DEC1、DEC2对人乳腺癌细胞衰老的调控作用及其作用机制研究

批准号:
31360281
项目类别:
地区科学基金项目
资助金额:
50.0 万元
负责人:
金荣仲
依托单位:
学科分类:
C0705.细胞衰老、死亡及自噬
结题年份:
2017
批准年份:
2013
项目状态:
已结题
项目参与者:
陶毅明、马义丽、朱华、莫之婧、李思婧、王平、李玲玲
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中文摘要
DECs属于bHLH类转录因子,包括DEC1和DEC2两种蛋白,调控生物钟基因的表达,也参与细胞周期的调节。DEC1还可诱导肿瘤细胞衰老,抑制细胞增殖。有研究表明,生物钟基因Bmal1、Per、Clock的表达异常,可引起细胞衰老,从而抑制细胞增殖。此外,在衰老的人乳腺癌细胞中发现,衰老相关因子ETS1、MAP2K3的含量显著增加。这些研究提示,作为转录因子,DEC1、DEC2可能通过调控生物钟基因的表达,或者调节衰老相关因子的含量来调控肿瘤细胞衰老,从而抑制肿瘤细胞的增殖。 我们在前期工作中已克隆了人DEC1和DEC2基因,拟在人乳腺癌细胞中研究DEC1和DEC2对乳腺癌细胞衰老的调控作用,并通过研究DEC1和DEC2对生物钟基因的调控及其对ETS1、MAP2K3的表达调控,从而阐明DEC1和DEC2对人乳腺癌细胞衰老的调控机制。本项目的开展将为临床治疗乳腺癌提供更多的理论参考依据。
英文摘要
DECs, basic helix-loop-helix(bHLH) transcription factors including DEC1 and DEC2,are involved in regulation of tumor growth,cell cycle progression and circadian rhythms.Moreover,DEC1 induces senescence in multiple cell types,such as mouse diploid fibroblasts HIT3T3 cells and,human embryonic kidney HEK293 cells and human colorectal carcinoma cells,and suppress cell proliferation. However,the roles of DEC1 and DEC2 expression in senescence of human breast cancer cell are poorly understood.It is shown that abnormal expression of clock genes,such as Bmal1、Per、Clock,induces cellular senescence and restrains cell proliferation.Moreover,it has been reported that distinct increases in senescence-related factors ETS1 and MAP2K3 were observed in senescent human breast cancer cells.These data suggest that DEC1 and DEC2 may regulate tumor cell senescence and suppress cell proliferation,through regulating expression of clock genes or senescence-related factors.Therefore, it is possible that ETS1,MAP2K3 and expression products of clock genes are downstream targets of DEC1 and DEC2 to induce cellular senescence. We have cloned these two genes,human Dec1 and Dec2,and are ready to research their regulation on senescence of human breast cancer cells.Moreover,we want to illustrate their regulation mechanism, through regulating expression of clock genes or senescence-related factors. This project will help us understand the mechanism of DECs mediated cellular senescence, explain the molecular mechanism of breast cancer at the genetic level, and provide theoretical reference on breast cancer treatment.
研究背景:通过研究转录因子DEC1和DEC2对人乳腺癌细胞衰老相关基因的调控作用为临床预防和治疗乳腺癌提供理论基础。.研究内容、结果与数据:①在MCF-7细胞中分别过表达DEC1和DEC2基因,结果表明,DEC1的过表达会降低DEC2的表达。而细胞克隆形成实验表明,DEC2基因过表达,细胞克隆数明显高于阿霉素处理数和对照组,而DEC1过表达组的细胞数明显低于阿霉素处理组和对照组。由此可知,DEC1基因的过表达能降低细胞的增殖能力,而DEC2基因的过表达能细胞增殖能力。②细胞周期检测结果表明,DEC1过表达的MCF-7细胞有87%被阻滞于G0/G1期,而对照组处于G0/G1期的细胞仅为35%。③ β-半乳糖苷酶活性检测显示, DEC1过表达的细胞组有近73%的细胞检测有β-半乳糖苷酶活性,而对照组只有20%的细胞呈β-半乳糖苷酶活性阳性,从而表明DEC1过表达能促进细胞进入衰老状态。而同样DEC2过表达的MCF-7细胞,其细胞增殖能力得到进一步加强。由此推测它可能介导细胞的增殖能力的提高。④在DEC1过表达的细胞中,MAP2K3的表达明显提高,而ETS1的表达量与对照相比无明显提高。而在DEC2过表达的细胞中,MAP2K3的表达量明显低于DEC1过表达组,ETS1的表达明显高于对照组和DEC1过表达组。由此可见,DEC1基因可介导MAP2K3表达,而DEC2可介导ETS1的表达。而MAP2K3和EST1都是细胞衰老相关蛋白,其中MAP2K3明确可知促进细胞衰老。⑤细胞克隆实验结果显示, 与对照组相比, DEC1沉默组细胞数量差异较小,而DEC2沉默组的细胞数量明显少于对照组,由此表明,DEC2表达的下调对于细胞增殖有着直接的影响;而DEC1的表达变化对于细胞增殖的影响较小。.科学意义:①证实了DEC1和DEC2对人乳腺癌细胞MCF-7的增殖和衰老有重要影响,即DEC1的过表达和DEC2低表达能促进细胞衰老,由此,DEC1和DEC2可以作为一个生化指标用来评估乳腺癌恶性程度,从而为临床治疗提供理论支持。②重要的是,在研究过程中,通过生物信息学分析和细胞实验我们发现了COL4A1基因的表达异常与导管性乳腺癌的转移和侵袭能力直接关联,相关研究报告已发表于肿瘤学杂志ONCOTARGET(详见附件文章)。
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The highly expressed COL4A1 genes contributes to the proliferation and migration of the invasive ductal carcinomas.
高表达的COL4A1基因有助于浸润性导管癌的增殖和迁移
DOI:10.18632/oncotarget.17345
发表时间:2017-08-29
期刊:Oncotarget
影响因子:--
作者:Jin R;Shen J;Zhang T;Liu Q;Liao C;Ma H;Li S;Yu Z
通讯作者:Yu Z
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