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  南方医科大学学报  2016, Vol. 36Issue (1): 78-82  DOI: 10.3969/j.issn.1673-4254.2016.01.14.
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王毅, 舒逸, 苑俊涛, 陈卉, 邹琳. Tal1促进急性T淋巴白血病Jurkat细胞的增殖[J]. 武汉大学学报(医学版), 2016, 36(1): 78-82. DOI: 10.3969/j.issn.1673-4254.2016.01.14.
WANG Yi, SHU Yi, YUAN Juntao, CHEN Hui, ZOU Lin. Tal1 promotes proliferation of acute lymphoblastic leukemia Jurkat cells in vitro[J]. Medical Journal of Wuhan University, 2016, 36(1): 78-82. DOI: 10.3969/j.issn.1673-4254.2016.01.14.

基金项目

国家自然科学基金(81373444,81570142)

作者简介

王毅,在读硕士研究生,E-mail: 641807153@qq.com

通信作者

邹琳,研究员,博士生导师,E-mail: zoulin74@126.com

文章历史

收稿日期:2015-05-22
Tal1促进急性T淋巴白血病Jurkat细胞的增殖
王毅, 舒逸, 苑俊涛, 陈卉, 邹琳     
重庆医科大学附属儿童医院临床分子医学中心//儿童发育疾病研究教育部重点实验室//儿科学重庆市重点实验室//重庆市儿童发育重大疾病诊治与预防国际科技合作基地,重庆400014
摘要: 目的 探讨Tal1对T-ALL细胞增殖及其机制的影响。 方法 用Tal1慢病毒感染T-ALL细胞株Jurkat,建立稳定的Tal1敲降细胞株(Jurkat-siTal1)和Tal1 过表达细胞株(Jurkat-T1),及siRNA 阴性对照细胞(Jurkat-mock1)和过表达阴性对照细胞(Jurkat-mock2)。CCK-8检测细胞生长能力;流式细胞术检测细胞周期;Real-time RT-PCR和Western blot检测周期蛋白依赖性激酶抑制因子2(CDKN2A)、周期蛋白依赖性激酶抑制因子1(CDKN2B)mRNA和蛋白表达。 结果 成功建立Jurkat稳定转染细胞株。CCK8结果表明细胞Jurkat-T1与Jurkat-mock2相比,细胞生长更快,而Jurkat-siTal1与Jurkat-mock1相比,细胞生长明显减缓。流式细胞术检测细胞周期发现,Jurkat-siTal1与Jurkat-mock1相比G0/G1期增加,S期减少;而Jurkat-T1与Jurkat-mock2相比,G0/G1期减少,S期增加。Real-time RT-PCR和Western blot 结果显示Tal1 抑制Jurkat 细胞内CDKN2A、CDKN2B的mRNA和蛋白表达。 结论 Tal1可以促进T淋巴白血病细胞Jurkat增殖;促进Jurkat细胞由G0/G1期向S期转换,其可能通过Tal1抑制G0/G1和S期负调控蛋白CDKN2A、CDKN2B的表达。
关键词: Tal1    Jurkat    细胞周期    CDKN2A    CDKN2B    
Tal1 promotes proliferation of acute lymphoblastic leukemia Jurkat cells in vitro
WANG Yi, SHU Yi, YUAN Juntao, CHEN Hui, ZOU Lin     
Center for Clinical Molecular Medicine, Children's Hospital of Chongqing Medical University/Ministry of Education Key Laboratory of Child Development and Disorders/Key Laboratory of Pediatrics in Chongqing/Chongqing International Science and Technology Cooperation Center for Child Development and Disorders, Chongqing 400014, China
Supported by National Natural Science Foundation of China (81373444,81570142)
Abstract: Objective To investigate the role of Tal1 gene, which is aberrantly expressed in 40%-60% of patients with T lymphocytic leukemia (T-ALL), in the proliferation of T-ALL cells. Methods We established stable Jurkat-siTal1 and Jurkat-T1 cell lines by trasnfecting T-ALL Jurkat cells with lentiviral vectors to knock-down or overexpress Tal1. Jurkat cells transfected with negative control siRNAs for Tal1 knock-down (Jurkat-mock1) and over-expression(Jurkat-mock2) served as the control cells. The proliferation of the cells lines was assessed using CCK-8 assay, and the cell cycle distribution was determined by flow cytometry. The mRNA and protein expressions of cyclin-dependent kinase inhibitor 2 (CDKN2A) and cyclin-dependent kinase inhibitor 1 (CDKN2B) were measured by real-time RT-PCR and Western blotting, respectively. Results Jurkat-T1 cells showed more active proliferation in vitro than Jurkat-mock2 cells, while Jurkat-siTal1 cells showed slower growth than Jurkat-mock1 cells. In Jurkat-T1 cells, G0/G1 phase cells were decreased and S phase cells increased compared with Jurkat-mock2 cells, and Jurkat-siTal1 cells showed increased G0/G1 phase cells and decreased S phase cells compared with Jurkat-mock1 cells. Real-time RT-PCR and Western blotting showed that Tal1 inhibited the cellular expression of CDKN2A and CDKN2B at both mRNA and protein levels. Conclusion Tal1 promotes the growth and the transition from G0/G1 phase to S phase in T-ALL cells Jurkat by inhibiting the expressions of G0/G1 and S phase negative regulatory proteins CDKN2A and CDKN2B.
Key words: Tal1    T lymphocytic leukemia    cell cycle    CDKN2A    CDKN2B    


白血病是儿童最常见的恶性肿瘤,严重威胁儿童健康。其中以急性淋巴细胞白血病最为常见。近年来,随着儿童白血病机制的研究和临床诊疗的发展,儿童急性B淋巴细胞白血病(B-ALL)患者的预后显著改善,其5年无病生存率达90%。但急性T 淋巴细胞白血病(T-ALL)生存率仅为60%~75%,T-ALL发生发展的具体机制亟待研究[1]

Tal1,急性淋巴细胞白血病蛋白同系物1,是Ⅱ类碱性/螺旋-环-螺旋(bHLHⅡ)转录因子家族的重要成员[2],是造血过程中重要的转录因子,其高表达占儿童T-ALL的40%~60%[3]。现有研究证实Tal1高表达的T-ALL恶性程度高,预后不佳,5年生存率约为40%[3]。有文献报道,Tal1可以促进T-ALL细胞的增殖[4-5],而相关机制仍不清楚。本课题组通过建立Tal1 稳定转染的Jurkat细胞株,对其机制进行初步的研究,为后续的靶向治疗提供基础。

1 材料和方法 1.1 主要试剂及药物

RPMI 1640 培养基和胎牛血清(Gibco);CCK-8试剂(凯基);anti-Tal1 抗体(Cell Signaling)和anti-GAPDH(北京中衫金桥);anti-CDKN2A抗体(武汉三鹰);anti-CDKN2B(Santa Cruz);RIPA细胞裂解液(百泰克);Trizol RNA提取液(Takara);逆转录提取试剂盒(Takara);Tal1过表达、Mock和siTal1慢病毒载体为吉凯公司构建;SYBR Green Ⅱ 试剂(Takara);引物(华大基因)。

1.2 细胞培养

人急性T 淋巴细胞性白血病细胞Jurkat 细胞购自美国培养物集存库(ATCC)。细胞培养于含10%胎牛血清,青霉素100 U/mL 和链霉素100 μg/mL 的RPMI 1640 培养液中,细胞培养于37 ℃ 5% CO2条件中。

1.3 Tal1 稳定转染细胞株的建立

在细胞培养对数生长期,准备96孔细胞板,3000细胞/孔;再根据Jukat 的MOI值,加入6×104 U慢病毒载体,100 μL Optimum培养基,100 μL Enhancer,和37 ℃5% CO2孵箱6 h。换10%胎牛血清,青霉素100 U/mL 和链霉素100 μg/mL 的RPMI 1640 培养液;8 h后行镜下荧光观察GFP 荧光表达的细胞比例,细胞扩大培养后,有限稀释法对荧光细胞的筛选,然后扩大培养即得稳定细胞株以备进一步验证Tal1的表达。

1.4 CCK8检测细胞增殖

取对数期细胞96 孔板铺板,细胞3000/200 μL1640完全培养基每孔,每24 h加入10 μL CCK-8试剂混匀37 ℃ 5% CO2 孵育3 h 后,检测450 nm 吸光度(D450 nm),连续监测5 d。

1.5 细胞周期检测

将待检测细胞去血清培养,同步化处理后,取2~5×105细胞用PBS洗2遍,弃上清,将细胞沉淀于70%乙醇混匀固定1 h,然后450 g 离心,弃上清,PBS 洗2 次,每次5 min。避光加入碘化丙啶(PI)染液,暗室混匀静置30 min,使用流式细胞仪进行检测。

1.6 Western blot检测Tal1、CDKN2A、CDKN2B的表达

每50 μL 细胞沉淀加入250 μL RIPA 裂解液,冰上裂解30 min,每间隔5 min 震荡混匀1 次。4 ℃,12 000 r/min离心30 min,保留上清。用BCA法检测蛋白浓度,加入5×Loading Buffer 混匀后85 ℃煮沸5 min,取20 μg蛋白SDS-PAGE电泳,PVDF膜转膜,5%脱脂奶粉室温封闭1 h,加入一抗(Tal1 1∶700、CDKN2A 1∶500、CDKN2B 1∶20、GAPDH 1∶20 000),4 ℃孵育过夜,次日加入二抗(1∶5000)室温孵育l h,TBST充分洗涤后,用增强化学发光系统(ECL)检测膜上信号。

1.7 SYBR 荧光定量PCR 法检测Tal1、CDKN2A、CDKN2B基因mRNA水平

(1) Trizol 法提取细胞总RNA;(2)RNA逆转录为cDNA;(3)Real-time RT-PCR:反应体系:12.5 μL SYBRⅡ,10.5 μL ddH20,1 μL cDNA,上下游引物(表 1)各0.5 μL。反应条件:95 ℃ 预变性5 min;95 ℃ 20 s,58 ℃20 s,72 ℃ 30 s,循环35次,每个循环结束检测荧光。

表 1 引物信息 Table 1 Sequences of the primers for RT-PCR
1.8 统计学处理

实验结果采用SPSS17.0统计软件进行分析,实验独立重复3次,所有数据统计显示方差齐,采用单因素分析,组间两两比较采用t检验,P<0.05认为差异有统计学意义。

2 结果 2.1 Jurkat稳转细胞株的建立及Tal1的表达鉴定

Real-time RT-PCR 和Western Blot 检测Tal1 在Jurkat-siTal1、Jurkat-mock1、Jurkat-T1 和Jurkat-mock2中mRNA和蛋白表达水平。结果显示Jurkat-siTal1中Tal1 的mRNA水平明显下降,而Jurkat-T1 细胞中的Tal1 mRNA水平明显升高(P<0.05)。Western Blot 结果与Real-time RT-PCR结果一致(P<0.05,图 1)。

图 1 Jurkat稳转细胞株的建立及Tal1的表达鉴定 Figure 1 Expression of Tal1 in Jurkat cells infected by lentivirus vectors. A,B: Real-time RT-PCR results for Tal1 mRNAexpression standardized against GAPDH; C: Western blotting for Tal1 protein expression with GAPDH as the loadingcontrol. siTal1-control served as mock1 and T1-control as mock2; D: Statistical analysis of the protein levels in differentJurkat cells. *P<0.05,**P≤0.001.
2.2 Tal1促进Jurkat 细胞生长

利用CCK-8 实验连续监测5 d Jurkat-T1、Jurkatmock2、Jurkat-siTal1 和Jurkat-mock1 组的A450值,结果显示Jurkat-siTal1 细胞中A450值从第2~5 天显著低于Jurkat-mock1细胞,而Jurkat-T1细胞的A450值从第2~5天显著高于Jurkat-mock2细胞(P<0.05,图 2)。

图 2 Tal1促进Jurkat细胞增殖 Figure 2 Statistical graph of cell proliferation in differentJurkat cells with CCK8 assay. *P<0.05 Jurkat-siTal1 vsJurkat-mock1; **P≤0.001 Jurkat-T1 vs Jurkat-mock2.
2.3 Tal1促进Jurkat 细胞G0/G1期向S期转换

使用流式细胞术PI染色检测不同Jurkat稳定转染细胞株的对数生长期24h时的细胞周期,结果显示细胞周期在Jurkat-siTal1与Jurkat-mock1相比时,G0/G1期显著增多,而S期显著减少,说明Jurkat-siTal1组G0/G1期向S 期的转换明显受到阻滞,而Jurkat-T1 与Jurkatmock2细胞周期相比,G0/G1期显著减少,而S期显著增多,说明Jurkat-T1 组G0/G1期向S 期的转换明显增加(P<0.05,图 3)。

图 3 Tal1促进Jurkat 细胞G0/G1期向S期转换 Figure 3 Tal1 promotes cell cycle transition from G0/G1 phaseto S phase in Jurkat cells. A,B: Statistical graph of cell cyclein different Jurkat cells. *P<0.05. **P≤0.001.
2.4 在Jurkat细胞中Tal1抑制CDKN2A和CDKN2B基因的表达

通过Real-time RT-PCR检测发现,Jurkat-siTal1与Jurkat-mock1组相比,CDKN2A和CDKN2B的mRNA表达水平显著增高,而Jurkat 细胞中Tal1 过表达后CDKN2A和CDKN2B的mRNA表达水平均显著降低。通过Western blot检测发现Jurkat-siTal1组CDKN2A和CDKN2B 的蛋白表达水平显著增高,Jurkat-T1 组CDKN2A和CDKN2B的蛋白表达水平显著降低(P<0.05,图 4)。

图 4 Jurkat细胞中Tal1抑制CDKN2A和CDKN2B表达 Figure 4 Tal1 inhibits genes expression of CDKN2A and CDKN2B in Jurkat cells. A,B: Real-time RT-PCR results for CDKN2Aand CDKN2B mRNA expression; C,D: Western blotting for CDKN2A and CDKN2B protein expression with GAPDH ascontrol. siTAL1-control served as mock1 and T1-control as mock2; E,F: Statistical graph of protein level in different Jurkatcells. *P<0.05. **P≤0.001.
3 讨论

急性淋巴细胞白血病是儿童最常见的恶性肿瘤,分为急性B淋巴细胞白血病(B-ALL)和急性T淋巴细胞白血病(T-ALL),T-ALL发病率比B-ALL低,仅占ALL的15%~20%,但其预后不良[6]。目前研究发现,在65%的T-ALL病人中发生了Tal1的异常表达,且这种异常表达经常导致染色体的易位和缺失[7]。Tal1 是П类bHLH 家族的一种转录因子,它在造血早期具有重要的作用[8]。Tal1也是一种致癌基因,有文献报道Tal1的异常表达与T-ALL的不良预后有密切关系[9]。在我们的研究中Tal1表达促进T-ALL Jurkat细胞增殖与进展,也说明Tal1与T-ALL的发生发展有密切的关系。

文献报道,Tal1 过表达对一些细胞周期有促进作用[10-13]。我们检测了Jurkat稳定转染细胞的细胞周期,发现Tal1 在细胞分裂间期能够促进G0/G1期向S期转换。G1期在生长因子的刺激下,CyclinD表达,并能够与CDK4、CDK6结合形成复合物,从而促进G1期向S期的转换,而细胞内具有一组CDK 抑制因子,例如CDKN2A和CDKN2B,是CDK4特异性抑制物,能够与CyclinD竞争性结合CDK4,从而抑制细胞周期G1向S期转换[13-15],在我们的研究中,利用PCR和Western blot技术检测不同Jurkat 稳定转染细胞株中CDKN2A和CDKN2B的表达,发现在Tal1 过表达的Jurkat 细胞中CDKN2A和CDKN2B表达显著降低,而在Tal1敲低组中CDKN2A和CDKN2B的表达显著升高,这些研究表明Tal1可能通过抑制CDKN2A和CDKN2B表达,来促进Jurkat 细胞的增殖,为后续的研究奠定基础。

在本研究中,Jurkat-siTal1 与mock1 细胞株相比,CDKN2A和CDKN2B mRNA和蛋白的表达升高,而Jurkat-T1与mock2细胞株相比,CDKN2A和CDKN2B的表达下降,但mRNA水平变化明显,蛋白水平变化不是很明显,这可能是由于两个原因引起的,首先,真核基因表达的转录和翻译发生的时间存在时空间隔,mRNA达到峰值时蛋白量还在增加中;其次,在转录后又会有转录后加工、转录产物的降解、翻译、翻译后加工及修饰等,因此,转录水平和翻译水平并不完全一致。有研究者对124个T-ALL病例进行分析时发现,有64%肿瘤因为发生了CDKN2A基因重排,因此在DNA水平上其表达是缺失的;在超过60%肿瘤中CDKN2A 基因在mRNA水平上也不表达[16],这些发现说明了CDKN2A的缺失在T-ALL中具有重要作用。当然,Tal1也可能通过不同的信号通路来影响细胞的增殖。现有文献报道,Tal1 在细胞内环境的作用下可以与不同的复合DNA亚基结合,引起白血病的发生。Tal1与急性髓细胞白血病1蛋白(RUNX1)和ETS1(P54)能够发生相互作用,这些转录因子是Tal1调节T细胞分化时所要结合一些基因时所必需的,Tal1通过抑制T细胞分化从而引起T细胞肿瘤的形成[17]。在人类肿瘤和老鼠模型中,Tal1高表达与胸腺细胞CD4+CD8+阶段分化阻滞相关,而Jurkat细胞是CD4+CD8+T-ALL细胞,而且TAL1 异常表达,在多种T-ALL分子研究中被应用[2, 5],所以在我们的研究中应用了Jurkat 细胞作为研究对象。Jurkat 细胞属于WT型Tal1高表达的细胞株,为了更确切的说明Tal1对T-ALL细胞增殖的影响,下一步我们还需要选择一株Tal1缺失型细胞株HPB-ALL做进一步研究。

综上所述,本文发现Tal1可以通过抑制CDKN2A和CDKN2B表达来促进Jurkat细胞的增殖。但Tal1促进Jurkat细胞增殖的机制非常复杂,其他相关机制需要进一步研究。

参考文献
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