مهار بيان ژن نوكليوستمين به واسطه siRNA باعث مهار رشد، توقف چرخه سلولي و القاي آپوپتوز در رده سلولي K562 لوسمي انساني مي‎شود

Nucleostemin gene silencing by siRNA and growth inhibition, cell cycle arrest, and apoptosis induction of K562 leukemia cell line

چكيده زمينه و هدف: نوكليوستمين نقش عمده‎اي در كنترل رشد و خودنوزايي سلول‎هاي بنيادي و سرطاني ايفا مي‎كند. بنابراين مهار بيان نوكليوستمين مي‎تواند به عنوان عامل بالقوه در درمان سرطان محسوب شود. در مطالعه حاضر، اثرات سركوب بيان ژن نوكليوستمين در رده سلولي K562 مورد بررسي قرار گرفته است. مواد و روش‎ها: در اين مطالعه تجربي، پس از تيمار سلول‎هاي K562 با siRNA اختصاصي نوكليوستمين، تغيير در الگوي بيان نوكليوستمين با واكنش رونويسي معكوس نيمه كمي بررسي گرديد. آزمون دفع رنگ تريپان بلو و آزمون جذب نمك تترازوليوم و ميكروسكوپ فلورسنت به ترتيب به منظور بررسي مهار رشد و مرگ سلولي سلول‎هاي K562 به كار گرفته شد. از فلوسايتومتري براي بررسي اثرات مهار ژن نوكليوستمين بر چرخه سلولي استفاده گرديد. يافته‎ها: نتايج نشان داد كه ژن نوكليوستمين بيان بالايي در سلول‎هاي K562 دارد. تيمار سلول‎هاي K562 باsiRNA اختصاصي نوكليوستمين در غلظت 200 نانومولار پس از 48 ساعت، سطح mRNA نوكليوستمين را در مقايسه با سلول‎هاي كنترل به ميزان 55 درصد مهار كرد. 48 ساعت پس از ترانسفكشن، رشد سلول‎ها به ميزان 7/33 درصد كاهش يافت. هم‎چنين مهار بيان ژن نوكليوستمين منجر به مهار چرخه سلولي در مرحله G1 شد. نتايج حاصل از ميكروسكوپ فلوروسنت نشان داد كه آپوپتوز، 48 ساعت پس از خاموشي بيان ژن نوكليوستمين رخ مي‎دهد. نتيجه گيري: با توجه به اثرات قوي مهار رشدي و آپوپتوزي siRNA نوكليوستمين در سلول‎هايK562 لوسمي ميلوييد انساني، خاموشي بيان اين ژن مي‎تواند به عنوان يك هدف بالقوه در مهار سلول‎هاي K562، به عنوان مدل سلول بنيادي لوسمي ميلوييدي مزمن باشد. واژگان كليدي: آپوپتوز، لوسمي ميلوييدي مزمن، نوكليوستمين، siRNA

Abstract Background: Nucleostemin plays a critical role in controlling proliferation and self-renewal of stem cells and cancer cells. Thus, inhibition of nucleostemin expression could be a potent therapeutic approach in cancer treatment. In the present study, the effects of nucleostemin gene silencing in K562 cell line were studied. Materials and Methods: In this experimental study, after transfecting NS-specific siRNA into K562 cells, changes in nucleostemin gene expression pattern were determined by semi-quantitative reverse transcription polymerase chain reaction (RT-PCR). Trypan blue exclusion test, MTT assay, and fluorescent microscopy were used to evaluate the growth inhibition and apoptosis of K562 cells, respectively. Flow-cytometery was utilized for evaluating the effects of nucleostemin gene silencing on cell cycle. Results: The results showed the high expression of nucleostemin gene in K562 cells. NS-siRNA transfection into K562 cells at 200 nM inhibited the nucleostemin mRNA level up to 55% after 48 hours when compared to corresponding control cells. Forty eight hours after transfection, the cell growth decreased up to 33.7%. In addition, the silencing of nucleostemin induced G1 cell cycle arrest. Furthermore, fluorescent microscopy assays indicated that apoptosis occurred 48 hours after silencing nucleostemin gene expression. Conclusion: Noticing the potent growth inhibitory and apoptotic effects of nucleostemin siRNA in human myeloid leukemia K562 cells, silencing this gene can be a potential target for inhibiting K562 cells as the stem cell model of chronic myeloid leukemia. Keywords: Apoptosis, Chronic myelogenous leukemia, Nucleostemin, SiRNA