靶向沉默ATRX对辐射诱导宫颈癌HeLa细胞周期阻滞和凋亡的作用

doi:10.13481/j.1671-587X.20210412

吉林大学学报(医学版) ›› 2021, Vol. 47 ›› Issue (4): 904-910.doi: 10.13481/j.1671-587X.20210412

靶向沉默ATRX对辐射诱导宫颈癌HeLa细胞周期阻滞和凋亡的作用

秦丽晶¹,韩冰²,李忠起³,索齐⁴,贾臻¹,崔红丽¹,徐维强¹,方芳¹(),王志成¹()

^1.吉林大学公共卫生学院国家卫健委放射生物学重点实验室，吉林长春 130021
^2.吉林大学第二医院放射线科，吉林长春 130041
^3.吉林国际旅行卫生保健中心，吉林长春 130062
^4.吉林省长春爱尔汇锋眼科医院，吉林长春 130041

收稿日期:2021-01-29 出版日期:2021-07-28 发布日期:2021-07-22
通讯作者: 方芳,王志成 E-mail:fangfang7786@jlu.edu.cn;zhicheng@jlu.edu.cn
作者简介:秦丽晶（1995－），女，内蒙古自治区兴安盟人，在读硕士研究生，主要从事辐射生物效应方面的研究。
基金资助:
吉林省卫健委卫生专项项目(2020SCZT066);吉林省教育厅科学研究项目(JJKH20211140KJ);吉林大学白求恩计划项目(2020B06)

Effects of targeting-silenced ATRX on cell cycle arrest and apoptosis induced by radiation in cervical cancer HeLa cells

Lijing QIN¹,Bing HAN²,Zhongqi LI³,Qi SUO⁴,Zhen JIA¹,Hongli CUI¹,Weiqiang XU¹,Fang FANG¹(),Zhicheng WANG¹()

^1.NHC Key Laboratory of Radiobiology，School of Public Health，Jilin University，Changchun 130021，China
^2.Department of Radiology，Second Hospital，Jilin University，Changchun 130041，China
^3.Jilin International Travel Healthcare Center，Changchun 130062，China
^4.Changchun AIER Huifeng Ophthalmology Hospital，Jilin Province，Changchun 130041，China

Received:2021-01-29 Online:2021-07-28 Published:2021-07-22
Contact: Fang FANG,Zhicheng WANG E-mail:fangfang7786@jlu.edu.cn;zhicheng@jlu.edu.cn

摘要/Abstract

摘要： 目的

靶向沉默HeLa细胞中α-地中海贫血/精神发育迟滞综合征X染色相关蛋白（ATRX），探讨其对辐射诱导的细胞周期阻滞和细胞凋亡的作用。

方法

利用RNA干扰（RNAi）技术建立稳定沉默ATRX的HeLa细胞模型，命名为shATRX1-HeLa，以shCon-HeLa为阴性对照。分别给予0、2和8 Gy X射线照射后，采用CCK-8法检测各组细胞增殖活性，采用PI单染和流式细胞术检测各组细胞中G₀/G₁、S和G₂/M期细胞百分率，采用Annexin Ⅴ-PE/7-AAD双染和流式细胞术检测各组细胞凋亡率，采用Western blotting法检测各组细胞中多聚（腺苷酸二磷酸核糖基）聚合酶1（PARP1）、裂解的半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶 9（cleaved caspase-9）和裂解的半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶 3（cleaved caspase-3）蛋白表达情况。

结果

0、2和8 Gy X射线照射后0、6、10、24和48 h，与shCon-HeLa组比较，不同照射剂量 shATRX1-HeLa组细胞增殖活性均明显降低（P<0.05或P<0.01）。0和2 Gy X射线照射后，与shCon-HeLa组比较， shATRX1-HeLa组G₀/G₁期细胞百分率明显降低（P<0.05），G₂/M期细胞百分率和细胞凋亡率则明显升高（P<0.05）；8 Gy X射线照射后，与shCon-HeLa组比较，shATRX1-HeLa组G₀/G₁期细胞百分率明显升高（P<0.05），而G₂/M期细胞百分率明显降低（P<0.05），细胞凋亡率明显升高（P<0.01）。Western blotting法检测，与shCon-HeLa组比较，经2和8 Gy照射后24和48 h，shATRX1-HeLa组细胞中PARP1、cleaved caspase-9和cleaved caspase-3蛋白表达均明显增加。

结论

靶向沉默HeLa细胞ATRX可降低辐射诱导的细胞G₂/M期阻滞、抑制细胞增殖并促进细胞凋亡，本研究结果为肿瘤放疗提供了新的分子靶点。

关键词: 辐射, α-地中海贫血/精神发育迟滞综合征X染色相关蛋白, 宫颈肿瘤, 细胞周期阻滞, 细胞凋亡, 细胞增殖

Abstract: Objective

To targetedly silence the α-thalassemia/mental retardation syndrome X-linked （ATRX） in the cervical cancer HeLa cells， and to explore the roles of targeting-silenced ATRX in radiation-induced cell cycle arrest and apoptosis.

Methods

The HeLa cell models stably silenced ATRX were established by RNA interference （RNAi） technique， which was named shATRX1-HeLa， and shCon-HeLa was used as negative control.After 0， 2 and 8 Gy X-ray irradiation， the cell proliferation activities in various groups were detected by CCK-8 method， and the percentages of HeLa cell in the G₀/G₁， S and G₂/M phases in various groups were measured by PI staining and flow cytometry. In addition， the apoptotic rates were measured by AnnexinⅤ-PE/7-AAD double staining and flow cytometry， and the expression levels of poly［ADP-ribose］ polymerase 1（PARP1），cleaved caspase-9 and cleaved caspase-3 proteins in the cells in various groups were detected by Western blotting method.

Results

At 0， 6， 10， 24 and 48 h after 0， 2 and 8 G y X-ray irradiation， compared with shCon-HeLa group， the proliferation activities of the cells in shATRX1-HeLa group were decreased significantly （P<0.05 or P<0.01）. Compared with shCon-HeLa group， after 0 and 2 Gy X-ray irradiation， the percentages of cells in G₀/G₁ phase in shATRX1-HeLa group were decreased significantly（P<0.05）， and the percentages of cells in G₂/M phase and the apoptotic rates were increased significantly （P<0.05 or P<0.01）. Compared with shCon-HeLa group， after 8 Gy X-ray irradiation， the percentage of cells in G₀/G₁ phase and the apoptotic rate were increased significantly （P<0.05）， and the percentage of cells in G₂/M phase was decreased significantly （P<0.05）.The Western blotting results showed that compared with shCon-HeLa group， at 24 and 48 h after 2 and 8 Gy X-ray irradiation， the expression amounts of PARP1， cleaved caspase-9 and cleaved caspase-3 proteins in the cells in shATRX1-HeLa group were increased.

Conclusion

Targeting-silenced ATRX can decrease the G₂/M phase arrest of the cells induced by radiaton in the HeLa cells， and inhibit the cell proliferation and promote the apoptosis； the results of this study provides a new molecular target for tumor radiotherapy.

Key words: radiation, α-thalassemia/mental retardation syndrome X-linked protein, cervical neoplasms, cell cycle arrest, apoptosis, cell proliferation

中图分类号:

R737.33

秦丽晶,韩冰,李忠起,索齐,贾臻,崔红丽,徐维强,方芳,王志成. 靶向沉默ATRX对辐射诱导宫颈癌HeLa细胞周期阻滞和凋亡的作用[J]. 吉林大学学报(医学版), 2021, 47(4): 904-910.

Lijing QIN,Bing HAN,Zhongqi LI,Qi SUO,Zhen JIA,Hongli CUI,Weiqiang XU,Fang FANG,Zhicheng WANG. Effects of targeting-silenced ATRX on cell cycle arrest and apoptosis induced by radiation in cervical cancer HeLa cells[J]. Journal of Jilin University(Medicine Edition), 2021, 47(4): 904-910.

图/表 5

表1

表2

图1

图2

图3

参考文献 21

1	CHEN S H， LUO T W， YU Q， et al. Isoorientin plays an important role in alleviating Cadmium-induced DNA damage and G0/G1 cell cycle arrest［J］. Ecotoxicol Environ Saf， 2020， 187： 109851.
2	SHIBATA A， JEGGO P A. Roles for 53BP1 in the repair of radiation-induced DNA double strand breaks［J］. DNA Repair （Amst）， 2020， 93： 102915.
3	CHEN C P， YIP H K， WANG L K， et al. Molecular genetic characterization of a prenatally detected 1.484-Mb Xq13.3-Q21.1 duplication encompassing ATRX and a literature review of syndromic intellectual disability and congenital abnormalities in males with a duplication at Xq13.3-Q21.1［J］.Taiwan J Obstet Gynecol，2017，56（3）：385-389.
4	WATSON L A， GOLDBERG H， BÉRUBÉ N G. Emerging roles of ATRX in cancer［J］. Epigenomics， 2015， 7（8）： 1365-1378.
5	NANDAKUMAR P， MANSOURI A， DAS S. The role of ATRX in glioma biology ［J］. Front Oncol， 2017， 7： 236.
6	唐庚，史耀挺，孔维轩，等. 电离辐射对沉默ATRX的HeLa细胞DNA损伤修复的影响［J］ . 吉林大学学报（医学版）， 2019， 45（5）：981-985.
7	LEUNG J W， GHOSAL G， WANG W Q， et al. Alpha thalassemia/mental retardation syndrome X-linked gene product ATRX is required for proper replication restart and cellular resistance to replication stress［J］. J Biol Chem， 2013， 288（9）： 6342-6350.
8	SMALL W JR， BACON M A， BAJAJ A， et al. Cervical cancer： a global health crisis［J］. Cancer， 2017， 123（13）： 2404-2412.
9	SHEN C J， SHARMA A， VUONG D V， et al. Ionizing radiation induces tumor cell lysyl oxidase secretion［J］. BMC Cancer， 2014， 14： 532.
10	KIM M Y， PARK S J， SHIM J W， et al. Naphthazarin enhances ionizing radiation-induced cell cycle arrest and apoptosis in human breast cancer cells ［J］. Int J Oncol， 2015， 46（4）： 1659-1666.
11	BURRAGE J， TERMANIS A， GEISSNER A， et al. The SNF2 family ATPase LSH promotes phosphorylation of H2AX and efficient repair of DNA double-strand breaks in mammalian cells ［J］. J Cell Sci， 2012， 125（Pt 22）： 5524-5534.
12	NAN X S， HOU J H， MACLEAN A， et al. Interaction between chromatin proteins MECP2 and ATRX is disrupted by mutations that cause inherited mental retardation［J］.Proc Natl Acad Sci U S A，2007，104（8）： 2709-2714.
13	BAUMANN C， OLSON M， WANG K， et al. Arginine methyltransferases mediate an epigenetic ovarian response to endometriosis［J］. Reproduction， 2015， 150（4）： 297-310.
14	SARMA K， CIFUENTES-ROJAS C， ERGUN A，et al.ATRX directs binding of PRC2 to Xist RNA and Polycomb targets ［J］. Cell， 2014， 159（4）： 869-883.
15	JUHÁSZ S， ELBAKRY A， MATHES A， et al. ATRX promotes DNA repair synthesis and sister chromatid exchange during homologous recombination［J］. Mol Cell， 2018， 71（1）： 11-24.e7.
16	KOSCHMANN C， CALINESCU A A， NUNEZ F J， et al. ATRX loss promotes tumor growth and impairs nonhomologous end joining DNA repair in glioma［J］. Sci Transl Med， 2016， 8（328）： 328ra28.
17	HAIL N Jr， CARTER B Z， KONOPLEVA M， et al. Apoptosis effector mechanisms： a requiem performed in different keys［J］. Apoptosis， 2006， 11（6）： 889-904.
18	JI B C， HSU W H， YANG J S， et al. Gallic acid induces apoptosis via caspase-3 and mitochondrion-dependent pathways in vitro and suppresses lung xenograft tumor growth in vivo ［J］. J Agric Food Chem， 2009， 57（16）：7596-7604.
19	HUANG J， YU S N， JI C N， et al. Structural basis of cell apoptosis and necrosis in TNFR signaling［J］. Apoptosis， 2015， 20（2）： 210-215.
20	SONG X F， TIAN H， ZHANG P， et al. Expression of cyt-c-mediated mitochondrial apoptosis-related proteins in rat renal proximal tubules during development［J］. Nephron， 2017， 135（1）： 77-86.
21	WANG X Y， SIMPSON E R， BROWN K A. p53： protection against tumor growth beyond effects on cell cycle and apoptosis［J］. Cancer Res， 2015， 75（23）： 5001-5007.

Group	Proliferation activity
Group	(t/h) 0	6	10	24	48
shCon-HeLa
0 Gy	0.99±0.19	0.95±0.14	1.17±0.19	1.81±0.22	2.98±0.33
2 Gy	0.81±0.12	0.78±0.08	1.07±0.17	1.64±0.16	2.58±0.15
8 Gy	0.93±0.09	1.05±0.15	1.25±0.27	1.49±0.07	1.98±0.11
shATRX1-HeLa
0 Gy	0.73±0.12^*	0.92±0.07	0.87±0.14^*	1.38±0.06^**	2.16±0.16^*
2 Gy	0.67±0.09^*	0.62±0.08^*	0.80±0.14^*	1.37±0.12^*	1.97±0.10^**
8 Gy	0.74±0.06^*	0.71±0.16^*	0.80±0.04^**	1.13±0.13^**	1.70±0.18^*

Group	Percentage of cells			Apoptotic rate
Group	G₀/G₁	S	G₂/M	Apoptotic rate
shCon-HeLa
0 Gy	60.32±3.47	28.81±3.11	9.54±1.20	5.51±1.22
2 Gy	69.12±0.93	23.61±2.06	7.28±1.14	6.53±0.37
8 Gy	19.48±0.47	18.29±1.29	62.23±0.83	8.15±0.23
shATRX1-HeLa
0 Gy	57.60±0.42	29.51±0.16	12.89±0.26^*	10.17±1.34^*
2 Gy	62.01±0.72^*	26.91±1.89	11.09±1.59^*	13.43±1.63^*
8 Gy	36.25±2.29^*	17.83±0.39	45.82±1.90^*	15.84±1.23^**

[1]	王志娟,张明姝,叶丽平. 血小板衍生生长因子D通过ERK信号通路对肺癌H1299细胞增殖、迁移和侵袭的影响及其机制[J]. 吉林大学学报(医学版), 2022, 48(4): 898-904.
[2]	郎庆旭,牛雪霜,杨凯文,张韧,王思腾,祖米热提古丽·吾买尔null,王珍琦. 丁酸钠联合电离辐射对肺癌A549细胞凋亡的影响及其机制[J]. 吉林大学学报(医学版), 2022, 48(4): 915-921.
[3]	马琰迪,卢香云,何尚峰,俞雪燕,胡云华,高海霞,陈云昭,禹洁,王文洁,李锋,崔晓宾. m6A甲基化修饰结合蛋白YTHDF2在食管癌组织中的表达及其对食管癌细胞增殖和迁移的影响[J]. 吉林大学学报(医学版), 2022, 48(4): 962-970.
[4]	汪国武,姚远,张雨,徐娜,刘芳. miR-152降低低密度脂蛋白受体表达对子宫内膜癌细胞增殖和侵袭的抑制作用[J]. 吉林大学学报(医学版), 2022, 48(3): 591-599.
[5]	李官虎,郎庆旭,刘纯岩,刘沁,耿梦柔,李晓倩,王珍琦. 丙戊酸联合X射线照射对乳腺癌MDA-MB-231细胞增殖的抑制作用及其机制[J]. 吉林大学学报(医学版), 2022, 48(3): 622-629.
[6]	颜培玉,张爱臣,章宏,李杨,张萌萌,洛梦泽,潘颖. 脂肪间充质干细胞对卵巢早衰模型大鼠的治疗作用及其机制[J]. 吉林大学学报(医学版), 2022, 48(3): 648-656.
[7]	曹秋婷,韩竞春,张晓飞. 沉默解旋酶BLM基因对结直肠癌细胞伊立替康化疗敏感性的影响及其机制[J]. 吉林大学学报(医学版), 2022, 48(3): 657-667.
[8]	刘翠兰,胡凤爱,刘晶,王丹,邱长云,柳敦江,赵娣. 脂联素受体激动剂AdiopRon对胶质瘤细胞生物学行为的影响及其机制[J]. 吉林大学学报(医学版), 2022, 48(3): 702-710.
[9]	杨明星,董文,李冀. 贝母素乙对肺癌A549细胞凋亡的诱导作用及其机制[J]. 吉林大学学报(医学版), 2022, 48(3): 711-717.
[10]	吴壮志,贺小宁,陈思祺. miR-124-3p对口腔鳞状细胞癌细胞增殖和侵袭的抑制作用及其机制[J]. 吉林大学学报(医学版), 2022, 48(3): 718-727.
[11]	李明,王秋婷,陈山,石慧芳. p38 MAPK抑制剂通过抑制NLRP3途径介导的细胞焦亡对小鼠慢性阻塞性肺疾病损伤的改善作用[J]. 吉林大学学报(医学版), 2022, 48(3): 744-754.
[12]	陈素贤,谷泽慧,马炀斐,谭琦,李琪,王亚帝. 芦丁对人结肠癌SW480细胞凋亡的促进作用及其作用机制[J]. 吉林大学学报(医学版), 2022, 48(2): 356-363.
[13]	赵智慧,白香花,何金玲,段伟琴,刘敏,张生茂. 舒芬太尼对心肌缺血再灌注损伤大鼠心肌细胞凋亡的抑制作用及其作用机制[J]. 吉林大学学报(医学版), 2022, 48(2): 364-373.
[14]	李小燕,张维,何杰. REG1A通过调控Wnt/β-catenin信号通路对肺腺癌细胞增殖和迁移的促进作用[J]. 吉林大学学报(医学版), 2022, 48(2): 444-453.
[15]	许广松,蒋海兵,盘箐,李国庆. 桦木酸对胃癌MGC-803细胞迁移和侵袭的抑制作用及其机制[J]. 吉林大学学报(医学版), 2022, 48(1): 122-128.

靶向沉默ATRX对辐射诱导宫颈癌HeLa细胞周期阻滞和凋亡的作用

Effects of targeting-silenced ATRX on cell cycle arrest and apoptosis induced by radiation in cervical cancer HeLa cells

RichHTML

PDF (PC)

赞

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

图/表 5

参考文献 21

相关文章 15

Metrics

本文评价

推荐阅读 1