5-Aza-2'-脱氧胞苷对T细胞急性淋巴细胞白血病细胞生物学行为及PTEN表达的影响

Effect of 5-Aza-2'-deoxycytidine on T-cell acute lymphoblastic leukemia cell biological behaviors and PTEN expression.

作者信息Yan Li, Zhenwei Jia, Xiaoyang Kong, Hongbo Zhao, Xiaoyan Liu, Guirong Cui, Jianmin Luo
PMID39563669
发布时间2024-10-11
DOI10.25259/Cytojournal_31_2024

实验完整度

高

包含细胞模型、MS-PCR甲基化检测、功能实验(增殖、凋亡、周期、侵袭迁移)、Western blot机制验证,以及PTEN沉默和恢复的拯救实验,多层级验证。

主要模型

T-ALL细胞系CCRF-CEM、Molt-4、SUP-B15、Jurkat Jurkat细胞(用于后续实验)

重点核对

PTEN完全甲基化的Jurkat细胞 5-Aza-dC处理浓度10 μmol/L 5-Aza-dC处理时间24 h PTEN沉默和恢复的转染序列 DDP浓度梯度(0, 5, 10, 20, 30, 40 μmol/L)

摘要

目的:目前我们面临T细胞急性淋巴细胞白血病(T-ALL)发病率的急剧增加以及揭示其复杂病因的挑战。脱氧胞苷类似物5-Aza-2'-脱氧胞苷(5-Aza-dC)目前是最常见的核苷甲基转移酶抑制剂。本研究的目的是阐明5-Aza-dC在T-ALL细胞生物学行为和PTEN表达中的作用。材料与方法:将T-ALL细胞系分为实验组(5-Aza-dC溶液处理)和对照组(不处理)。使用甲基化特异性聚合酶链反应(MS-PCR)检测PTEN甲基化。测定细胞增殖、活力、凋亡、侵袭、迁移等后,进行定量逆转录聚合酶链反应(PCR)检测PTEN、DNMT1、DNMT3a、MBD2和MeCP2的表达;western blot检测PTEN、PI3K、AKT和mTOR蛋白表达。此外,在不同组中进行抑制和恢复PTEN表达的拯救实验,以进一步验证前一部分的结果。结果:MS-PCR结果显示,在Jurkat细胞中,使用甲基化引物扩增出PTEN基因启动子区域的目标条带;且在10 μmol/L 5-Aza-dC作用24 h时,PTEN甲基化完全去除,未见非甲基化条带。实验组的细胞增殖率和活力显著降低,凋亡率升高,S期细胞比例减少,侵袭和迁移能力降低;PTEN表达增加,DNMT1、DNMT3a、MBD2和MeCP2 mRNA表达降低;PI3K、AKT和mTOR蛋白表达降低,与对照组相比(均P < 0.05)。此外,根据拯救实验,沉默PTEN表达削弱了5-Aza-dC处理的有益作用,导致细胞增殖率和活力显著升高,凋亡率降低,S期细胞比例增加,细胞侵袭和迁移增加;PTEN表达降低,DNMT1、DNMT3a、MBD2和MeCP2 mRNA表达升高,PI3K、AKT和mTOR蛋白表达升高(均P < 0.05)。而恢复PTEN表达增强了5-Aza-dC处理的功能,导致细胞增殖率和活力明显降低,凋亡率升高,G1期细胞比例增加,细胞侵袭和迁移减少;以及PTEN表达增加,DNMT1、DNMT3a、MBD2和MeCP2 mRNA表达降低,PI3K、AKT和mTOR蛋白表达降低(均P < 0.05)。结论:5-Aza-dC去甲基化治疗可抑制T-ALL细胞恶性生物学行为,并可能增强对化疗药物的敏感性,这可能与抑制DNMT1、DNMT3a、MBD2和MeCP2的表达,以及恢复PTEN的表达活性以负调控PI3K/AKT信号转导有关。我们对PTEN表达的沉默和恢复进一步支持了我们的发现,强调通过5-Aza-dC去甲基化恢复肿瘤抑制基因PTEN的抗肿瘤活性可能是治疗T-ALL的有前景的治疗选择。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
5-Aza-dC去甲基化对T-ALL细胞生物学行为及PTEN表达的影响及潜在机制。
核心机制
5-Aza-dC通过去甲基化恢复PTEN表达,进而负调控PI3K/AKT信号通路,抑制肿瘤恶性行为。
主要证据
MTT和CCK-8显示5-Aza-dC降低增殖和活力,流式细胞术显示凋亡增加和S期阻滞,transwell显示侵袭迁移减少;Western blot显示PTEN上调,PI3K/AKT/mTOR下调;PTEN沉默和恢复实验进一步验证。
研究意义
5-Aza-dC去甲基化恢复PTEN抗肿瘤活性可能成为治疗T-ALL的有前景的策略。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

PTEN甲基化状态检测

筛选PTEN完全甲基化的T-ALL细胞系用于后续实验

使用MS-PCR检测CCRF-CEM、Molt-4、SUP-B15和Jurkat细胞中PTEN基因启动子区域的甲基化状态,并确定完全甲基化的细胞系。

2

5-Aza-dC处理浓度和时间优化

确定完全去除PTEN甲基化的最低有效浓度和时间

用不同浓度(0, 1, 2, 5, 10, 15 μmol/L)的5-Aza-dC处理Jurkat细胞24 h,以及用10 μmol/L处理不同时间(0, 12, 24, 48, 72 h),通过MS-PCR检测PTEN甲基化完全去除的条件。

3

5-Aza-dC对细胞生物学行为的影响

评估5-Aza-dC对T-ALL细胞增殖、活力、凋亡、周期、侵袭和迁移的影响

用10 μmol/L 5-Aza-dC处理Jurkat细胞24 h,采用CCK-8检测增殖、MTT检测活力、流式细胞术检测凋亡和周期、transwell检测侵袭和迁移。

4

5-Aza-dC对PTEN、甲基化相关基因及PI3K/AKT通路蛋白表达的影响

探究5-Aza-dC对PTEN表达及PI3K/AKT信号通路的影响

通过RT-PCR检测PTEN、DNMT1、DNMT3a、MBD2和MeCP2的mRNA表达,通过Western blot检测PTEN、PI3K、AKT和mTOR的蛋白表达。

5

PTEN沉默实验

验证PTEN沉默是否逆转5-Aza-dC的抗肿瘤作用

将Jurkat细胞分为control(sh-NC)、5-Aza-dC+sh-NC、control(sh-PTEN)、5-Aza-dC+sh-PTEN组,通过shRNA转染沉默PTEN,检测细胞生物学行为及相关基因表达。

6

PTEN恢复实验

验证PTEN过表达是否增强5-Aza-dC的抗肿瘤作用

将Jurkat细胞分为control(oe-NC)、5-Aza-dC+oe-NC、control(oe-PTEN)、5-Aza-dC+oe-PTEN组,通过质粒转染过表达PTEN,检测细胞生物学行为及相关基因表达。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

验证分子表达变化
验证样本或模型特征

产品清单

实验环节名称品牌货号
DMEM培养基Pricella--
5-氮杂-2'-脱氧胞苷HuicH--
Lipofectamine 2000Invitrogen--
CCK-8试剂盒Genomeditech--
MTTPricella--
顺铂Jinan Renyuan Chemical Co., Ltd.15663-27-1
二甲基亚砜Tesco Chemical67-68-5
RIPA裂解液Solarbio--
PVDF膜edwardbiology24937-79-9
PTEN抗体Abcamab267787
PI3K抗体Abcamab302958
AKT抗体Abcamab38449
mTOR抗体Abcamab134903
二抗(兔抗鼠IgG)Abcamab6728
iBright CL1500凝胶成像系统Thermo Fisher Scientific--
TRIZOL试剂Thermo Fisher Scientific--
磷酸盐缓冲液Solarbio--
Annexin V-FITCThermo Fisher Scientific--
碘化丙啶Solarbio--
ACEA NovoCyte流式细胞仪ACEA Biosciences--
基质胶YUCHI Biology--
甲基紫aladdin--
奥林巴斯显微镜Olympus--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
细胞模型选择
Jurkat细胞PTEN完全甲基化
阅读提示:Results部分,图1a
药物处理
5-Aza-dC浓度10 μmol/L,处理24 h
阅读提示:Results部分,图1b和1c
细胞生物学行为检测
DDP浓度梯度(0, 5, 10, 20, 30, 40 μmol/L)用于MTT;细胞周期检测时需同步化;transwell中Matrigel浓度1 mg/mL
阅读提示:Methods部分,MTT assay, Flow cytometry, Transwell assay
基因沉默和过表达
转染序列和质粒由上海Sagon构建;lipofectamine 2000转染,细胞密度1×10^5 cells/well,融合70-80%
阅读提示:Methods部分,Cell culture and grouping