慢病毒载体介导的HDAC4过表达对结直肠癌细胞的转录组学分析

摘要

目的 构建组蛋白去酰化酶4(histone deacetylase 4,HDAC4)过表达的结直肠癌细胞株SW480,进行转录组测序，对差异表达基因进行基因本体论(gene ontology, GO)和京都基因与基因组百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and gnomes, KEGG)通路富集分析，挖掘相关转录因子和通路，并利用实时荧光定量聚合酶链式反应(real-time fluorescence quantitative polymerase chain reaction, qRT-PCR)和免疫印迹法(Western-blotting, WB)验证。方法 首先，从公共数据库NCBI获取HDAC4的氨基酸序列，利用MEGA7.0构建HDAC4的进化树，SMART软件预测HDAC4的结构域，STRING网站预测HDAC4的互作靶标因子，并进行GO/KEGG富集分析；随后，构建慢病毒过表达载体pCDH-CMV-HDAC4-10xHis-EF1a-copGFP-T2A-Puro,通过嘌呤霉素进行筛选得到稳定表达的SW480;最后，将稳定表达HDAC4的SW480进行转录组测序和分析，并对结果进行qRT-PCR和WB验证。结果 生物进化树和结构域分析显示HDAC4在进化树相对保守，其含有组蛋白去乙酰酶结构域，能够乙酰化其他蛋白；STRING网站预测HDAC4参与细胞周期过程；转录组结果发现，与对照SW480相比，HDAC4-OE中有450个基因表达上调，182个基因表达下调，分析差异表达基因发现HDAC4-OE与结直肠癌细胞的跨膜运输、细胞周期、细胞自噬和细胞凋亡密切相关，预测HDAC4可能诱导细胞自噬，从而影响结直肠癌增殖和迁移；qRT-PCR与基因RNA测序结果一致；WB结果证实过表达HDAC4能够诱导结直肠癌细胞自噬的发生。结论 HDAC4在进化树上相对保守，成功构建pCDH-CMV-HDAC4-10xHis-EF1a-copGFP-T2A-Puro质粒，并在人源结直肠癌细胞系SW480中验证了其过表达效果，转录组数据和实验验证分析发现HDAC4调控结直肠癌的细胞自噬过程，为深入研究HDAC4在结直肠癌的生物学功能打下基础。

关键词

HDAC4 / 结直肠癌 / 转录组 / 细胞自噬