GRP 消化内科的研究与实践 1687-630X 1687-6121 Hindawi出版公司公司 214269 10.1155 /二十一万四千二百六十九分之二千〇一十一 214269 研究论文 COX-2 / PGE的参与 2通路在MMP-9的表达在胰腺癌中上调 献民 1 澄海 2 显威 1 Alpini 詹弗兰科D。 1 普外科 盛京医院 中国医科大学 沈阳110004 中国 cmu.edu.cn 2 病理生理学的 基础医学科学学院 中国医科大学 沈阳110001 中国 cmu.edu.cn 2011 29 06 2011 2011 23 03 2011 03 05 2011 2011 卜宪民等版权所有 这是知识共享署名许可,允许在任何媒体不受限制地使用,分发和复制下发布的开放式访问文章,提供原工作正确引用。

COX-2和MMP-9在胰腺癌中有过表达的报道,探索它们之间的相关性成为本研究的目标。此外,铂族元素2作为COX-2的产物,它是否参与了COX-2上调MMP-9表达的研究。胰腺癌中COX-2和MMP-9 mRNA表达变化,COX-2 mRNA水平与MMP-9呈正相关。BxPC-3和Capan-1细胞均表达COX-2和MMP-9。经COX-2抑制剂或COX-2 siRNA质粒处理后,BxPC-3和Capan-1细胞中MMP-9表达显著下调,BxPC-3细胞中MMP-9表达显著上调 α,LPS或PGE2。TNF-上调MMP-9 α或者LPS被COX-2抑制剂NS398抑制。有在BxPC-3细胞与TNF-α的迁移显著上升 α,LPS,或PGE2治疗;然而,增加了由TNF-α α或LPS也被NS398明显抑制。我们的研究结果表明,COX-2上调胰腺癌MMP-9的表达,和PGE2可能参与其中。

1.简介

环氧合酶-2(COX-2)的过表达已经在一系列人类癌症中被发现[ 1- - - - - - 7],这表明它的联动,这些肿瘤的发展。具体而言,其在致癌作用通常被认为通过COX-2产生的前列腺素介导的,特别是前列腺素E2(PGE2),是人体中最丰富的前列腺素,通过刺激细胞增殖、侵袭和血管生成[ 8- - - - - - 13]。几个其他研究在胰腺癌证明COX-2的过表达[ 14- - - - - - 16和抑制COX-2抑制剂的增殖[ 17]。

当神经浸润和远端转移已经存在胰腺癌,最致命的恶性肿瘤之一,通常是诊断。然而,在初始阶段的机制迄今尚不完全清楚。虽然在胰腺癌患者神经浸润COX-2表达的相关性已经普遍研究[ 18],确切的过程仍不清楚,还需要牵制。

基质金属蛋白酶(MMP),如含锌的酶,标记试剂以降解细胞外基质组分和在侵袭和癌细胞的转移中发挥关键作用。MMP-9从家庭不断上调在多种人类癌症中,这引起了我们的兴趣来研究COX-2与MMP-9在胰腺癌的相关性。同样,PGE的参与2(如COX-2的产品)在MMP-9的表达的上调通过COX-2也正在研究。

2.方法 2.1。胰腺癌细胞株和组织标本

人胰腺癌细胞株BxPC-3、Capan-1、pan-1和AsPC-1分别从美国ATCC (Rockville, MD, USA)获得,在含10%胎牛血清的RPMI 1640中,37℃,5% CO的潮湿培养箱中培养2。16例胰腺腺癌标本均来自中国医科大学盛京医院,患者均知情同意,手术切除后立即冷冻于液氮中。本研究经中国医科大学伦理委员会批准进行。

2.2。RT-PCR和Real-Time PCR

总RNA从组织和细胞系通过Trizol试剂(宝,大连,中国)根据由生产商提供的方案分离。然后,1  μRNA的克来合成第一链cDNA。RT-PCR法由Takara RNA PCR 3.0试剂盒(Takara,大连,中国)进行。实时PCR使用的LightCycler系统与所述的LightCycler DNA万事达的SYBR Green I试剂盒(Roche Diagnostics)上一起进行。管家基因甘油醛-3-磷酸脱氢酶(GAPDH)用作内部对照。基因表达通过比较CT法进行定量,标准化CT值,以GAPDH和计算相对表达值。引物序列如下:COX-2正向,5'-ACAATGCTGACTATGGCTAC-3',反向,5'-CTGATGCGTGAAGTGCTG-3';MMP-9前进,5'- AGGACGGCAATGCTGATG-3',反向,5'-TCGTAGTTGGCGGTGGTG-3';GAPDH正向,5'-GGGAAACTGTGGCGTGAT-3',反向,5'-AAAGGTGGAGGAGTGGGT-3'。

2.3。Western印迹

Cell lysates were prepared with sample buffer (50 mmol/L Tris-HCl (pH 6.8), 100 mmol/L DTT, 2% SDS, 0.1% bromophenol blue, and 10% glycerol) and were subjected to a 12% sodium dodecyl sulfate (SDS)/acrylamide gel. The proteins on acrylamide gel were transferred to a nylon membrane, which was blocked overnight (4°C in PBS with 0.1% Tween and 10% milk powder). Primary antibodies for COX-2 and MMP-9 (Santa Cruz, CA, America), and the corresponding secondary antibodies (Santa Cruz, CA, America) were applied before immunoblotting. The human gene β-actin(圣克鲁斯,CA,美国)用作内部对照。印迹可视化与FX亲Plus系统(Bio-Rad公司),并使用接穗图像4.03软件定量。

2.4。RNA干扰

COX-2基因的siRNA质粒和非沉默对照siRNA质粒从Takala先生(大连,中国)。细胞在孔的密度接种到24孔板 2 × 10 5 。第二天,根据制造商的说明,使用Lipofectamine 2000 (Invitrogen,英国)转染COX-2 siRNA或对照siRNA。

2.5。ELISA检测PGE <子> 2 </子>在细胞培养物上清液

铂族元素的浓度2在细胞是根据制造商的说明书使用的Quantikine ELISA试剂盒(博士德,武汉,中国)测定培养物上清液。The sensitivity of the assay was 2 pg/mL.

2.6。迁移分析

培养的细胞的迁移,使用基质胶侵袭室(24孔格式中,8测定  μ米孔;BD pharmingen)。细胞( 5 × 10 5 )被加到上室。在37℃和5% CO下24小时后2,在其下表面的迁移细胞使用用100%甲醇固定后1%甲苯胺蓝染色。对于每个转孔,在10个视野(×200)迁移的细胞的数目进行计数。

2.7。统计分析

使用Spearman秩相关检验分析在胰腺癌标本COX-2的表达和MMP-9的表达之间的相关性。由学生相比mRNA的表达 t-胰腺细胞系试验采用SPSS 11.0版本(SPSS,芝加哥,IL, USA)进行统计分析。当 P - 值是<0.05。

3.结果 3.1。COX-2和MMP-9 mRNA的胰腺癌中表达

COX-2和MMP-9 mRNA最初在16个胰腺癌中通过RT-PCR检测,发现其在这些胰腺癌中的表达存在差异(图) 1)。为了评估COX-2 mRNA表达与MMP-9的推测相关性,我们进一步使用实时PCR测定了它们的mRNA水平,并如假设的那样,Spearman的秩相关检验在16种胰腺癌中验证了一个阳性( P < 0 01 ,图 1)。

COX-2和MMP-9基因在胰腺癌中的表达。在16名胰腺癌通过RT-PCR检测COX-2和MMP-9 mRNA的(a)中的表达。(B)MMP-9 mRNA的水平与该COX-2 mRNA在通过实时PCR 16名胰腺癌相关, P < 0 01

3.2。在胰腺癌细胞系的COX-2和MMP-9的差异表达

Western blotting was used to examine COX-2 and MMP-9 expression in pancreatic cell lines BxPC-3, Capan-1, PANC-1, and AsPC-1, and the examination showed COX-2 (72 kDa) and MMP-9 (92 kDa) expression varied in these cells. Both BxPC-3 and Capan-1 cells had strong expression of COX-2 and MMP-9, both of which, however, presented a weak expression in PANC-1 cells. No COX-2 expression was found in AsPC-1 cells (Figure 2)。用ELISA我们进一步揭示PGE2蛋白质在的BxPC-3和CAPAN-1细胞的培养上清(图 2)。

COX-2和MMP-9的在胰腺癌细胞系中的表达。在胰腺细胞系的BxPC-3,CAPAN-1,PANC-1,和ASPC-1通过蛋白质印迹法检测COX-2和MMP-9的(a)中的表达。(b)中PGE2在将BxPC-3和CAPAN-1细胞的培养上清液的蛋白通过ELISA测定。数据以均数±标准差表示, n = 3.

3.3。COX-2抑制剂对MMP-9表达的抑制

在试图探索COX-2在MMP-9的上调参与,我们处理的特别的BxPC-3和CAPAN-1细胞的选择性COX-2抑制剂NS398(西格玛,100  μ摩尔/升)中24小时,并且我们发现MMP-9的表达在这些细胞中下调显著( P < 0 01 ,RESP,图 3.)。Similar results were observed when a nonselective COX-2 inhibitor indomethacin (Sigma, 100 mmol/L) was employed following the same procedure ( P < 0 01 ,RESP,图 3.)。此外,发现二者的BxPC-3和CAPAN-1分泌的PGE少2NS398处理12小时后的蛋白( P < 0 01 ,RESP)或24小时( P < 0 01 ,RESP,图 3.)。

通过NS398或吲哚美辛(a)和与NS398(处理后(B)MMP-9表达在胰腺癌BxPC-3和抑制CAPAN-1细胞* MMP-9表达的抑制 P < 0.01 ,RESP。,相对于对照)或消炎痛(* P < 0.01 ,RESP。,相对于对照)。(c), (d)铂族元素2蛋白水平的BxPC-3和CAPAN-1与NS398 12小时(治疗后下降* P < 0 01 ,分别地。,versus control) or 24 hours (* P < 0 01 ,RESP。,相对于对照)。数据以均数±标准差表示, n = 3. 。NS:NS398;印度:吲哚美辛。

3.4。由COX-2的siRNA MMP-9的下调

COX-2的siRNA的质粒用来转染的BxPC-3和CAPAN-1细胞,并在对方作为对照物使用相应的siRNA非沉默质粒。据观察,COX-2的表达在胰腺癌BxPC-3和CAPAN-1是缺席与COX-2的siRNA的质粒转染后(图 4)。然后通过Western blot和real-time PCR检测MMP-9的表达,检测发现转染COX-2 siRNA质粒后,与对照siRNA细胞相比,BxPC-3和capan -1细胞中MMP-9的表达显著下调( P < 0.001 或无siRNA的细胞( P < 0.001 ,RESP。)(图 4)。

COX-2 siRNA表达下调MMP-9 (a) Western blotting显示,转染COX-2 siRNA质粒后,BxPC-3和Capan-1中没有COX-2表达。(b)转染COX-2 siRNA质粒后,与对照组相比,BxPC-3和Capan-1细胞中MMP-9 mRNA表达显著下调(*) P < 0.001 ,分别地。,versus control siRNA) or cells without siRNA (** P < 0.001 ,RESP,与没有干扰)。数据以均数±标准差表示, n = 3.

3.5。COX-2参与TNF-<italic>, TNF-<italic>和LPS上调MMP-9

BxPC-3细胞用TNF-α处理的 α(Sigma, 100 ng/mL) or LPS (Sigma, 100 ng/mL) for 6 hours in attempt to further explore the role of COX-2 in the upregulation of MMP-9 expression, and real time-PCR and Western blotting detection revealed that both COX-2 ( P < 0 01 和MMP-9 ( P < 0 01 , resp.)显著上调(图 5)。TNF-上调MMP-9 α或LPS可以通过NS398(显著抑制 P < 0 01 然而,COX-2的上调不能被NS398抑制(图) 5)。

COX-2参与TNF-上调MMP-9 α和有限合伙人。(a) Western blotting显示外源性TNF-治疗后BxPC-3中COX-2和MMP-9的表达增加 α或LPS。(b)中,COX-2 mRNA的表达,TNF-α上调 α或LPS(* P < 0.01 ,RESP。,相对于对照)。NS398对上调没有影响。(c)中MMP-9的表达通过TNF-α上调 α或LPS(* P < 0.01 ,RESP。,相对于对照)。NS398明显抑制了细胞的上调。数据以均数±标准差表示, n = 3. 。NS: NS398。

3.6。通过外源PGE <子> 2 </子> MMP-9的上调

探讨PGE是否2是否参与COX-2上调MMP-9表达,BxPC-3细胞用10、50或100处理 μ摩尔/ L PGE26小时。Real-time PCR和Western blotting检测显示MMP-9在50处理的BxPC-3细胞中显著上调 μ摩尔/ L( P < 0 01 ,图 6)或100  μ摩尔/ L( P < 0 01 ,图 6)。

外源性PGE MMP-9的上调2Western blotting (a)和real-time PCR (b)显示MMP-9在50处理的BxPC-3细胞中表达上调 μ摩尔/升(* P < 0 01 ,与0  μmol / L)或100 μ摩尔/升(* P < 0 01 ,与0  μ摩尔/ L)。数据以均数±标准差表示, n = 3.

3.7。迁移分析

使用,以试图将基质胶侵袭室调查上调MMP-9是否官能进行迁移分析。有在BxPC-3细胞与TNF-α的迁移显著上升 α( P < 0.001 ),LPS( P < 0.001 )或铂族元素2( P < 0.001 与未处理的对照组细胞比较(图) 7)。然而,后来TNF-引起的增加 α或者加入NS398后,LPS被显著抑制( P < 0.01 ,RESP,图 7)。造成PGE增加2不变。

迁移分析。BxPC-3细胞的迁移用TNF-α处理后增加 α (* P < 0.001 ,相对于对照),LPS(* P < 0.001 ,相对于对照),或PGE2(* P < 0.001 ,而控制)。TNF-引起的增加 α或LPS被明显抑制,加入NS398时(** P < 0.01 ,与TNF;*** P < 0.01 ,与LPS)。数据以均数±标准差表示, n = 3. 。NS: NS398。

4.讨论

COX-2与环氧合酶(COX -1)具有相同的催化活性和60%的序列同源性。然而,与COX-1不同的是,COX-2在生理条件下并没有在大多数组织中表达,它可以被一些刺激迅速诱导,如脂多糖、细胞因子和生长因子[ 19, 20]。COX-2和COX-1催化花生四烯酸转化为PGG2和PGH2,其随后可以被转化成PGE2通过PGE合酶。在正常情况下,PGE2被认为参与了一些生理功能,包括保护胃粘膜和调节肾小球滤过,而过量的PGE2负责某些炎性疾病,如类风湿性关节炎和骨关节炎。PGE2在中枢神经系统中发挥着发热关键作用,炎症性疾病的最常见的体征之一,其电平的通过抑制COX-2表达的降低可以导致抑制症状的。

COX-2和PGE2也指责其在人类癌症的作用。早期的证据来自于大肠癌,他们的水平被认为升高,并据此研究中,COX-2抑制剂有助于减少发病[ 21, 22]。在胰腺癌,COX-2还报道过表达[ 14- - - - - - 16]。与此相反的正常胰腺组织,其中COX-2的表达在胰岛细胞浓度时,发现,该癌症标本显示COX-2的表达是共同的,但在我们目前的研究改变。还发现存在于3 4的胰腺癌细胞系,在强的BxPC-3和CAPAN-1细胞,并在PANC-1细胞弱,但它没有一个在ASPC-1细胞被发现。用ELISA我们进一步揭示PGE2蛋白质在培养物中的BxPC-3和CAPAN-1细胞上清液。这些结果表明,COX-2 / PGE2途径可能参与的胰腺癌患者的一部分,虽然COX-2的上调的机制尚不清楚。应当承认,在炎症性疾病,COX-2是通过LPS或某些细胞因子,如IL-1诱导的 β和TNF- α通过一些炎性细胞产生的,因此可以合理推测,在肿瘤中,它的上调可能也可以归因于LPS和这些细胞因子。事实上,已经观察到LPS能刺激某些结肠癌细胞以表达COX-2,并释放PGE2通过NF-κB激活 κB [ 23]。在这项研究中,我们发现两者LPS和TNF-α α胰腺癌细胞COX-2表达升高,提示炎性微环境可能是部分胰腺癌COX-2过表达的原因。

除了细胞增殖和肿瘤生长,COX-2 / PGE2通路也参与肿瘤侵袭和转移[ 24- - - - - - 26]。据观察,COX-2表达的增加结肠直肠癌的侵袭[ 27]和PGE2大肠癌细胞的升压蠕动[ 28]。此外,PGE2被发现为调节自分泌或旁分泌的方式COX-2依赖性的入侵和非小细胞肺癌的转移[ 29]。在胰腺癌中,一个研究表明COX-2表达显著与增加的神经浸润相关联 18]。然而,增加的侵袭和转移引起的COX-2 / PGE的机制2在很大程度上是未知。在另一方面,MMP-9,两种类型IV胶原酶,在人类癌症中广泛的研究,并且大量的证据中的一个指示其表达相关以及与肿瘤侵袭和转移。事实上,在胰腺癌中观察到一些研究其表达[ 30.- - - - - - 32],和其水平与胰腺癌细胞的运动和侵袭正相关。与这些观察结果一致的是,我们的结果表明MMP-9表达在胰腺癌的普遍现象,这可以通过许多因素,包括一些炎性刺激来调节。我们的研究表明,这两种LPS和TNF-α α可上调,并增加胰腺癌细胞的侵袭。综上所述,我们推测COX-2 / PGE2可以通过MMP-9增加细胞侵袭和转移。

我们的初步研究结果揭示在胰腺癌标本COX-2表达与MMP-9的mRNA水平呈正相关,而在癌细胞中它们之间的可能的连接。也有在的BxPC-3和CAPAN-1细胞两种药剂的强表达,但微弱的一个在PANC-1细胞。第二,MMP-9表达在胰腺癌BxPC-3显著下调,CAPAN-1细胞与COX2抑制剂或转染COX2 siRNA处理后质粒废除COX2表达。第三,它们的表达增加了胰腺癌细胞由于外源TNF- α和LPS但MMP-9的升高的表达通过COX-2抑制抑制剂NS398和当用外源性PGE处理再次升高2。最后,还有在BxPC-3细胞的TNF-α与迁移一个显著增加 α,LPS或PGE2而NS398则明显抑制了治疗。综合来看,所有的证据表明COX-2/PGE2通路参与MMP-9的在胰腺癌中上调。

COX-2抑制剂已被证明可以有效预防结肠癌在动物模型或临床试验[ 33, 34]。此外,他们的慢性使用,根据流行病学研究,可以降低大肠癌的发病率。该抑制剂还发现抑制动物模型胰腺癌的发展[ 35]。这样的抗肿瘤作用已经在很大程度上归因于PGE随之减少2一项研究表明,在培养的BxCP-3细胞中,PGE的水平2水平与吲哚美辛和NS398(COX-2抑制剂)处理后显著下降[ 16]。类似的结果在我们的研究,这表明,COX-2抑制剂,无论是选择性或非选择性进行观察,降低PGE2减少MMP-9的产生,并抑制细胞的侵袭性。另一方面,外生的PGE2可以增加MMP-9的表达和细胞侵袭性。因此,我们认为COX-2抑制剂对胰腺癌细胞侵袭性的影响主要与COX-2/PGE有关2途径,但其他机构的参与的可能性很难排除。

PGE2在人类癌症不仅指责为细胞生长和增殖,同时也为侵袭和转移。事实上,这些作用是由特定的相应的G蛋白偶联的PGE受体(GPCR)介导的2,分别命名为EP1、EP2、EP3和EP4。研究表明,只有EP4与细胞的侵袭和迁移有关。例如,铂族元素2已发现,以调节通过EP4受体信号COX-2依赖性的入侵和非小细胞肺癌的转移[ 29]。有趣的是,EP4表达也可以通过LPS,就像PGE来调节2。但是,它仍然保持未知EP4是否介导PGE的作用2在胰腺癌,在我们的研究中没有确定其表达状态。我们希望,它可以提供另一种有效的治疗靶点,这些患者的进一步深入实验室观察和具体的评估结果。

综上所述,我们已经测定了COX-2/PGE2途径的参与MMP-9在胰腺癌的上调,和COX-2抑制剂对MMP-9的表达和癌细胞侵袭的约束。这些结果阐明了COX-2 / PGE之间的连接2胰腺癌肿瘤生长、侵袭和转移的途径。鉴于这些重要的炎症介质在胰腺癌中表现出复杂的作用,进一步的安全结论是,炎症或炎症微环境与胰腺癌的发生密切相关。

利益冲突

作者声明他们没有利益冲突。

承认

这项工作是由辽宁省,中国(2009A751)教育司,格兰特的支持。

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