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本课题主要就restin的功能和转录调控两方面作进一步探讨,进而为认识restin生理功能以及与肿瘤发生发展的关系提供有价值的信息。
首先在早幼粒细胞性白血病HL-60细胞系中用ATRA诱导restin表达,RT-PCR方法检测其表达水平与诱导时间之间的关系;在该过程中同时检测细胞生物学功能的改变。研究发现早幼粒细胞性白血病HL-60细胞经ATRA诱导1天后即可检测到restin的表达,且表达水平不随药物作用时间点的继续延长而发生明显变化;在restin表达第2天时即出现G0/G1期阻滞,并随着表达的持续而阻滞愈来愈明显;同时细胞出现较明显的向中幼粒、晚幼粒细胞分化的特征,并也随着表达的持续分化而特征愈加明显。这种时间的一致性提示restin与抑制细胞周期、促进细胞分化密切相关,从而建立restin与细胞分化等的相关性。
在简单了解restin的基本生物学功能的基础上,明确它的转录调控机制,阐明它在维甲酸信号通路中的位置和所发挥的作用有助于建立其与肿瘤等疾病的发生发展以及防治的联系。为此,分析并克隆了restin基因翻译起始位点ATG上游约2.1Kb序列并构建荧光报告系统,通过检测报告基因的表达证明此片段具有启动子活性。对该段序列用启动子分析软件进行分析,预测有3个可能的核心启动子区,存在3个STAT1、1个C/EBP和1个P53转录因子的结合位点。根据这些位点的不同位置对此序列依次进行截短,构建荧光报告质粒RP2(1520bp)、RP3(1417bp)、RP4(945bp)、RP5(800bp)、RP6(333bp),分别瞬时转染真核细胞,检测经ATRA刺激前后报告基因荧光素酶的表达变化,结果显示RP2-RP5均接受ATRA的调控,且调控强弱不同,说明有多个顺式作用元件参与调控。而截去最后一个预测的转录因子STAT1结合位点GAS元件的RP6则不再接受ATRA的调控,因此推测邻近ATG的GAS元件可能为调控restin转录的一个重要顺式作用元件,STAT1可能通过此元件参与调控过程。此外,将RP1的3’端(即ATG上游)333bp截去后重新构建的RP7则失去启动子活性,说明此区域包含了核心启动子。但因为-273bp至-1是restin的5’UTR,因此-333bp至-273bp即为核心启动子。为确立STAT1在ATRA诱导restin表达中的作用,我们分别在STAT1可诱导表达的MCF-7和STAT1不可诱导表达的MDA-MB-231两种乳腺癌细胞系中探讨了restin的表达调控。MCF-7和MDA-MB-231细胞在相同条件下经ATRA刺激24小时后,RT-PCR方法检测restinmRNA水平变化。结果显示在MCF-7细胞中经ATRA刺激后可检测到restin的表达;但在MDA-MB-231细胞中,ATRA刺激前后均无法检测到restin的表达。将构建好的只含有一个GAS元件的RP5分别转染这两种细胞系,结果显示RP5仅在MCF-7细胞系中接受ATRA的调控。但当MDA-MB-231中有外源表达的STAT1时RP5则接受ATRA的调控,且加入IFN-γ后有增强作用。这些结果表明,转录因子STAT1确实参与了ATRA对restin基因表达调控的过程。
综上所述,本课题在研究restin的基本生物学功能时发现它与细胞周期、细胞分化密切相关;为明确其转录调控机制以确立其与正常生理功能以及肿瘤的发生发展的关系,构建了它的不同长度的启动子荧光报告系统,通过检测报告基因的表达变化而定位了核心启动子区,并发现了参与调控的顺式作用元件和可能与此元件相作用的转录因子STAT1确实参与了ATRA诱导restin基因表达调控的过程。此部分工作为阐明restin表达调控机制、深入理解它在RA信号通路中的位置及发挥的作用提供了线索,同时也为该基因的功能研究奠定了基础。