tRF-Pro-CGG对小鼠胰腺癌细胞生物学行为的影响及其分子机制

背景与目的:tRNA衍生的片段(tRNA-derived fragments,tRF)是一类长度为14~30 nt的小分子非编码RNA,其影响着恶性肿瘤的发展进程。本研究旨在探讨tRF-Pro-CGG对小鼠胰腺癌细胞生物学行为的影响及其可能的分子机制。方法:采用实时荧光定量聚合酶链反应(real-time fluorescence quantitative polymerase chain reaction,RTFQ-PCR)检测tRFPro-CGG在小鼠胰腺癌细胞系pan02、LTPA,人胰腺癌细胞系Capan-2和正常胰腺细胞HPDE6-C7中的表达水平。通过慢病毒转染技术过表达pan02细胞及敲低LTPA细胞中tRF-Pro-CGG的表达,采用RTFQ-PCR和蛋白质印迹法(Western blot)检测过表达和敲低效果。采用细胞计数试剂盒-8(cell counting kit-8,CCK-8)检测细胞增殖情况。采用transwell实验检测细胞迁移和侵袭能力。采用动物模型检测tRF-Pro-CGG对胰腺癌裸鼠移植瘤生长和转移的影响。采用H-E染色观察移植瘤的组织病理学结构。采用Western blot检测移植瘤组织中Ki-67增殖指数、转移相关蛋白E-钙黏蛋白(E-cadherin)、波形蛋白(vimentin)的表达及磷脂酰肌醇3-激酶(phosphoinositide 3-kinase,PI3K)/蛋白激酶B(protein kinase B,AKT)信号转导通路蛋白的表达及磷酸化情况。结果:小鼠胰腺癌细胞系pan02中tRF-Pro-CGG表达最低,在pan02细胞中转染tRF-Pro-CGG mimics后,tRF-Pro-CGG的mRNA和蛋白表达水平均显著升高(P<0.01),细胞增殖能力显著降低(P<0.01),细胞迁移(P<0.001)和侵袭能力(P<0.001)显著降低,裸鼠移植瘤体积(P<0.01)和重量(P<0.001)均显著降低,裸鼠移植瘤组织中出现明显坏死和凋亡细胞;裸鼠移植瘤组织中Ki-67增殖指数和vimentin的表达显著降低(P<0.001),而E-cadherin的表达显著升高(P<0.001),PI3K、P-PI3K、AKT和P-AKT的表达显著降低(P<0.001),胰腺癌肝转移例数差异无统计学意义(P>0.05)。小鼠胰腺癌细胞系LTPA中tRF-Pro-CGG表达最高,在LTPA细胞中转染tRF-Pro-CGG inhibitor后,tRF-Pro-CGG的mRNA和蛋白表达水平显著降低(P<0.01),细胞增殖能力显著升高(P<0.01),细胞迁移(P<0.001)和侵袭能力(P<0.001)显著升高,裸鼠移植瘤体积(P<0.01)和重量(P<0.01)均显著升高,裸鼠移植瘤组织中出现少量的坏死及凋亡细胞;裸鼠移植瘤组织中Ki-67和vimentin的表达显著升高(P<0.001),而E-cadherin的表达显著降低(P<0.001),PI3K、P-PI3K、AKT和P-AKT的表达显著升高(P<0.001),胰腺癌肝转移例数差异无统计学意义(P>0.05)。结论:过表达tRF-Pro-CGG可以抑制小鼠胰腺癌细胞增殖、迁移和侵袭,抑制胰腺癌裸鼠移植瘤的生长,下调Ki-67增殖指数、vimentin的表达水平和PI3K/AKT磷酸化水平。tRF-Pro-CGG可能通过调节PI3K/AKT信号转导通路抑制胰腺癌的发生、发展。

家鹅线粒体DNA tRNA^(pro)和tRNA^(thr)基因序列与结构分析

采用PCR和DNA测序技术测定了6个中国家鹅品种和2个欧洲鹅品种25个个体线粒体tRNApro(69 bp)和tRNAthr(68 bp)基因的完整序列,通过对家鹅线粒体基因组的研究,首次报道了家鹅线粒体tRNApro和tRNAthr基因的结构,对鸿雁、灰雁、白额雁(Anser albifrons,序列号为AF363031)雁属种间tRNApro和tRNAthr基因的二级结构及序列的变异特征进行了分析,并通过家鸡(Gallus gallus domesticus,序列号为NC001323)与鸿雁家鹅间tRNApro和tR-NAthr基因二级结构的比较,初步进行了鸡形目与雁形目两个目间tRNApro和tRNAthr基因二级结构及序列变异的分析。结果表明:家鹅tRNApro和tRNAthr基因均可折叠成标准的三叶草形二级结构;2个tRNA基因三叶草结构的氨基酸臂、反密码子环在鸿雁、灰雁和白额雁种间以及鸡形目与雁形目两个目间没有变异,具有高度的保守性。本研究的结果将为进一步探讨家鹅线粒体DNA tRNApro和tRNAthr基因序列与结构、功能的关系奠定基础。所测的序列已登录GenBank数据库,序列号为AY427800~AY427805和AY427812~AY427814。

毕赤酵母中tRNA_(CCG)^(Pro)基因的表达及其作用效果

转运核糖核酸(tRNA)是蛋白质合成过程中重要参与成分之一,为了探索稀有密码子对应的tRNA(稀少tRNA)丰度改变对外源基因表达量的影响,文中构建了毕赤酵母稀少tRNA基因与外源基因共表达体系。首先在GFP基因中添加由4个连续脯氨酸稀有密码子CCG组成的阻遏区,结果显示该GFP基因的表达量明显降低。然后将带有阻遏区的GFP基因和tRNA_(CCG)^(Pro)基因顺次连接于pPIC9K载体上,在毕赤酵母GS115中共表达,结果使GFP表达量提高了4.9%;另将带有阻遏区的GFP基因和tRNA_(CCG)^(Pro)基因分别连接于pPIC9K和pFLDα载体,在毕赤酵母GS115中共表达,GFP表达量最高提高了12.5%;应用同样方式将tRNA_(CCG)^(Pro)基因与NFATc3T-GFP融合基因共表达,其表达量提高了21.3%。可见,tRNA_(CCG)^(Pro)在毕赤酵母GS115中确为稀少tRNA,通过共表达tRNA_(CCG)^(Pro)基因可显著提高带有连续该密码子的外源基因表达量,并且,文中构建的共表达体系将同样适用于其他稀少t RNA基因的筛选和验证。