浅析COL4A1蛋白表达对癌症细胞侵袭和迁移能力的影响

COL4A1编码Ⅳ型胶原α链,是几乎所有基膜包括血管、肾小球、眼结构的重要组成部分,有研究者采用Transwell试验研究了其对肝癌细胞迁移和侵袭能力的影响。Transwell试验包含在一些公司提供的细胞迁移实验服务中,指的是将Transwell小室放入培养板中,小室内称上室,培养板内称下室,上下层培养液以聚碳酸酯膜相隔,将研究的细胞种在上室内。由于聚碳酸酯膜有通透性,下层培养液中的成分可以影响到上室内的细胞,应用不同孔径和经过不同处理的聚碳酸酯膜,就可以进行共培养、细胞趋化、细胞迁移、细胞侵袭等多种方面的研究。

肿瘤侵袭转移是恶性肿瘤的重要生物学特征。大多数癌症患者并非死于原发性癌而是死于转移性癌,肿瘤的转移是多因素、多基因相互协调作用的多阶段过程。Transwell细胞迁移实验服务可以研究细胞侵袭和迁移。美迪西是一家医药研发外包服务公司,提供细胞迁移实验服务,其生物部在分子生物学、细胞生物学、体外生物学和结构生物学领域有丰富广泛的经验。从最初的cDNA文库构建到药物设计,通过蛋白质纯化,结构测定和分析测定,提供一套完整的生物学服务。

1、COL4A1基因与疾病的关系

Ⅳ型胶原是基底膜的主要结构成分,它通过自我组装,形成超分子网织结构,除了支持基底膜的稳定性之外,还介导相邻细胞与基底膜间的相互作用,对细胞的迁移、增殖、分化等起着重要作用。血清Ⅳ型胶原蛋白基因a1a1 type collagenCOL4A1)编码Ⅳ型胶原蛋白的a1链,是构成所有组织基底膜的主要成分。COL4A1基因中某些位点的突变与多种疾病相关,如小鼠COL4A1的错义突变,能够引起基底膜缺陷,造成小鼠眼部发育不全,肾小球肾病、脑小血管出血以及白内障等多种疾病。

还有COL4A1基因突变可引起脑内小动脉病变,在一定的环境压力下引发脑内小血管的阻塞或破裂,50%为多发性动脉瘤。通过国内外对相关基因组的研究表明,COL4A1NOTCH3、载脂蛋白E4等已被证实可以导致脑小血管疾病,另外参与胆固醇调节、动脉粥样硬化、高血压、神经修复、同型半胱氨酸水平及氧化应激通路的基因也被作为候选基因。

2、COL4A1蛋白表达对肝癌细胞增殖和迁移的影响

有研究者探讨了COL4A1在肝癌组织中的表达,分析敲低COL4A1表达对肝癌细胞迁移及侵袭能力的影响[1]。肝细胞癌是一种高死亡率的原发性肝癌。它是一种全球范围最常见的恶性肿瘤,尤其是在亚洲、非洲和南部欧洲。肝细胞性肝癌的癌细胞排列形成实性团块状,周围富有扩张的血窦。癌细胞境界不清,大小较一致,浆宽;核单个,类圆形,异形性不明显,核分裂象少见。肝细胞性肝癌的发病原因目前尚不十分清楚,有较多因素参与其中,从流行病学调查看,肝癌常发生在患有疾病的肝脏,且存在明显的地理差异。肝癌的发病率和临床表现因地理区域不同,致病因素不一而有所差异。

研究者采用western印迹分析法检测COL4A168例肝癌及配对癌旁组织的表达水平;运用siRNA技术敲低肝癌细胞COL4A1表达,采用CCK-8试验检测其对肝癌细胞增殖能力的影响,采用Transwell试验检测其对肝癌细胞迁移和侵袭能力的影响。结果生物信息学分析提示COL4 A1mRN A在肝癌中高表达(P<0. 01) COL4 A1在肝癌组织表达水平明显高于癌旁组织(P <0. 05),敲低COL4A1表达明显降低肝癌细胞的增殖、迁移和侵袭能力(P<0. 05)。结论 COL4A1在肝癌组织中高表达,并促进肝癌细胞的增殖、迁移和侵袭。

此外还有研究表明COL4A1基因对颅内动脉瘤易感性起到一定作用,支持COL4A1基因是颅内动脉瘤的致病基因。还有研究者通过小鼠试验发现COL4A1基因突变能够引起轻微的肾小球病,伴有基底膜缺陷、血尿等并发症。研究COL4A1基因对于疾病尤其是恶性肿瘤的影响作用,为在恶性肿瘤诊断以及评估预后方面起到了重要的作用。

[1] COL4A1在肝癌中的表达及其对肝癌细胞迁移、侵袭能力的影响[J].