叉头框蛋白A1基因敲除对苯并[a]芘恶性转化细胞THBEc1转录组的影响

目的 研究叉头框蛋白A1(FOXA1)基因敲除对苯并[a]芘(BaP)恶性转化细胞THBEc1转录组的影响,探讨FOXA1在BaP致癌作用中的可能机制.方法 以FOXA1敲除细胞THBEc1-ΔFOXA1-c34和对照细胞THBEc1-ctrl为研究模型,采用Western印迹法测定FOXA1蛋白表达水平,分别采用克隆形成实验和Transwell实验测定细胞增殖和迁移能力.采用二代测序技术检测THBEc1-ΔFOXA1-c34与THBEc1-ctrl细胞间差异表达基因,并通过实时荧光定量PCR(RT-qPCR)对转录组测序结果进行验证.采用DAVID数据库对差异表达基因进行基因本体论(GO)和京都基因与基因百科全书(KEGG)通路富集分析.采用STRING 11.5数据库和Cytoscape 3.8.2对差异基因编码蛋白进行网络分析.结果 THBEc1-ΔFOXA1-c34细胞未检出FOXA1表达,且增殖和迁移能力均低于THBEc1-ctrl(P<0.01).转录组差异分析共检出1332个基因在THBEc1-ΔFOXA1-c34与THBEc1-ctrl细胞间的表达差异倍数>2或<0.5(错误发现率<0.05),其中691个基因在THBEc1-ΔFOXA1-c34中表达高于THBEc1-ctrl,641个基因在THBEc1-ΔFOXA1-c34中表达低于THBEc1-ctrl.RT-qPCR验证的47个基因的表达差异和统计学P值与转录组测序结果一致.差异表达基因涉及多种生物学过程,主要包括血管生成、细胞增殖、迁移、黏附、炎症反应、免疫应答、信号转导〔包括肿瘤坏死因子(TNF)、丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)、磷脂酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶B和转化生长因子β(TGF-β)等通路〕和代谢等.在349个差异表达基因所编码的蛋白质形成的相互作用网络中,共发现分别以C-C趋化因子配体3(CCL3)、O-聚糖合酶葡糖胺基(N-乙酰基)转移酶3(GCNT3)、基质金属蛋白酶3(MMP3)和卷曲蛋白8(FZD8)为种子节点的4个核心功能模块.核心功能模块主要参与免疫应答和炎症反应、O-聚糖加工、胶原分解代谢过程以及典型WNT通路等.结论 敲除FOXA1后BaP恶性转化细胞THBEc1转录组明显改变,增殖和迁移能力明显降低.FOXA1敲除可能通过直接或间接影响TNF,MAPK和WNT等通路抑制细胞增殖和迁移.FOXA1可能作为BaP致癌的潜在生物标志物和肺癌的潜在治疗靶点.