA)长链非编码RNA是一类长度超过200核苷酸的ncRNA,在基因调控中具有重要作用。
研究发现,某些长链非编码RNA在鼻咽癌的发生和发展中起到关键的调控作用。
通过检测这些长链非编码RNA在患者组织中的表达水平,可以为鼻咽癌的诊断和治疗提供参考依据。
二、靶向荧光探针和光谱成像技术的应用在鼻咽癌的早期诊断中,传统的组织活检和影像学检查存在一定的局限性。
因此,研究人员致力于开发新型的诊断方法,靶向荧光探针和光谱成像技术应运而生。
1. 靶向荧光探针靶向荧光探针是一种能够识别和结合特定生物标志物的荧光探针。
研究人员可以通过将这种荧光探针注入患者体内,利用显微镜或其他荧光成像设备观察和记录鼻咽癌相关标志物的荧光信号。
靶向荧光探针具有高度的特异性和灵敏性,可以在早期发现鼻咽癌病变,有助于提高诊断的准确性和敏感性。
鼻咽癌的基因组学研究与应用近年来,鼻咽癌的基因组学研究在癌症治疗领域取得了重要突破。
基因组学是研究基因组的结构、功能和相互作用的科学,通过对鼻咽癌基因组的研究,我们可以深入了解该疾病的发病机制、诊断标志物和潜在治疗靶点。
本文将重点介绍鼻咽癌基因组学研究的进展及其在临床应用中的意义。
一、鼻咽癌基因组学的研究进展1. 基因突变鼻咽癌的基因突变是该疾病发生和发展的重要驱动力之一。
通过高通量测序技术,研究人员发现了多个与鼻咽癌发生相关的突变基因,如p53、EGFR、PTEN等。
这些基因的突变会导致细胞增殖、凋亡、侵袭和转移能力的改变,进而促进鼻咽癌的发展。
2. 基因组拷贝数变异基因组拷贝数变异是指染色体上基因拷贝数量的改变。
近年来的研究表明,鼻咽癌中存在着大量的基因组拷贝数变异。
这些变异不仅可以用于鼻咽癌的早期诊断和预测患者预后,还可以作为潜在的治疗靶点。
通过对这些变异的研究,研究人员可以筛选出与鼻咽癌发生和发展密切相关的关键基因。
3. 免疫相关基因免疫相关基因在鼻咽癌的发生和发展过程中起着重要作用。
研究发现,鼻咽癌患者的免疫系统功能异常,特别是抗肿瘤免疫应答的功能下降。
通过对免疫相关基因的研究,我们可以更好地理解免疫耐受机制的破坏和免疫治疗的潜力。
这对于开发新的免疫治疗策略和提高患者预后有着重要的意义。
二、鼻咽癌基因组学在临床应用中的意义1. 早期诊断和预测患者预后鼻咽癌的早期诊断对于提高患者的生存率至关重要。
基因组学的研究可为鼻咽癌的早期诊断提供潜在的生物标志物。
通过检测特定基因的突变或拷贝数变异,我们可以提高对鼻咽癌的检测敏感性和特异性,从而实现早期诊断和预测患者预后的目标。
2. 个体化治疗个体化治疗是根据患者的基因组信息来选择最佳的治疗方案。
鼻咽癌的基因组学研究为个体化治疗提供了重要的依据。
通过分析鼻咽癌患者的基因组,我们可以了解其肿瘤的分子特征,从而为患者选择适当的靶向治疗或免疫治疗方案。
这种个体化治疗策略可以提高药物治疗的有效性,减少副作用,并且为患者提供更好的临床效果。
464生物化学与生物物理进展Pm昏Biocll哪.Bjophys.2004;3l(5)鼻咽癌相关基因NAPl的克隆及鉴定+李峰蒋卫红杨旭字尹志华冯湘玲刘卫东王磊周文姚开泰”(中南大学湘雅医学院肿瘤研究所,长沙4i0078摘要从un,ccne库中选取编号为B(;231197,来自人鼻咽组织的EsT序列.利用B1as【检索cenB蛐k的nr数据库和EsT数据库,构建EsT重叠群利用人类基因组草图搜索法从成人正常鼻叫组织中PcR扩增获得该基因全长cDNA,命名为NAPl.GenBank臀录号为AYl90326NAPl基因cDNA序列全长为573bp,编码由85个氨基酸组成,相对分了质量为9700的多肽.用a一”P・dcTP标记NAPl基因片段,与含15种正常成人组织的多组织RNA印迹膜杂交,结果表明NAPl基因在淋巴结和气管中高表达,转录本大小约为0.6kb,在其他组织中小表达NAI’l蛋白质与滤泡树突状细胞(川liculardend—t・ccell,FDc)的一种分泌肽前体(FDc—sP)(AF435080)同源.与其他已知蛋白质无明显同源性.NAPl基因定位在染色体4q13,基因组跨越9179bp,含5个外显子和4个内含子.采用差异RT—PcR检测r40例经病理诊断为低分化鳞状L皮癌的鼻咽活检组织及其对侧相应部位的正伟鼻咽组织中该蕞周的表达差异在4()例鼻咽癌中,NAPl基因表达下调的有17例(425%),表达上调的有6例(15%),无明显表达筹异的有17倒(425%)原位杂交和免疫组化结果显示该基因在正常鼻咽和鼻u困癌组织间质巾的树突状细胞中表达,在其他问质细胞和鼻咽上皮中均不表达以上结果表明,、APl为树突状细胞的一种新的多肽,该基因在鼻咽癌组织巾表达下调的原因,及其与鼻咽癌发生、发展的关系值得进一步探讨关键词鼻咽痹,NAPl基因,基因克隆,鉴定学科分类号。
786鼻咽癌(nasoph8ryn舭alcaⅣjnoma,NPc)足我国南与‘及东南亚地区常见的肿瘤之一流行病学调查显示,鼻咽癌的发生涉及到遗传倾向性和环境致癌因素,很可能是遗传易感性个体.接受r致癌物的作用而发生的.1982年,根据湖南省鼻咽癌死亡率的年龄分布,姚开泰教授提出鼻咽癌发病的三击多步假说”。
,认为EB病毒(EBV)、化学致癌物和胚性击中(即遗传因素或自发突变)构成NPc的主要病因,而发病阶段至少在二个以上.但迄今为止,鼻咽癌的具体发病机制仍不十分清楚.因此,鼻咽癌相关基因的克隆及其功能研究有着重要意义.最近,我们从Lnigene库中选取一条编号为Bc231197来自人鼻咽组织的EsT序列.研究发现该EsT序列是-个代表新基因的未知序列我们利用人类基因组草图搜索法”从成人正常鼻咽组织中PcR扩增获得该基因全长cDNA,并对该基因进行了牛物信息学分析.采用差异RT—PcR检测了该基囚在经病理诊断为低分化鳞状上皮癌的鼻咽活柃组织和列应的鼻咽癌变对侧正常鼻咽组织巾的表达差芹,并对该基因的表达特征进行了研究.1材料与方法1.1材料50×Advant89e2DNA聚合酶混合物购自clontech公司.PcR扩增引物的合成和PcR产物测序由上海博亚生物技术有限公司完成.电泳试剂、LB培养基、pucm.T载体均购白上海生工生物技术服务有限公司.随机引物标记盒、DNA纯化试剂盒购自美国Promega公司,TRIzol。
”试剂盒(GIBc0L/BRL公司)、dNTP为Pmmega公刮产品.ReverseTranscriptionsystem(Prom89a公司).鼠抗人sloo、鼠抗人cD20、鼠抗人CD68、鼠抗人cD57、鼠抗人cD3单克隆抗体为zvmed公司产品.Mul【ipleTissueNor【hem(MTNm)B10ts(Cat.7760一1,Cat.7767—1).D咄1)NAbbe儿i“gandDetectionKit为BoehringerMannheimGrnbH公司产品.’国家重点基础研究发展规#4项日(973)(c1998051200”通讯联系人nl:073l-4360094.E-nlaIl:ktvao@‰叫l¨删收稿口期:2003一ll_24,接受日期:2004旬l一18生物化学与生物物理进展Pr馏,Bioch咖.Bjopb胯,40例来自湘雅医院耳鼻喉科门诊,经病理诊断为低分化鳞状上皮癌的鼻咽活检组织及其财侧相应部位的正常鼻咽组蛰l,组织石蜡块来自湘雅医院病理科.1.2方法I.2.1GenBank数据库检索和EsT序列拼接:将EsT序列HG23lJ97(种子序列)采用Blast软件进行GenBank的nr数据库和EsT数据库检索.构建EsT重叠群。
.1.2.2人类基网组草图搜索法扶得该基因全长cDNA:将该EsT重叠群定位在人类基因组框架草图h找到对应的大规模测序片段,在该EsT重叠群5’端f:游对应的大规模测序片段中,寻找与阅读框架起始密码_F处r同一阅读框架的终止密码子,在终止密码子附近及其上游设计2条引物pFRw—f(外弓I物,5’GATIT丁TcGTA7f’11BGTAGT一1’l℃3’)和pFRw2(内弓I物,57cTccATrc—cAlvrATAcc,几T(:Ac3m在阅读框架起始密码子下游设计2条引物pRVs之(内引物,5’GAGAcA—cr11GGGAAAcCAAcAG3’)和pRVs一1(外弓『物,5’GGAA‘rrcGTGGAAcT(:GGcGA37).然后用上述引物,以JE常鼻咽组织cDNA为模板,进行PcR扩增.1.2.3RNA印迹确定基因的转录水大小:以正常鼻咽cDNA为模板,以基因特异性引物进行PcR扩增.PcR纯化试剂盒回收PcR产物,以“。
”P.dcTP为标记物,用随机引物标记试剂盒标记该片段,探针的比放射活性是每微克DNA的放射性活性大于l×10“.s。
phadexc一50柱纯化探针.采用MultipleTissueNorthern(MTNrⅥ)BloLs,E1p舱ssHyb…杂交液,68℃预杂交30min,68屯杂交2h.2×ssc、O.】%sI)s,37℃,15min洗膜3次;O,1×ssc、01%sDs,50℃,20nlin洗膜2次.一70℃放射自显影2—4天,x光片显影,定影.1.2.4NAPl基因的染色体定位和基因组结构分析:将NAPl基因cDNA序列与人类基因组草图进行相似性比较,进行基因的染色体定位和确定cDNA序列的内含子和外显子结构.1.2.s差异RT—PcR检测NAPl基因在鼻瞩活检组织及其对侧相应部位的正常鼻咽组织中的表达差异:I)NaseI处理总RNA,370c,反应lh用DEPc水将上述反应物稀释至200“l,用等龟Tizol抽提去除蛋白质,最新用DEPc水溶解RNA,以GAPDH引物进行PcR扩增检测有无gDNA残留.采用两步法R’r—I’cR.PCR产物于1.0%琼脂糖凝胶电泳.1.2.6灰度扫描与数据处理:以GAPDH为内对照,RT—PcR产物条带用图像分析仪(Phamacia公司产品)进行灰度扫描,ImagemasterVDs图像分析软件测定产物条带的扫描积分吸光度值(肘).Ⅳ(¨)为』下常鼻咽组织中日的片段M/(jAPDH的M,r(M)为鼻咽癌组织巾目的片段似/cAPI)H的似;Ⅳ(H)/r(肼)大于2,表明NAPl基囚在鼻咽活检组织中表达下凋;,v(m)/7’(,A)小于05表明NAPl基因在鼻叫活检组织中表达上调.1.2.7原位杂交:采用PcRDIGPmbesvllⅡ1esis方法标汜基因特异性cDNA探针.经顶杂交,杂交,杂交后处理,然后进行免疫检测,核固红复染、二甲苯透明、中性树胶封片,照相.1.2.8免疫组化:各种组织同定、包埋、切片后,脱蜡、抗原修复.免疫组化检测采用AntjbodyDi89nosticalnc,的“二步法”系统二甲苯透明,中性树胶封片.显微镜下观察,2结果2.1GenB∞k数据库检索和EsT序列拼接以BG231197序列为种子序列,采用Blast软件进行GenBank的nr数据库和EsT数据库检索.我”J得至0cBl40082、A1332560、Bc059093和A1701589共4个具有高度相似件的Fsll,并将其组装为502bp的EsT重叠群,经与人类基因组草图进行序列校正,获得了全长为502bp的cDNA序列2.2全长cDNA序列的获得和阅读框架的确定利用NcBI的0RF6nder服务器,分析发现该序列具有完整的阅读框架.但在cDNA序列的57端未见与阅读框架起始密码子处于同一蒯滇框架的终止密码子.根据EsT序列拼接的EsT再霍群,采用人类基因组草图搜索法获得的理论扩增产物应为(j)176bp(pFRw_2和pRvS_2)、(2)282bp(pFRw_2和pRVs—1)、(了)296bp(pFRw,1和pRVs,2)和(4)402bp(pFRw一1和pRVs一1).实验结果显示,未扩增出(3)和(4)的目的条带,(J)和(2)的扩增条带大小与理论扩增产物大小基本一致(图1).从而获得了基因的全长cDNA序列.在cDNA阅读框架的起始密码子和终止密码子段的两侧设计引物,进行PcR扩增,将生物化学与生物物理进展Prog.Biochem.Biophys.2004;31(5)PCR产物(294bp)克降到pUCm—T载体,转化JMl09,进行PCR扩增鉴定(图2),测序结果与利用NCBI的ORFfinder服务器分析结果一致Fig.1Identificationof5’end’sPCRproductNAPIbyusingdrafthumangenomesearchingl:pFRW-2andpHVS-2(176bp);2:pFRW-2andpRVS一(282bp);3:∥RW一1andpRVS-2(nO):4:pFRrxⅧIpRVS-1(no)M:PCRnlal'kerFig.2IdentificationofrecombinationdonebyPCRamplificationusingpFRW-3andpRVS-3(294bp),一9:C10nenunlberM:PcRmarker2.3确定转录本大小用d32P-dCTP标记NAPl基因片段,与含15种正常成人组织的多组织RNA印迹膜杂交.结果表明该基因在淋巴结和气管中高表达,转录本大小约为0.6kb,与人类基因组草图搜索法获得的基因仝长eDNA大小一致.在大脑、心脏、胎盘、肺、肝脏、骨骼肌、肾、胰腺、胃、甲状腺、脊髓、肾I.腺和骨髓中未检测到表达(图3).n导3NorthernblotsanalysisofNAPlin15kindsoftissuesofhuman,:head;2:brmn;3:placenta;4:lung;5:liver;6:skeletalmuscle:7:kidney;8:p衄cleas;9:stomach;J0:thyroid;J,:spinalcord:12:lymphnode;13:trachea;14:adren缸gland;15:bo…m…2.4DNA序列和基因组结构分析NAPI基因(GenBmak登录号为AYl90326)cDNA序列全长为573bp,可渎框架位于第113—370位之间,编码由85个氨基酸组成,相对分子质量为9700的蛋白质(图4).NAPl基因定位在染色体4q13,基因组跨越9179bp,含5个外显子和4个内含子.内含子和外显子交界区符合ag.射规则(表1)ctecattccaLbaLace¨tgagLatataaaacagcL㈣atattccagggccag[cacL{gccatttctcataacagcgLcagagagaaagaactgactgaaacgLLLgagatgaagaaaMKKgttctcetcctgatcacagccaLcttggcagtggetgtlggtLLcccagtctcteaagaeVLLLI7IATAV^v0FPVS0DcaRgaacgggaaaaaagaagtaLcagLg㈣gcgatgaattagcttcagggLtttttgtgqEREKRSlSDSDELASGFFVttcccLtacccatatccatttegeccactLCCOCGH{IttccattteeaagattLccaLggFPYPYPFRPLPPTPFPRFPWntagacgtaaCt£tcctattccaatacctgaatctgcccctacaactccccttcetagcFRRNFPTPTPESAPTTPLPS*aaaaEtaaacaagaaggaaaagLcacSataaacctggtcacctgaaaLLgaaattgagcF11}cacLteeLLgaagaatcaaaattcctgt‘!§地agaaaaacaaatgtaattgaaatagcacacagcattctctagtcaataLctLtagtgatcttcttt!型旦塑cLtgaaagcaaagattttggttLcLLaaLLtccac(a)10¨昏4eDNAandpredictedproteinsequenceofNAPIStopcedonisindicatedbyasterisk(十)Table1Exon-intronjunctionofNAPlgeneUppercaseandl【l……Fettersindicatecxonandinh_0n”quencesrespectivelyConse]Tedsplicedonorandaccrptm"dinucleolidesequencesa忡indicatedinbold生物化学与生物物理进展Prog.Biochem.Biophys.4672.5NAPl基因的染色体定位将NAPl基因序列与人类基因组草图进行相似性比较(http://www.ncbi.nlm.nih.gov!genome/guide/human/),发现该基因与人类4号染色体上的NT一030640.5序列高度相似,该序列定位于4q|3.2.6DNA序列及蛋白质序列同源性分析ExPASy服务器和NCBI的Blast软件的分析结果表明,NAPl蛋白质与滤泡树突状细胞(folliculardendriticcell,FI)C)的一种分泌肽前体(FDC—SP)(AF435080)同源(相似性为77%).与其他已知蛋白质无明显同源性.蛋白质的理论p,为9.30,为一种碱性蛋白质.蛋白质有1个亲水区和1个疏水区生物信息学NeuralNetworks分析表明,该蛋白质为分泌型蛋白质,具有3个磷酸化和1个脯氨酸富聚区等功能位点.2.7NAPl基因的差异性表达采用NAPl基因序列特异性引物(pFlRW-3和pRVS-3),40例正常鼻咽组织及鼻咽癌组织RT.PCR结果显示,在40例鼻咽癌中,该基因表达下调的有17例(42.5%),表达上调的有6例(15%),无明显表达差异的有17例(42.5%)(表2).Tabk2ExpressiondifferencebetweenNPCandNPtissuesbydifferentialRT-PCRin40cases州:Integra/absollJtiⅢ】ofPCRproducts;Ⅳ(/A)=“(Ⅳ)/儿(GAPDII);?’(/A)=/A(r)//A(GAPDH);N(tA)/r(1.4)>2:lowe。