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RNAi體外沉默淋巴管內皮祖細胞VEGFR—3基因表達

2014-10-21 08:22陳永春金海峰謝立平王麗芳張梅李珅高喜仁李靜平
中國醫(yī)藥科學 2014年18期
關鍵詞:內皮陰性新生

陳永春??金海峰??謝立平??王麗芳??張梅??李珅??高喜仁??李靜平

[摘要] 目的 應用聚乙烯亞胺(polyethyleneimine,PEI)包裹淋巴管內皮祖細胞(lymphatic endothelial progenitor cells,LEPCs)血管內皮生長因子受體3(vascular endothelial growth factor receptor-3,VEGFR-3)基因siRNA,體外沉默VEGFR-3基因表達,研究抑制LEPCs分化抗腫瘤淋巴管新生的作用。 方法 Ficoll法分離人臍血單個核細胞,流式細胞儀、免疫熒光分選并鑒定LEPCs。PEI包裹VEGFR-3siRNA并轉染入LEPCs,流式細胞儀檢測轉染效率。RT-PCR和Western blot檢測mRNA和蛋白質水平VEGFR-3基因沉默效果。 結果 VEGFR-3siRNA成功轉入LEPCs,轉染效率30%。VEGFR-3siRNA轉染組LEPCs VEGFR-3mRNA和蛋白表達均降低(P<0.05)。 結論 體外經由PEI介導的siRNA能有效的抑制LEPCs VEGFR-3的表達,為以LEPCs為靶點抑制腫瘤淋巴管新生提供了實驗依據。

[關鍵詞] 淋巴管內皮祖細胞;VEGFR-3;聚乙烯亞胺;siRNA;淋巴管新生

[中圖分類號] R737.14 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-0616(2014)18-11-04

腫瘤淋巴管的新生與腫瘤轉移有密切的聯(lián)系,能否有效抑制腫瘤淋巴管新生成為腫瘤治療的研究熱點。2005年,Wang等[1]繼Salven[2]之后提出了CD34+/CD133+/VEGFR-3+細胞為LEPCs。在趨化因子的作用下,LEPCs動員、遷移至病變組織,血管內皮生長因子-C(vascular endothelial growth factor,VEGF-C)通過VEGF-C/VEGFR-3信號途徑誘導其向淋巴管內皮細胞分化,進而促使新的淋

巴管生成[3-4]。Religa等[5]對淋巴管炎癥角膜小鼠進行輻射處理后輸入骨髓源性的細胞,發(fā)現(xiàn)VEGFR-3+細胞出現(xiàn)在新生淋巴管中;Bogos等[6]檢測到小細胞肺癌患者血中CD34與VEGFR-3雙陽性細胞明顯增多,且與癌細胞淋巴結轉移呈正相關。上述結果提示,VEGFR-3在LEPCs參與的腫瘤淋巴管的新生中起重要作用[7],如果我們靶向阻斷VEGFR-3來抑制VEGF-C/VEGFR-3信號途徑參與的腫瘤淋巴管新生,可達到抗腫瘤淋巴轉移的目的。

RNAi是將與靶基因的mRNA同源互補的dsRNA導入細胞,特異性地降解靶基因的mRNA,從而產生相應的功能表型缺失的技術。本實驗應用RNAi技術,擬將與VEGFR-3同源的siRNA轉染入LEPCs,抑制其分化為淋巴管內皮細胞,從而達到抗淋巴管新生的目的,為抗腫瘤淋巴管新生提供實驗依據和方法。

1 材料與方法

1.1 主要試劑與儀器

DMEM(Gibco),兔抗人VEGFR-3(Santa cruz),小鼠抗人CD133、CD34(Diagnostica),胎牛血清(四季青,杭州天杭生物科技有限公司),羊抗兔IgG FITC(Chemicon),羊抗小鼠IgG PE(Chemicon),羊抗兔IgG TRITC(Jackson),Trizol(Invitrogen),cDNA反轉錄試劑盒(Fermentas),Ladder DNA、蛋白質marker(Bio-rad),蛋白提取試劑盒(pierce),PEI(25kDa,Sigma Aldrich)。

流式細胞儀(FACS Calibur,F(xiàn)ACSAria,BD);PCR儀(9600型,PE);轉膜儀和蛋白電泳儀(Bio-rad);恒溫培養(yǎng)箱(Heraeu);Olympus熒光顯微鏡、相差倒置顯微鏡(Nikon)。

1.2 單個核細胞的分離

取50~60mL足月正常分娩胎兒臍血,加入103 IU肝素。按Ficoll液密度梯度離心法[8]分離單個核細胞。將靜置后的上部血液等量稀釋后加于Ficoll液面上,F(xiàn)icoll液與稀釋血液的比例約為1∶2,離心(360g,25min)。將含有單個核細胞的液段移至另一離心管,PBS混懸后離心(250g,12min),收集細胞。

1.3 LEPCs的分選

用PBS(含1%BSA)清洗細胞,PBS混懸細胞,調整細胞密度1×107個/mL,加兔抗人VEGFR-3(1∶100),4℃孵育55min。用PBS洗3次,加1∶100 TRITC標記的羊抗兔IgG,4℃孵育30min。PBS清洗后,用DMEM(含2.5%FBS)重懸細胞[9],F(xiàn)ACS Aria流式細胞儀分選VEGFR-3陽性細胞。將分選出的細胞培養(yǎng)后進行免疫熒光鑒定CD34和CD133的表達[4]。

1.4 VEGFR-3 siRNA抑制率的檢測

1.4.1 VEGFR-3 siRNA的設計(表1)與合成(上海生工)

1.4.2 體外轉染 (1)siRNA/PEI溶液的制備:將制得的PEI載體溶液(1mg/mL)滴加入siRNA溶液(1μg)中(N/P=8),振蕩,室溫孵育30min。(2)每

孔4×104個細胞接種于24孔板至細胞匯合度40%~60%,PBS清洗,加入無血清的DMEM。(3)將siRNA/PEI溶液分別加入細胞中輕輕混勻,轉染6h后,更換完全培養(yǎng)基。熒光顯微鏡觀察后消化細胞,流式細胞儀分析轉染效率。

1.4.3 半定量RT-PCR 實驗分五組:空白轉染組、對照轉染組、siRNA a組、siRNA b組、siRNA c組。體外轉染同上,各組細胞數(shù)1×107,更換完全培養(yǎng)液培養(yǎng)至48h[10]。將Trizol 1mL加入培養(yǎng)皿中,吹打數(shù)次,將細胞裂解液轉至1.5mL EP管中,室溫靜置5min;加入氯仿0.2mL,振蕩15s,室溫放置10min,12 000rpm,4℃離心10min;將上層液體移至另一個1.5mL EP管中,加異丙醇0.5mL,冰上放置10min,12 000rpm,4℃離心10min;棄上清加75%乙醇1mL渦旋振蕩,8000rpm,4℃離心5min。棄去上清,干燥沉淀,加入40μL DEPC水溶解RNA。RT的反應條件:30℃10min,45℃ 30min,99℃ 5min,4℃ 5min;PCR反應條件:94℃ 2min,然后94℃ 30s,54℃ 45s,72℃ 1min,30個循環(huán)。VEGFR-3引物序列(f)5'TTTGTGGAGGGAAAGAATAAGA3'(r)5'GGACAGGTTGAGGGGCTA3'由上海生工合成,擴增產物進行1.5%瓊脂糖凝膠電泳。每組分別取3個樣本,實驗重復3次。endprint

1.4.4 Western blot 轉染步驟同上,轉染后培養(yǎng)72h,棄培養(yǎng)基,用0.01M PBS浸洗2次。加入RIPA蛋白提取試劑,冰上裂解25min;用刮勺將細胞刮取至1.5mL EP管中(冰上操作),12 000rpm,4℃離心12min,上清液轉移至EP管中,BCA法測蛋白含量。各組上樣量相同,SDS-PAGE電泳分離蛋白,將凝膠上的蛋白用濕式電轉移到PVDF膜上,用含3%BSA封閉液封閉,然后1mL兔抗人VEGFR-3抗體稀釋液(1∶200)處理,以同樣的方式加入HRP標記的羊抗兔IgG孵育2h。用ECL法顯影。

1.5 統(tǒng)計學分析

數(shù)據均經SPSS13.0軟件進行處理,用()表示;多組間的比較采用單因素方差分析,P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 體外轉染結果

N/P=8時,流式細胞儀檢測siRNA/PEI轉染組轉染效率為30%。

2.2 各組VEGFR-3 siRNA抑制VEGFR-3表達的分析

2.2.1 半定量RT-PCR結果分析 各組VEGFR-3mRNA表達結果顯示,空白與陰性轉染組之間無差異,siRNA a組、siRNA b組、siRNA c組與空白轉染組和陰性轉染組比較均有顯著差異,其中siRNA a組抑制效率最高(圖1)。

Marker 空白 陰性 a b c

GAPDH(590bp)

VEGFR-3(261bp)

A

B

A:VEGFR-3siRNA/PEI轉染LEPCs48h各組VEGFR-3mRNA的表達。B:統(tǒng)計學結果siRNA a組、siRNA b組、siRNA c組與空白轉染組和陰性轉染組比較有統(tǒng)計學意義,#P<0.05,*P<0.01,siRNAa組與siRNAb組、siRNAc組比有統(tǒng)計學意義P<0.05

圖1 半定量RTPCR結果分析

2.2.2 Western blot檢測結果分析 轉染各組細胞VEGFR-3蛋白表達結果顯示,空白與陰性轉染組之間無差異siRNA a組、siRNA b組、siRNA c組與空白轉染組和陰性轉染組比較均有顯著差異,其中siRNA a組抑制效率最高(圖2)。此結果在蛋白水平上符合半定量RT-PCR的實驗結果。

空白 陰性 a b c

VEGFR-3165KD

β-actin 43KD

C

D

C:VEGFR-3siRNA/PEI轉染LEPCs72h各組VEGFR-3蛋白的表達。D:統(tǒng)計學結果siRNA a組、siRNA b組、siRNA c組與空白轉染組和陰性轉染組比較有統(tǒng)計學意義,#P<0.05,*P<0.01,siRNAa組與siRNAb組、siRNAc組比有統(tǒng)計學意義,P<0.05

圖2 Westem blot 檢測結果

3 討論

在腫瘤轉移過程中,腫瘤細胞可經新生的淋巴管轉移[11],抑制腫瘤淋巴管新生對腫瘤治療至關重要。LEPCs參與腫瘤淋巴管新生已成為研究熱點[12]。LEPCs可遷移和定居到腫瘤,參與腫瘤淋巴管新生[3,13-14]。關于LEPCs參與淋巴管新生的機制尚未完全明確。本實驗在體外將VEGFR-3siRNA轉染入LEPCs。裸siRNA分子易降解且靶向性差,目前多采用借助載體給藥,陽離子聚合物具有較低的免疫原性和細胞毒性多被應用于研究[15]。PEI是一種被廣泛用于DNA和siRNA等的陽離子聚合物載體,通過形成納米粒包裹siRNA后給藥[16]。

本研究采用分子量為25KDa的PEI為載體介導VEGFR-3siRNA的轉染,成功轉染VEGFR-3siRNA進入LEPCs內,用RT-PCR和Western blot檢測mRNA和蛋白質表達,證實了VEGFR-3siRNA對靶基因VEGFR-3的沉默效果。說明通過利用RNAi技術能夠在體外靶向抑制LEPCs VEGFR-3的表達,進而干擾VEGF-C/VEGFR-3信號途徑,抑制其分化和淋巴管新生。如果以體外實驗結果作為基礎,將VEGFR-3siRNA導入LEPCs并靶向于腫瘤,可能會抑制淋巴管新生引起的腫瘤轉移。

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(收稿日期:2014-06-18)endprint

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