LRIG1对胶质瘤细胞中表皮生长因子受体的抑制作用及其机制
2021-09-19
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第38卷第1期第49页 华中科技大学学报(医学版) Vo1.38 No.1 P.49 2009年2月 Acta Med Univ Sei Teehnol Huazhong Feb. 2009 LRIG1对胶质瘤细胞中表皮生长因子 受体的抑制作用及其机制 * 叶 飞 高庆蕾 徐同江 雷 霆 华中科技大学同济医学院附属同济医院 神经外科 妇产科,武汉430030 摘要 目的验证LRIG1在胶质瘤细胞中对表皮生长因子受体(EGFR)的抑制作用,探讨其作用机制。方法 采 用激光共聚焦显微镜及Western blot法检测LRIG1质粒转染前后神经胶质瘤H4细胞中EGFR和LRIG1的亚细胞定 位和表达情况。结果在H4细胞中LRIG1低表达,EGFR高表达,均主要为膜表达;转染LRIG1质粒后,LRIG1表达 增强,EGFR表达下降。结论LR1G1主要位于胶质瘤细胞膜上,对膜受体EGFR有抑制作用,参与EGFR的负反馈调 节。 关键词LRIG1; 胶质瘤; 表皮生长因子受体; 转染 中图法分类号 R739.4 DOI:10.3870/j.issn.1672—0741.2009.01.012 The Inhibitory Effect of LRIG1 on EGFR in Neuroglioma Cells and Mechnism Ye Fei ,Gao Qinglei。,Xu Tongjiang et al Department of Neurosurgery, Department of Obstetrics and Gynecology,TongJi Hospitol,Tongji Medical College,Huazhong University of Science and Technology,Wuhan 430030 Abstraet Objective To validate the inhibitory effect of LRIG1 on EGFR in glioma cells and explore its mechanism.Meth- ods Confoca1 and Western blot methods were used tO detect the subcellular location and expression of EGFR and LRIG1 in H4 ceils before and after LRIG1 plasmid transfection.Results The expression of LRIG1 was low and EGFR was high in H4 cells. LRIG1 and EGFR were mainly expressed on cytomembrane of H4 cells.After LRIG1 plasmid transfection,the expression of LRIG1 was up—regulated。while the expression of EGFR was down-regulated in H4 cells.Conclusion LRIG1 was mainly loca- ted on cytomembrane of glioma cells and had inhibitory effects on EGFR.LRIG1 iS involved in negative regulation of EGFR. Key words LRIG1; glioma; epiderma1 growth factor receptor;transfection 表皮生长因子受体(EGFR)及其配体构成的信 号系统,受正、负两种反馈信号的复杂调控,这一信 1材料与方法 号网络系统的过度激活可导致肿瘤的发生[】]。在胶 1.1材料 质瘤等恶性肿瘤形成过程中,通过EGFR过表达等 1.1。1胶质瘤细胞系 胶质瘤细胞系H4细胞来 途径使信号传导过度增强,促进肿瘤的发生和发展。 源于神经胶质瘤,由美国典型培养物保藏中心(A— 长期以来,对该系统的潜在抑制途径研究很少,因而 meriean type culture collection,ATCC)提供。用 成为当前肿瘤研究的前沿之一[2]。在该领域,新发 含有10 胎牛血清(杭州四季青公司)、100 U/ml 现的LRIG1因其直接作用于胞膜上的EGFRL ,在 青霉素、100 ̄g/rnl链霉素的DMEM完全培养液在 信号通路起始阶段发挥抑制效应,所以近年来受到 37℃、5 CO ,相对湿度90 9/5的培养箱中培养。 关注,本实验通过对LRIG1在神经胶质瘤H4细胞 1.1.2 试剂 含野生型LRIG1基因的质粒 中的亚细胞定位和过度表达LRIG1对EGFR影响 p3XFLA CMv9一LR1G1由瑞典Umea大学的Nils- 的研究,验证LRIG1对EGFR信号传导通路的抑 son教授惠赠。限制性内切酶KpnI、NdeI和BarnHI 制作用,探讨其作用机制。 均购自TaKaRa生物技术有限公司,T4连接酶购自 Invitrogen公司,Taq酶购自晶美公司。质粒pcD- 国家自然科学基金资助项目(No.30672161,No.30271332) 叶飞,男,1974年生,医学博士,主治医师 NA3.1(+)和含增强型绿色荧光蛋白(enhance green 通讯作者,Corresponding author lfuorescent protein,EGFP)的对照质粒pcDNA3.1 ・ 5O ・ 华中科技大学学报(医学版) (+)一EGFP由同济医院肿瘤分子医学中心馈赠。兔 抗人EGFR多克隆抗体为Santa Cruz公司产品;兔抗 人LRIG1多克隆抗体为Nilsson教授惠赠;13-actin羊 抗人多克隆抗体为Santa Cruz公司产品。脂质体Li— perfectimine and Plus试剂盒购自Gibco公司。 1.2方法 1.2.1 pcDNA3.1-LRIG1质粒的构建质粒pcD— NA3.1(+)和p3XFLAG—CMV9一LRIG1经BarnH 工和Nde工酶切、电泳后,分别回收4.6O kb的全长 LRIG1目的片段和4.96 kb的pcDNA3.1载体片 段。经T 连接酶连接后,连接产物转化入DHs 大 肠埃希菌,氨苄西林培养板筛选出LRIG1阳性克 隆,最后用BamH I和Nde I酶切鉴定得到pcD— NA3.1-LRIG1重组质粒。将质粒DNA大量提取 (Omega公司质粒大提试剂盒)用于细胞转染。 1.2.2 pcDNA3.1一LRIG1质粒转染胶质瘤细胞 将培养的H4细胞以1×10 /ml接种至6孔板,待 其生长至90 融合时,应用脂质体Lipofectamine and Plus试剂盒按说明书进行转染,分为①对照组 (未处理组);②转染pcDNA3.1(空载体)组;③转染 peDNA3.1一LRIG1组。6 h后终止转染。 1.2.3应用激光共聚焦显微镜检测LRIG1和EG— FR的表达36 h后,消化收集细胞,PBS洗1遍, 加入一抗LRIG1(1:200,1 BSA)和EGFR(1: 100,1 BSA)4℃过夜,PBS洗1遍,加入FITC标 记的二抗(1:200,1 BSA),37℃避光孵育3O arin,PBS洗1遍,1 多聚甲醛4℃固定3O min, PBS洗1遍,加入PBS 240 F1,RNase A 10“l,PI 250 l,避光处理2O min后上机检测。 1.2.4 蛋白的提取及Western blot分析应用M— PERTM哺乳动物蛋白提取试剂盒(Pierce公司)提 取转染前后的H4胶质瘤细胞的总蛋白,12 000 g 离心15 min,将上清转管后于一8O℃冻存。在8 SDS-聚丙烯酰胺凝胶上电泳,上样量为30 g总蛋 白。电泳完毕后,使用电转移仪(Biometra)将样品 转移至PVDF膜。含5%脱脂奶的TBST溶液室温 封闭2 h,分别加入LRIG1兔抗人多克隆抗体(1: 5 000),EGFR兔抗人多克隆抗体(1:2 000)和B— actin羊抗人多克隆抗体(1:2 000),4℃过夜。 TBST漂洗后加入辣根过氧化物酶(HRP)标记的 二抗(1:2 000)(Santa Cruz公司),化学发光法 (enhanced chemiluminescence,ECL)显色(Pierce 公司)。运用德国LEICA Q550IW图像分析仪对 Western blot结果进行图像分析,计算条带的积分 吸光度(IA),IA一平均吸光度×面积。 2009年2月第38卷第1期 1.2.5 统计学方法 以上实验均独立重复3次,实 验数据以SPSS 12.0软件进行统计分析,实验结果 以均数±标准差( ±5)表示,以P%0.05为差异有 统计学意义。 2 结果 2.1 pcDNA3.1-LRIG1质粒的构建及酶切鉴定 用BamH I和Nde工酶切质粒p3XFLAG— CMV9一LRIG1和pcDNA3.1(十)载体,分别回收 4.6O kb的全长LRIG1目的片段和4.96 kb的 pcDNA3.1载体片段,连接可得到重组质粒pcD— NA3.1一LRIG1,经BarnH工和Nde工双酶切鉴定为 4.60 kb和4.96 kb的2个片段(图1)。 bp 10.40 6 000 5 000 4 000 猫 3 000 O 44 M:Marker(1 kb DNA Ladder);1:p3XFLA CMV9一 LRIG1质粒;2:p3XFLAG-CMV9一LRIG1质粒经BarnH I和Nde工酶切产物;3:pcDNA3.1质粒;4:pcDNA 3.1质粒经BarnH I和Nde I酶切产物;5:重组质粒 pcDNA3.1-LRIG1经BamH I和N I双酶切鉴定为 4.60 kb和4.96 kb的2个片段 图1重组质粒pcDNA3.1一LRIG1酶切鉴定 2.2 应用激光共聚焦显微镜检测LRIG1和EGFR的表达 激光共聚焦显微镜下观察H4细胞中LRIG1 蛋白表达主要位于胞膜上,表达较弱,而EGFR蛋 白表达位于胞膜及胞质中,表达较强。转染pcD— NA3.1一LRIG1质粒36 h后,H4细胞中LRIG1蛋 白膜表达明显增强,而EGFR蛋白表达明显减弱。 转染pcDNA3.1空载体组LRIG1和EGFR蛋白表 达无明显变化。红色为细胞核碘化丙啶(PI)染色, 绿色为蛋白荧光染色(图2)。 2.3 Western blot检测1t4细胞中LRIG1和EGFR蛋白的表达 在H4细胞中,转染pcDNA3.1-LRIG1组的 LRIG1蛋白表达(1.790±0.119)较对照组(0.717 ±0.038)和转染空载体组(0.930±0.076)明显升 高,差异均有极显著性意义(均P<0.01);而转染 pcDNA3.1-LRIG1组的EGFR蛋白表达(0.703± 0.067)较对照组(1.280±0.078)和转染空载体组 (1.163±0.068)明显降低,差异均有极显著性意义 (均Pd0.01)(图3)。 叶 飞等.LRIG1对胶质瘤细胞中表皮生长因子受体的抑制作用及其机制 ・51・ A a b C B a b c 1 ■■■■■■ 2 ■■■■■■ 2 3 ■■■■■■ 3 1:对照组;2:转染pcDNA3.1空载体组;3:转染pcDNA3.1-LRIG1质粒组;a:FITC标记的二抗 在胞膜和胞质所呈现的绿色荧光染色;b:PI核染;c:a和b合并后的直观图像;A:一抗为LRIG1, 显示LRIG1主要位于胞膜上,转染pcDNA3.1-LRIG1质粒后染色明显增强;B:一抗为EGFR,显 示EGFR主要为胞膜和胞质表达,转染pcDNA3.1一LRIG1后表达明显减弱 图2激光共聚焦显微镜观察LRIG1和EGFR表达 ’ 1 2 3 一l(】) erich等_3 也发现EGFR和LRIG1有共表达现象。 LRIG1 — l51 另外,在激光共聚焦显微镜和Western blot检 测中发现,LRIG1在H4细胞株中弱表达,EGFR呈 EGFR — — 170 高表达。有研究应用实时定量RT—PCR进行分析, 6-acti — ■ ■■— 42 发现LRIG1 mRNA在多种上皮源性肿瘤细胞系表 1:对照组(未处理组);2:转染pcDNA3.1(空 达下调,这种LRIG1表达的下调或缺失可能导致 载体)组;3:转染pcDNA3.1一LRIG1组 EGFR抑制信号的消失和持续的EGFR活化,导致 图3 Western blot显示胶质瘤H4细胞中 细胞增殖和肿瘤存活_6]。本实验通过对H4细胞转 LRIG1和EGFR蛋白的表 染LRIG1 cDNA证实,过表达LRIG1可以明显下 调EGFR的膜表达和整体蛋白水平。Goldoni等l_7] 3讨论 也在体外培养的一些癌细胞中发现,LRIG1的外功 当前,对LRIG1作用机制的认识主要是建立在 能区可通过降低EGFR的活性抑制细胞的增殖_7]。 对kekl研究的基础上,kekl由EGF诱导产生,通过 LRIG1和EGFR在H4细胞的膜表达及LRIG1过 和EGFR结合抑制其信号传导通路口]。在sf9细胞 表达可引起EGFR的表达下调,这一现象为LRIG1 中联合表达Myc标记的kekl和EGFR或果蝇Torso 在胞膜对EGFR直接抑制的观点提供了客观依据。 RTK,用抗Myc抗体在细胞溶解物中将kekl免疫沉 Gur_8 和Laederich等_3 在实验中发现,LRIG1可以 淀,用抗EGFR抗体标记EGFR的联合沉淀,结果证 对ErbB家族受体激酶产生负调节并且通过c—Cbl 实kekl与EGFR直接连结在一起。免疫组化分析表 等途径加速ErbB家族受体的泛素化降解,从而对 明LRIG1广泛分布于不同器官的上皮、肌肉和分散 ErbB家族受体抑制。EGFR是ErbB家族受体的 的神经元中;其中,脑的表达水平最高,提示LRIG1 重要成员,LRIG1的过表达所引起的H4细胞EG 的神经相关作用l4]。本研究中通过激光共聚焦显微 FR受体下调这一现象是对Gur等 所得研究结果 镜观察发现,在神经胶质瘤H4细胞中,EGFR在胞膜 在胶质瘤细胞系中的进一步验证。 和胞质中均有表达,膜表达比胞质表达明显;LRIG1 LRIG1蛋白为人体内源性物质,可能具有较高 分布于胞膜和胞质中,胞膜的着色明显高于胞质。 的特异性,这是以往在针对EGFR传导途径的胶质 Nilsson等『5 分析发现LRIG1的结构和kekl高度相 瘤研究领域中所欠缺的,关于它在胶质瘤中作用和 似,具有跨膜蛋白样结构。EGFR和LRIG1的膜表达 机制的研究对临床肿瘤治疗具有重要意义。 为使两者在膜水平发生作用提供了可能;最近,Laed一 (下转第63页) 徐慧婷等.RNA干扰抑制环氧化酶一2表达对宫颈癌HeI a细胞增殖的影响 ・ 63 ・ ku70、ku80的表达而影响到细胞的增殖。Lim specific RNA interference[J].Oncogene,2003。22(54): 8653—8661. 等_1 研究发现COX一2抑制剂也可下调ku70、ku80 [6] PETERSEN C,PETERSEN S,M1I AS L,et al_Enhance— 这2种DNA修复相关基因的表达。Raju等 。 的 ment of intrinsic tumor cell radiosensitivitv induced by a se— lective cyclo0xygenase一2 inhibitor[J]. Clin Cancer Res, 实验也不仅在蛋白水平证明celecoxib抑制ku70的 2000,6(6):2513—252O. 表达,同时证明celecoxib还可降低DNA—ku的结合 [73 RAJU U,NAKATA E,YANG P,et a1.In vitro enhance— ment of tumor eell ra diosensitivitv bv a selective inhibitor of 活性。本实验通过RNAi技术抑制HeLa细胞 cycl00xygenase一2 enzyme: mechanistic considerations[J]. Int J Radiat Onco1 Biol Phys,2002,54(3):886 894. COX一2表达后,也证实其ku70、kuS0表达在mR— [83 I IN M T,LEE R C,YANG P C,et a1.Cyclooxygenase 2 NA和蛋白水平均明显受抑制。 inducing Mcl一1一dependent survival mechanism in human lung adenocarcinoma CL1.0 cells.Involvement of phosphatidyli 本实验成功构建了利用RNAi技术抑制COX一 nositol 3-kinase/Akt pathway[J].J Biol Chem,2001,276 2表达的HeLa细胞,并进一步探讨了COX-2对细 (52):48997—49002. [9] ZH0U X M,WANG B C,FAN X M,et al_Non—steroidal 胞增殖的影响以及可能机制。RNAi抑制COX一2 anti—inflammatory drug induce apoptosis in gastric cancer cells 表达后,可能通过抑制ku70、kuS0的表达使细胞增 through up—regulation of bax and bak[J].Carcinogenesis, 2001,22(9):1393—1397. 殖抑制,说明cOX一2在细胞增殖方面具有一定的作 [1o] SWAMY M V,HERZOG C R,RAO C V.Inhibition of COX一2 in colon cancer cell lines by celecoxib ncreases the nu— 用。通过COX一2途径影响肿瘤细胞增殖具有一定 clear localization of active p53[J].Cancer Res,2003,63 的复杂性,中问具体分子机制有待进一步研究。 (17):5239-5242. [11] DANDEKAR D S,LOPEZ M,CAREY R I,et a1.Cyclooxy genase—‘2 inhibitor celecoxib augments chemotherapeutic drug—- 参 考 文 献 induced apoptosis by enhancing activation of caspase-3 and一9 in prostate cancer cells[J].Int J Cancer,2005,115(3):484— [1] LIA0 Z,MAS0N K A,MILAS I ,et a1.Cyclb-oxygenase-2 492. and its inhibition in cancer:is there a role?[J].Drugs, [12] COI I IS S J,DEWEESE T L,JEGGO P A,et a1.The life 2007,67(6):821-846. and death of DNA—PKI J 1.Oncogene,2005,24(6):949—961. 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