EGCG對人腦膠質瘤U251細胞SHP1表達的影響

吳炳山，程宏偉，王衛紅，李志范，謝玉環，何昊沅，楊露露，董浩(安徽醫科大學第一附屬醫院，合肥230032)

EGCG對人腦膠質瘤U251細胞SHP1表達的影響

吳炳山，程宏偉，王衛紅，李志范，謝玉環，何昊沅，楊露露，董浩
(安徽醫科大學第一附屬醫院，合肥230032)

摘要:目的觀察表沒食子兒茶素沒食子酸酯(EGCG)處理后人腦膠質瘤U251細胞SHP1表達及其啟動子區甲基化情況的變化，并探討其對U251細胞增殖的影響及機制。方法以不同濃度的EGCG處理對數生長期的U251細胞，采用CCK-8法檢測細胞增殖變化，RT-PCR及Western blotting法檢測U251細胞SHP1基因及蛋白表達，MSP法檢測EGCG處理后SHP1啟動子區甲基化。結果經不同濃度EGCG處理后，U251細胞增殖被抑制，EGCG的抑制作用呈濃度依賴性; U251細胞中SHP1 mRNA的相對表達量及蛋白表達水平明顯升高; SHP1啟動子區的甲基化水平發生了翻轉，由高甲基化轉變為低甲基化。結論EGCG可能通過引起人腦膠質瘤U251細胞SHP1啟動子區去甲基化使SHP1表達增加，從而抑制細胞增殖。

關鍵詞:膠質母細胞瘤;表沒食子兒茶素沒食子酸酯;細胞增殖;蛋白酪氨酸磷酸酶; DNA甲基化

膠質母瘤是最常見的并最有侵襲性的惡性原發腦腫瘤，惡性程度高，治療效果差，對人類健康危害極大［1，2］。多酚是一類提取于蔬菜水果的化合物的統稱，除了具有抗氧化作用，還具有較強的抗腫瘤活性。表沒食子兒茶素沒食子酸酯(EGCG)是一種常見多酚，在綠茶中含量很高;研究發現，EGCG能抑制膠質瘤細胞增殖并促進其凋亡，但作用機制目前尚不清楚［3］。SHP1是蛋白酪氨酸磷酸酶(PTP)家族的重要成員，與腫瘤發生密切相關［4］。2014年7 ～12月，我們使用EGCG處理膠質瘤U251細胞，檢測其SHP1的表達及其啟動子區甲基化情況的變化，進一步探討其對U251細胞增殖的影響及其機制。

1　材料與方法

1.1材料U251細胞購自協和醫科大學基礎醫學研究所細胞中心，細胞培養基及胎牛血清(FBS)購自Gibco公司，EGCG購自Sigma-Aldrich公司，PCR試劑購自TAKaRa公司，Cell Counting Kit-8購自Dojindo公司，Rabbit anti-SHP1 Antibody購自CST公司，Goat anti-Rabbit HRP-IgG(H+ L) Antibody購自中杉金橋公司，引物合成由Invitrogen公司完成，基因測序由上海生工公司完成。

1.2U251細胞培養U251細胞用含有10% FBS的高糖DMEM培養基培養，酌情加入或不加入青霉素、鏈霉素，置于37℃含5% CO2的恒溫培養箱，培養70%～80%時傳代。吸去培養基，用37℃預熱的PBS洗1次，棄去PBS，加入預熱的0.25%的胰蛋白酶(直徑10 cm平皿加入約1 mL)消化約2 min，并在倒置顯微鏡下觀察。不時搖動培養瓶，至細胞基本回縮變圓，輕輕拍打培養瓶，使細胞與底脫離，加入適量預熱新鮮全培養基中和胰酶，小心吹打使細胞與壁脫離，防止聚集成團。細胞以1 000 r/min離心5 min，重懸，可直接根據經驗按1∶5～1∶3傳代，或計數后按實驗需要傳代。每周約傳代兩次，保持細胞處于對數生長狀態。傳代后的細胞置于培養箱繼續培養。

1.3EGCG處理U251細胞EGCG 50 mmol/L溶于無菌水中，－20℃保存，使用前解凍，原則上不反復凍融。處理前1 d細胞計數傳代，24 h后細胞生長70%～80%匯合。按需要濃度取相應量EGCG，加入到預熱后的新鮮全培養基中，反復吹打使之充分溶解。吸除培養板內的陳舊培養基，加入含有藥物的培養基，置于培養箱培養到指定時間，收集細胞備用。

1.4U251細胞增殖抑制測定采用CCK-8法。在96孔板中配制100 μL的細胞懸液，每孔加入5 ×103～1×104個細胞，設5個復孔，將培養板在培養箱預培養24 h。更換新鮮培養基，向培養板中加入含EGCG不同濃度(0、12.5、25、50、100、200 μmol/L)的培養基，將培養板在培養箱孵育24 h，向每孔加入10 μL CCK-8溶液。將培養板在培養箱內孵育2 h，用酶標儀測定在波長450 nm處的吸光度，得出EGCG不同濃度處理后U251細胞存活率，并作出細胞增殖抑制曲線。

1.5U251細胞SHP1基因表達檢測采用RTPCR法。將細胞樣品使用Total RNA KitⅠ提取細胞RNA，紫外分光光度測定儀測定RNA樣品在波長260、280 nm處的吸光度A260和A280，根據A260/A280比值，估測RNA質量。用TaKaRa公司PrimeScriptⅡ1st Strand cDNA Synthesis Kit將提取的細胞RNA反轉錄為cDNA，用TaKaRa公司Premix Ex TaqTMVersion 2.0 (Loading dye mix)以反轉錄的cDNA為模板擴增，測定SHP1基因相對表達量。

1.6U251細胞SHP1蛋白表達檢測采用Western blotting法。將細胞樣品裂解，提取細胞總蛋白(裂解液中加入Halt蛋白酶抑制劑和磷酸酶抑制劑)，測定蛋白濃度。蛋白樣品行SDS-PAGE電泳，而后轉至PVDF膜上，封閉，分別加入一抗和二抗孵育，洗膜后發光顯影，使用凝膠成像系統分析結果。

1.7EGCG處理后SHP1啟動子區甲基化檢測采用MSP法。使用TaKaRa Universal Genomic DNA Extraction Kit提取基因組，提取得到的基因組DNA通過吸光度測定后定量，而后將DNA用NaOH及對苯二酚處理后加入亞硫酸氫鈉避光水浴進行修飾并純化，最后行PCR擴增及核酸電泳。

1.8統計學方法采用SPSS13.0統計軟件。計量資料用珋x±s表示，并進行正態性及方差齊性檢驗，組間比較采用單因素方差分析。P＜0.05為差異有統計學意義。

2　結果

2.1EGCG對U251細胞增殖的抑制作用不同濃度(0、12.5、25、50、100、200 μmol/L) EGCG處理U251細胞24 h后細胞增殖抑制情況見圖1。U251細胞經12.5 μmol/L EGCG處理后對其增殖無明顯影響，而經25 μmol/L及以上濃度的EGCG處理后，增殖明顯抑制。即隨著EGCG濃度的增高，對細胞增殖的抑制作用增強，EGCG對U251細胞增殖的抑制呈濃度依賴性(P＜0.05)。

2.2EGCG處理后U251細胞中SHP1基因及蛋白表達經0、40、80 μmol/L的EGCG處理后U251細胞中SHP1 mRNA的相對表達量分別為1.00± 0.00、2.48±0.11、4.34±0.19，三者比較差異有統計學意義(P＜0.05)。不同濃度EGCG處理后U251細胞中SHP1蛋白表達差異有統計學意義(P ＜0.05)。見圖2。

2.3EGCG處理后U251細胞SHP1啟動子區的去甲基化狀態經DNA甲基轉移酶(DNMT) DAC處理證實在U251細胞中SHP1啟動子區高度甲基化;經40 μmol/L EGCG處理后U251細胞的SHP1啟動子的甲基化水平發生了翻轉，即由高甲基化轉變為低甲基化，在凝膠電泳上表示為甲基化條帶消失，證實EGCG 對SHP1啟動子區甲基化狀態的翻轉作用。見圖3。

3　討論

對腫瘤來說，DNA甲基化是一種保持基因長期沉默的手段;通常情況下，DNA甲基化狀態應受到嚴格控制。但在一些特殊情況下，DNA甲基化的狀態可能發生變異，由此對基因表達的調控就有所松動，這是腫瘤發生的遺傳基礎。抑癌基因啟動子區的高度甲基化和全基因組的低甲基化促進了腫瘤基因表達的沉默和整個基因組狀態的不穩定［5］。全基因組低甲基化與癌細胞染色質重構和核異常息息相關，引發了染色體的不穩定。不過，DNA甲基化狀態是可以改變的。表觀遺傳調控有關的治療可使DNA甲基化的狀態恢復正常，并防止細胞繼續發生甲基化，從而使一些基因的表達沉默。使用去甲基化藥物可以控制細胞的增殖、分化、調亡以及其他內環境狀態。抑制DNMT活性是降低DNA甲基化最有效的一種方法［6，7］。DNA甲基化抑制劑有兩大類，一類是擬核苷劑［8，9］，一類是非擬核苷劑。有研究將DNA甲基化抑制劑和組蛋白去乙?；种苿┙Y合起來，發現二者在抑制腫瘤的基因表達和生長方面有協同作用［10］。

EGCG是綠茶中最為常見的活性成分，其能夠通過多種途徑抑制腫瘤細胞增殖，促進細胞凋亡。本研究證實EGCG能夠抑制U251細胞的增殖，并且這一抑制作用隨著EGCG濃度增大而增強。有研究報道，EGCG能夠引起多種腫瘤細胞的周期停滯［3］，但至于是引起G1期還是G2/M期停滯，依據細胞不同而不同，較低濃度的EGCG即能引起細胞周期停滯［3］。另外，G2/M期停滯可以引起細胞調亡，起到抑制腫瘤的作用。研究發現，在人類膠質瘤組織中SHP1因為啟動子區高度甲基化而表達被沉默，并且發現SHP1啟動子區甲基化水平與膠質瘤的惡性程度密切相關［4］。本研究發現，EGCG能夠使膠質母細胞瘤的SHP1啟動子序列內的CpG島去甲基化，并從轉錄水平提高SHP1的表達。事實上，SHP1確實能夠通過啟動子區去甲基化的改變而調節表達［11］。當膠質母細胞瘤細胞中SHP1表達升高，細胞增殖受到抑制。因此，EGCG引起SHP1的表達升高可能會在膠質瘤細胞凋亡中起作用。由此推測，EGCG是通過表觀遺傳調節作用，使SHP1啟動子區去甲基化調節其表達，從而起到抑制膠質瘤細胞增殖的作用。另外，異常的DNA甲基化狀態也有可能由組蛋白修飾狀態所調節，特別是組蛋白賴氨酸的乙?；?。EGCG能夠抑制CBP/p300，從而通過抑制組蛋白乙?；D移酶削弱組蛋白的乙?；癄顟B。

綜上所述，EGCG可能通過引起人腦膠質瘤U251細胞SHP1啟動子區去甲基化使SHP1的表達增加，從而抑制U251細胞增殖。此為表觀遺傳途徑治療膠質瘤提供了依據，也為SHP1作為膠質瘤的治療靶點提供了線索。

參考文獻:

［1］Van Meir EG，Hadjipanayis CG，Norden AD，et al.Exciting new advances in neuro-oncology: the avenue to a cure for malignant glioma［J］.CA Cancer J Clin，2010，60(3) : 166-193.

［2］Anton K，Baehring JM，Mayer T.Glioblastoma multiforme: overview of current treatment and future perspectives［J］.Hematol Oncol Clin North Am，2012，26(4) : 825-853.

［3］Rahman AA，Makpol S，Jamal R，et al.Tocotrienol-rich fraction，6-gingerol and epigallocatechin gallate inhibit proliferation and induce apoptosis of glioma cancer cells［J］.Molecules，2014，19 (9) : 14528-14541.

［4］Zhang L，Wang M，Wang W，et al.Incidence and prognostic value of multiple gene promoter methylations in gliomas［J］.J Neurooncol，2014，116(2) : 349-356.

［5］van Vliet J，Oates NA，Whitelaw E.Epigenetic mechanisms in the context of complex diseases［J］.Cell Mol Life Sci，2007，64(12) : 1531-1538.

［6］Issa JP，Garcia-Manero G，Giles FJ，et al.Phase 1 study of lowdose prolonged exposure schedules of the hypomethylating agent 5-aza-2＇-deoxycytidine (decitabine) in hematopoietic malignancies ［J］.Blood，2004，103(5) : 1635-1640.

［7］Issa JP，Gharibyan V，Cortes J，et al.Phase II study of low-dose decitabine in patients with chronic myelogenous leukemia resistant to imatinib mesylate［J］.J Clin Oncol，2005，23 (17) : 3948-3956.

［8］Kaminskas E，Farrell A，Abraham S，et al.Approval summary: azacitidine for treatment of myelodysplastic syndrome subtypes［J］.Clin Cancer Res，2005，11(10) : 3604-3608.

［9］Aparicio A，Eads CA，Leong LA，et al.Phase I trial of continuous infusion 5-aza-2＇-deoxycytidine［J］.Cancer Chemother Pharmacol，2003，51(3) : 231-239.

［10］Rudek MA，Zhao M，He P，et al.Pharmacokinetics of 5-azacitidine administered with phenylbutyrate in patients with refractory solid tumors or hematologic malignancies［J］.J Clin Oncol，2005，23(17) : 3906-3911.

［11］Chim CS，Fung TK，Cheung WC，et al.SOCS1 and SHP1 hypermethylation in multiple myeloma: implications for epigenetic activation of the Jak/STAT pathway［J］.Blood，2004，103 (12) : 4630-4635.

·基礎研究·

Influence of EGCG on SHP1 expression in human glioblastoma U251 cell line

WU Bing-shan，CHENG Hong-wei，WANG Wei-hong，LI Zhi-fan，XIE Yu-huan，HE Hao-yuan，YANG Lu-lu，DONG Hao
(The First Affiliated Hospital of Anhui Medical University，Hefei 230032，China)

Abstract:Objective To observe the SHP1 expression changes and methylation in the promoter region of human glioblastoma U251 cell line after the treatment of Epigallocatechin Gallate(EGCG)，and to investigate the effect and mechanism of EGCG on the cell proliferation of U251 cell line.Methods U251 cells in the logarithmic phase were treated by different concentrations of EGCG.The cell proliferation was detected by CCK-8.The SHP1 gene and protein expression of U251 cells was evaluated by RT-PCR or Western blotting.MSP was used to testify methylation in the promoter region of SHP1 after EGCG treatment.Results After the treatment of different concentrations of EGCG，the proliferation of U251 cell was inhibited，and the inhibitory effect was in a concentration-dependent manner.The SHP1 mRNA and protein expression was elevated in U251 cells，and the promoter methylation of SHP1 was reversed from hypermethylation to hypomethylation.Conclusions EGCG may increase SHP1 expression by causing the methylation in the promoter region of SHP1 of the human glioblastoma U251 cell line，and thus inhibit the proliferation of U251 cell.

Key words:glioblastoma; Epigallocatechin Gallate; cell proliferation; protein tyrosine phosphatase; DNA methylation

(收稿日期:2015-03-12)

通信作者簡介:程宏偉(1975-)，男，主任醫師，研究方向為腦部腫瘤的發病機制及臨床治療。E-mail: chw001@163.com

作者簡介:第一吳炳山(1985-)，男，主治醫師，研究方向為膠質瘤發病機制及臨床治療。E-mail: wubingshan@ gmail.com

文章編號:1002-266X(2015)21-0020-04

文獻標志碼:A

中圖分類號:R739.41

doi:10.3969/j.issn.1002-266X.2015.21.007