肖国辉,厉娜,魏艳,徐会,彭晋,周福祥.辐射诱导线粒体功能障碍激活转化生长因子β1通路促进胰腺癌细胞上皮间质转化[J].中华放射医学与防护杂志,2021,41(6):407-412
辐射诱导线粒体功能障碍激活转化生长因子β1通路促进胰腺癌细胞上皮间质转化
Mitochondrial dysfunction-induced expression of TGF-β1 pathway promoting epithelial-mesenchymal transition in pancreatic cancer cells after X-ray exposure
投稿时间:2021-01-27  
DOI:10.3760/cma.j.issn.0254-5098.2021.06.002
中文关键词:  X射线  线粒体  胰腺癌  迁移性  转化生长因子β1
英文关键词:X-rays  Mitochondria  Pancreatic cancer  Migration  TGF-β1
基金项目:国家自然科学基金(81903136)
作者单位E-mail
肖国辉 武汉大学中南医院放疗科 湖北省肿瘤生物学行为重点实验室 湖北省肿瘤临床研究中心 武汉市腹膜癌临床医学研究中心 430071  
厉娜 武汉大学中南医院放疗科 湖北省肿瘤生物学行为重点实验室 湖北省肿瘤临床研究中心 武汉市腹膜癌临床医学研究中心 430071  
魏艳 武汉大学中南医院放疗科 湖北省肿瘤生物学行为重点实验室 湖北省肿瘤临床研究中心 武汉市腹膜癌临床医学研究中心 430071  
徐会 武汉大学中南医院放疗科 湖北省肿瘤生物学行为重点实验室 湖北省肿瘤临床研究中心 武汉市腹膜癌临床医学研究中心 430071  
彭晋 武汉大学中南医院放疗科 湖北省肿瘤生物学行为重点实验室 湖北省肿瘤临床研究中心 武汉市腹膜癌临床医学研究中心 430071  
周福祥 武汉大学中南医院放疗科 湖北省肿瘤生物学行为重点实验室 湖北省肿瘤临床研究中心 武汉市腹膜癌临床医学研究中心 430071 happyzhoufx@sina.com 
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中文摘要:
      目的 研究X射线照射后胰腺癌细胞上皮间质转化的发生特点,探究线粒体功能障碍及其诱导的转化生长因子β1(TGF-β1)表达增加在上皮间质转化中的作用。方法 采用6 MV X射线多次(2 Gy×20次或4 Gy×10次)照射胰腺癌细胞株PATU1 988 t,利用transwell小室检测细胞迁移性,采用实时荧光定量方法检测上皮间质转化(EMT)相关因子E-cadherin、Vimentin、N-cadherin和MMPs家族(MMP2、MMP9)及线粒体复合体I的关键亚基及TGF-β1的转录水平变化。应用线粒体氧化磷酸化解偶联剂碳酰氰基-对-氯苯腙(CCCP)破坏线粒体膜电位,检测复合体亚基、TGF-β1含量及EMT相关分子的变化。应用小干扰RNA抑制TGF-β1的表达后,检测上皮间质转化及迁移变化。结果 多次照射后,存活肿瘤细胞迁移数增加(t=21.90、35.64,P<0.05),上皮间质转化增强,表现为上皮间质转化分子E-cadherin表达下降(t=8.37、6.77,P<0.05),N-cadherin (t=4.42、4.77,P<0.05)、Vimentin (t=4.57、3.02,P<0.05)、MMP2(t=7.27、26.08,P<0.05)和MMP9(t=13.26、7.29,P<0.05)表达均增加,TGF-β1(t=90.49、35.17,P<0.05)的含量也增加。沉默TGF-β1后细胞上皮间质转化及迁移性下降(t=38.66、11.54,P<0.05)。细胞发生线粒体功能障碍,具体表现为线粒体膜电位(t=6.94、29.71,P<0.05)和复合体相关亚基的表达量下降;加入CCCP破坏线粒体膜电位后(t=16.51,P<0.05),复合体亚基含量下降,TGF-β1的表达量增加(t=47.93,P<0.05),上皮间质转化增强。结论 辐射破坏了线粒体功能,进而激活了TGF-β1的表达,诱导胰腺癌细胞发生上皮间质转化,迁移性增强。
英文摘要:
      Objective To investigate epithelial-mesenchymal transition and to explore the effects of mitochondrial dysfunction and increased expression of TGF-β1 pathway on epithelial-mesenchymal transition (EMT) in pancreatic adenocarcinoma after X-ray irradiation. Methods Split-dose irradiations of total 40 Gy (2 Gy×20 and 4 Gy×10) of 6 MV X-rays were performed on PATU1 988 t cells. The migration of the cells were examined through transwell filter chambers. Real-time PCR was adopted to detect the expression of EMT-related factors E-cadherin, Vimentin, N-cadherin, and MMPs (MMP2 and MMP9), critical subunits of mitochondrial complex I, and TGF-β1. The expression of EMT-related factors and content of TGF-β1 was detected after carbonylcyanide-m-chlorophenylhydrazone(CCCP) treatment. Meanwhile, the migration potential of pancreatic cells was detected after small interfering RNA (siRNA) knockdown of the expression of TGF-β1. Results After irradiation, the migration capacities of the cancer cells increased (t=21.90, 35.64, P<0.05). The expression of N-cadherin (t=4.42, 4.77, P<0.05), Vimentin (t=4.57, 3.02,P<0.05), MMP2 (t=7.27, 26.08, P<0.05), and MMP9 (t=13.26, 7.29, P<0.05) all increased, while the expression of E-cadherin deceased (t=8.37, 6.77, P<0.05). The expression of TGF-β1 (t=90.49, 35.17, P<0.05) increased. The expression of TGF-β1 decreased with small interfering RNA, which paralleled the inhibition of the epithelial-mesenchymal transition and migration (t=38.66, 11.54, P<0.05). Mitochondrial dysfunction was reflected by the decline in the membrane potential (t=6.94, 29.71, P<0.05) and complex-related subunits. The expression of TGF-β1 (t=47.93, P<0.05) and EMT-related factors further increased after mitochondrial function was destroyed (t=16.51,P<0.05). Conclusions Radiation-induced mitochondrial dysfunction can increase the expression of TGF-β1, which promotes epithelial-mesenchymal transition, and result in the migration of pancreatic cancer cell line.
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