钙黏蛋白17对结直肠癌细胞增殖和凋亡的影响及其PI3K/AKT/mTOR信号通路调节机制

doi:10.13481/j.1671-587X.20230423

摘要/Abstract

摘要：

目的探讨钙黏蛋白17（Cadherin-17）对结直肠癌（CRC）细胞增殖和凋亡的影响，阐明其可能的机制。方法构建Cadherin-17基因过表达及小干扰质粒，包装成慢病毒，转染至SW480细胞，构建过表达和干扰病毒稳转株。采用实时荧光定量PCR（RT-qPCR）法和Western blotting法检测细胞中Cadherin-17 mRNA和蛋白表达水平，验证转染效率并鉴定稳转株。SW480细胞分为对照组、空载体组、Cadherin-17过表达质粒（OV-Cadherin-17）组和Cadherin-17小干扰质粒（si-Cadherin-17）组，CCK-8法检测各组细胞增殖活性，流式细胞术检测各组细胞凋亡率，Western blotting法检测各组细胞中Cadherin-17、B细胞淋巴瘤2（Bcl-2）、Bcl-2相关X蛋白（Bax）、细胞色素c（Cyt-c）、含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶3（Caspase-3）和磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B/哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（PI3K/AKT/mTOR）信号通路相关蛋白表达水平。采用PI3K抑制剂LY294002处理细胞，将细胞分为对照组、LY294002组、OV-Cadherin-17+LY294002组和si-Cadherin-17+LY294002组，检测各组细胞增殖活性、细胞凋亡率及细胞中Bcl-2、Bax、Cyt-c、Caspase-3和PI3K/AKT/mTOR信号通路相关蛋白表达水平。结果 RT-qPCR和Western blotting法检测，OV-Cadherin-17和si-Cadherin-17转染和稳转株构建成功。与对照组比较，OV-Cadherin-17组细胞增殖活性明显升高（P<0.01），细胞凋亡率明显降低（P<0.01），细胞中Bax和Caspase-3蛋白表达水平明显降低（P<0.01），Bcl-2和Cyt-c蛋白表达水平明显升高（P<0.01），磷酸化PI3K（p-PI3K）、磷酸化AKT（p-AKT）和磷酸化mTOR（p-mTOR）蛋白表达水平明显升高（P<0.01），si-Cadherin-17组和LY294002组细胞增殖活性明显降低（P<0.01），细胞凋亡率明显升高（P<0.01），细胞中Bax和Caspase-3蛋白表达水平明显升高（P<0.01），Bcl-2和Cyt-c蛋白表达水平明显降低（P<0.01），p-PI3K、p-AKT和p-mTOR蛋白表达水平明显降低（P<0.01）；与LY294002组比较，OV-Cadherin-17+LY294002组细胞增殖活性明显升高（P<0.01），细胞凋亡率明显降低（P<0.01），细胞中Bax和Caspase-3蛋白表达水平明显降低（P<0.01），Bcl-2和Cyt-c蛋白表达水平明显升高（P<0.01），p-PI3K、p-AKT和p-mTOR蛋白表达水平明显升高（P<0.01），si-Cadherin-17+LY294002组细胞增殖活性明显降低（P<0.01），细胞凋亡率明显升高（P<0.01），细胞中Bax和Caspase-3蛋白表达水平明显升高（P<0.01），Bcl-2和Cyt-c蛋白表达水平明显降低（P<0.01），p-PI3K、p-AKT和p-mTOR蛋白表达水平明显降低（P<0.01）。结论 Cadherin-17可促进CRC细胞增殖，抑制CRC细胞凋亡，其机制可能与Cadherin-17调控PI3K/AKT/mTOR信号通路的激活有关。

关键词: 钙黏蛋白17, 结直肠肿瘤, 磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B/哺乳动物雷帕霉素靶蛋白信号通路, 细胞增殖, 细胞凋亡

Abstract:

Objective To discuss the effect of Cadherin-17 on the proliferation and apoptosis of the colorectal cancer （CRC） cells，and to clarify its possible mechanism. Methods The Cadherin-17 gene over-expression and small interference plasmids were constructed and packaged as the lentivirus and transfected into the SW480 cells to construct the stable transfection strain of over-expression and interference virus. The expression levels of Cadherin-17 mRNA and protein in the cells were detected by real-time fluorescence quantitative PCR （RT-qPCR） and Western blotting methods， and the transfection efficiency was verified and the stable transfection strain was identified. The SW480 cells were divided into control group， empty vector group， Cadherin-17 over-expression plasmid （OV-Cadherin-17） group and Cadherin-17 small interference plasmid （si-Cadherin-17） group. The activities of cells in various groups were detected by CCK-8 assay；the apoptotic rates of cells in various groups were detected by flow cytometry； the expression levels of Cadherin-17，B-cell lymphoma-2 （Bcl-2）， Bcl2-associated X （Bax）， cytochrome c （Cyt-c） and cysteinyl aspartate specific proteinase-3 （Caspase-3），and the phosphatidylinosital-3-kinase/protein kinase B/mamalian target of repamycin （PI3K/AKT/mTOR） signaling pathway-related proteins in the cells in various groups were detected by Western blotting methods. The cells were treated with PI3K inhibitor LY294002 and divided into control group， LY294002 group， OV-Cadherin-17+LY294002 group，and si-Cadherin-17+LY294002 group； the proliferation activities and apoptotic rates of cells in various groups and the expression levels of Bcl-2，Bax，Cyt-c，Caspase-3 and the expression levels of PI3K/AKT/mTOR signaling pathway-related proteins in the cells in various groups were detected. Results The RT-qPCR and Western blotting results showed that the OV-Cadherin-17 and si-Cadherin-17 transfection and stable transfection stain were successfully constructed.Compared with control group， the proliferation ability of the cells in OV-Cadherin-17 group was increased （P<0.01）， the apoptotic rate was decreased （P<0.01）， the expression levels of Bax and Caspase-3 proteins in the cells were decreased （P<0.01）， the expression levels of Bcl-2 and Cyt-c proteins in the cells were increased （P<0.01）， and the expression levels of phosphorylated PI3K（p-PI3K），phosphorylated AKT（p-Akt）， and phosphorylated mTOR（p-mTOR） proteins were increased （P<0.01）； the proliferation abilities of the cells in si-Cadherin-17 and LY294002 groups were decreased （P<0.01）， the apoptotic rates were increased （P<0.01）， the expression levels of Bax and Caspase-3 proteins in the cells were increased （P<0.01）， the expression levels of Bcl-2 and Cyt-c proteins in the cells were decreased （P<0.01），and the expression levels of p-PI3K， p-AKT， and p-mTOR proteins in the cells were decreased （P<0.01）； compared with LY294002 group， the proliferation ability of the cells in OV-Cadherin-17+LY294002 group was increased （P<0.01）， the apoptotic rate was decreased （P<0.01）， the expression levels of Bax and Caspase-3 proteins in the cells were decreased （P<0.01）， the expression levels of Bcl-2 and Cyt-c proteins in the cells were increased （P<0.01）， the expression levels of p-PI3K， p-AKT， and p-mTOR proteins were increased （P<0.01）， the proliferation activity of the cells in si-Cadherin-17+LY294002 group was decreased （P<0.01）， the apoptotic rate was increased （P<0.01）， the expression levels of Bax and Caspase-3 proteins in the cells were increased （P<0.01）， the expression levels of Bcl-2 and Cyt-c proteins in the cells were decreased （P<0.01），and the expression levels of p-PI3K， p-AKT， and p-mTOR proteins were decreased （P<0.01）. Conclusion Cadherin-17 can promote the proliferation and inhibit the apoptosis of the CRC cells， and its mechanism may be related to the activition of PI3K/AKT/mTOR signaling pathway regulated by Cadherin-17.

Key words: Cadherin-17, Colorectal neoplasm, Phosphatidylinosital-3-kinase/protein kinase B/mamalian target of repamycin signaling pathway, Cell proliferation, Apoptosis

中图分类号:

R735.34

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