苦荞凝集素靶向抑制结肠癌细胞HCT116增殖的机制

苦荞凝集素(tartary buckwheat lectin,TBL)是一类兼具核糖体失活蛋白N-糖苷酶活性和芦丁水解酶活性的糖蛋白,具有显著的抑制结肠癌细胞增殖的功能。先前研究表明,TBL可以下调结肠癌细胞HCT116中包括miR-135a和miR-135b在内的一些oncomiRs的表达,并且可以抑制结肠癌细胞HCT116的增殖。因此,我们推测TBL可能通过调控oncomiRs从而抑制HCT116细胞的增殖。本研究中,我们构建了包含miR-135a和miR-135b结合位点的腺瘤性结肠息肉病基因(adenomatous polyposis coli,APC)的3'-UTR区。双荧光素酶报告系统表明,经过TBL处理后,实验组的荧光素酶活性较对照组高,而且用miR-135a&b的反义核酸anti-miR-135a&b处理后和实验组有相似的结果。Western印迹分析表明,TBL处理HCT116细胞24 h后,细胞中APC和p-β-catenin的表达上调,总β-catenin的表达下调,且存在剂量依赖效应,而对GSK-3β的表达无明显影响。进一步探究了TBL进入细胞的方式,我们发现,加入TBL作用2 h后,其主要存在于HCT116细胞的表面,部分进入细胞内部,在细胞表面可以同半乳糖凝集素galectin-3竞争结合细胞膜表面受体,并且存在剂量和时间依赖性。这些结果表明:TBL以HCT116细胞表面的galectin-3受体为靶点,通过内吞作用进入细胞,进而调控HCT116细胞中miR-135a&b的表达,影响Wnt信号通路而抑制结肠癌细胞的增殖。

苦荞凝集素对结肠癌细胞增殖的抑制作用

采用醋酸铵缓冲液抽提、硫酸铵分级沉淀、阴离子交换和分子排阻层析等方法,首次从苦荞麦中提取出一种苦荞凝集素(tatary buckwheat lectin,TBL).MTT检测发现,TBL对3种结肠癌细胞DLD-1、HCT116及SW480的增殖有显著的抑制作用,且呈剂量依赖效应,而对正常细胞及其它类型癌细胞的增殖无明显影响.采用兔网织红细胞裂解系统和荧光素酶检测系统检测TBL对蛋白质合成的影响,结果表明,随着TBL浓度的增大,蛋白质翻译抑制作用逐渐增强,当TBL浓度为40μg/m L时荧光素酶活性下降至50%.另外,TBL与兔网织红细胞裂解系统作用后,核糖体RNA出现新的片段,表明TBL具有N-糖苷酶的活性.将HCT116细胞总RNA与TBL体外作用后,发现二者存在明显的相互作用,核糖体RNA被降解.qRT-PCR检测显示,TBL明显下调HCT116细胞中多种microRNAs(miRNAs)表达.综合以上实验得出,TBL是一种Ⅱ型核糖体失活蛋白(type-Ⅱribosome-inactivating protein,Ⅱ-RIP)类的植物凝集素,具有N-糖苷酶活性,可下调肠癌细胞中多种miRNAs的表达,抑制结肠癌细胞增殖.

快速检测核糖体失活蛋白活性质粒的构建及应用

核糖体失活蛋白专一地断裂28S rRNA第4 324位的腺嘌呤与核糖之间的N-糖苷键,具有特异破坏核糖体的结构,抑制蛋白质生物合成的功能。核糖体失活蛋白在医疗方面有极大的应用价值。为了能简单快速筛选出核糖体失活蛋白,本实验构建了一种包含核糖体失活蛋白识别位点的双荧光素酶质粒psiCHECK^(TM)-2-F28RNA。用具有N-糖苷酶活性的苦荞凝集素(tartary buckwheat lectin,TBL)作用于psiCHECK^(TM)-2-F28RNA质粒,电泳检测发现,TBL可以将质粒DNA由超螺旋型切割为缺刻型。将psiCHECK^(TM)-2-F28RNA转染HCT116细胞,发现海肾/萤火虫荧光比值也明显降低,表明构建的质粒可以用于检测核糖体失活蛋白对细胞的毒性作用。当将psiCHECK^(TM)-2-F28RNA中的GAGA序列中腺嘌呤分别突变后进行同样实验,确定该质粒中的GAGA为核糖体失活蛋白的识别位点。进一步构建包含GAGA特征序列的Wnt1-3'UTR区的质粒psiCHECK^(TM)-2-Wnt1-3'UTR,实验也发现,在胞外和胞内TBL与psiCHECK^(TM)-2-Wnt1-3'UTR都具有相互作用,表明细胞内具有GAGA序列的m RNA也可能成为核糖体失活蛋白的靶点。选用几种食源性作物中提取的蛋白质,分别与psiCHECK^(TM)-2-F28RNA作用,进行体外检测,结果显示,该质粒能快速地筛选来源于不同生物的核糖体失活蛋白。这些结果表明,本实验构建的psiCHECK^(TM)-2-F28RNA质粒,可用于核糖体失活蛋白的快速筛选和酶活性鉴定。