張曦,陳文俊,黃選章,吳聰聰,林瑞芳,吳劍
肺癌是我國最為高發(fā)的惡性腫瘤,其中非小細(xì)胞肺癌占肺癌的 80%~90%,患者確診后多為中晚期,而造成80%以上非小細(xì)胞肺癌患者死亡的原因是發(fā)生遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移[1]。微小RNA(miRNA)是由內(nèi)源性基因編碼的單鏈非編碼RNA分子,在細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮重要的調(diào)節(jié)功能,在人體的不同組織中miRNAs的表達(dá)水平存在顯著差異[2]。miR-370是一種最早于人體胚胎干細(xì)胞中被克隆出的miRNA,目前發(fā)現(xiàn)其在多種惡性腫瘤中存在表達(dá),參與了對腫瘤發(fā)生和進(jìn)展的調(diào)控作用[3],但其在非小細(xì)胞肺癌中的研究目前鮮有報(bào)道。本研究通過檢測非小細(xì)胞肺癌組織和細(xì)胞系中miR-370的表達(dá)水平,研究其對非小細(xì)胞肺癌細(xì)胞增殖和凋亡的影響,并探討其可能的作用靶點(diǎn),為研究非小細(xì)胞肺癌發(fā)生發(fā)展的分子機(jī)制提供理論參考?,F(xiàn)報(bào)道如下。
1.1 一般資料 選取 2015年 9月至2016年11月來溫州醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院就診的非小細(xì)胞肺癌患者58例,其中男 37例,女 21例;平均年齡(48.2±4.1)歲;術(shù)前均未進(jìn)行任何腫瘤相關(guān)治療。取非小細(xì)胞肺癌組織和正常肺上皮組織新鮮標(biāo)本,標(biāo)本均經(jīng)組織病理學(xué)確診。肺癌細(xì)胞A549、SPC-A1、H460、GLC082和 PC-9及正常肺上皮細(xì)胞EBAS-2B均購自于中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究所。
1.2 方法
1.2.1 RT-PCR法檢測miR-370的表達(dá)采用總RNA提取試劑盒(日本Takara公司)提取新鮮肺組織和肺癌細(xì)胞株中總RNA,反轉(zhuǎn)錄方法合成cDNA,并采取熒光定量PCR試劑盒(日本Takara公司)進(jìn)行PCR反應(yīng),操作過程嚴(yán)格按照試劑盒說明書進(jìn)行。PCR反應(yīng)條件為95 ℃預(yù)變性 15 s,60 ℃ 30 s,72 ℃10 s,一共進(jìn)行40個(gè)循環(huán)。所有反應(yīng)設(shè)3個(gè)重復(fù)。RT-PCR 分析采用 2-△△Ct法,△Ct為目的基因與內(nèi)參基因的CT值比較后再將實(shí)驗(yàn)組與空白對照組進(jìn)行比較,即△△Ct=△CtmiR-370-△CtGAPDH。
1.2.2 CCK-8法檢測miR-370對肺癌細(xì)胞增殖的影響 將肺癌細(xì)胞A549分為3組,分別轉(zhuǎn)染 miR-370 mimics(miR-370模擬物組)、miR-370 inhibitor(miR-370抑制劑組)及無關(guān)序列(空白對照組),用胰酶將細(xì)胞消化5 min,按104個(gè)/孔將細(xì)胞接種于96孔板中,并置于37℃、5%的二氧化碳培養(yǎng)箱中進(jìn)行培養(yǎng) 4 h。取不同時(shí)間點(diǎn)(24、48、72、96 h)采用CCK-8法對肺癌細(xì)胞A549的增殖能力進(jìn)行檢測,每組細(xì)胞設(shè)3個(gè)復(fù)孔并重復(fù)3次實(shí)驗(yàn)。
1.2.3 流式細(xì)胞術(shù)檢測肺癌細(xì)胞凋亡用不含EDTA的胰酶消化肺癌細(xì)胞,將消化好的細(xì)胞進(jìn)行離心10 min,離心條件為500 r/min,4℃;取出離心管后棄上清,加入標(biāo)記緩沖液懸浮細(xì)胞;往細(xì)胞液中加入Annexin V-FITC(南京凱基生物公司),置于室溫孵育15 min,避光。采用流式細(xì)胞儀檢測肺癌細(xì)胞A549的細(xì)胞凋亡情況,每組重復(fù)3次。
1.2.4 雙熒光素酶檢測 將處于對數(shù)生長期的肺癌細(xì)胞 A549接種于96孔板中,每孔體積為100 l,置于二氧化碳培養(yǎng)箱進(jìn)行孵育24 h,按照Lipofectamin 2000(美國Invitrogen公司)說明書進(jìn)行細(xì)胞轉(zhuǎn)染。48 h后取出細(xì)胞并更換培養(yǎng)基,震蕩10 min后進(jìn)行雙熒光素酶實(shí)驗(yàn),采用熒光計(jì)測定熒光值。
1.2.5 Western blot檢測腫瘤壞死因子受體相關(guān)基因4(TRAF-4)蛋白的表達(dá)提取肺癌細(xì)胞株總蛋白,BCA試劑盒測定蛋白濃度。取50 g蛋白進(jìn)行 SDSPAGE電泳,電泳后濕轉(zhuǎn)移至PVDF膜,并放置封閉液中封閉1h,加TRAF-4兔抗人單克隆抗體(1∶1000),4℃孵育過夜,加入羊抗鼠二抗(1∶5 000),置于室溫下?lián)u床孵育1 h,采取ECL化學(xué)發(fā)光法顯色。采用Image J圖像處理軟件進(jìn)行圖像分析,以TRAF-4/-tubulin灰度比值作為TRAF-4的相對表達(dá)水平。
1.3 統(tǒng)計(jì)方法 采用SPSS19.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示,采用 檢驗(yàn)或方差分析。<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1 miR-370在非小細(xì)胞肺癌組織和細(xì)胞中的表達(dá) 非小細(xì)胞肺癌組織中miR-370的平均相對表達(dá)量為(0.366±0.039),而癌旁正常組織中為(1.049±0.171),兩組差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=12.948,P=0.001)。在非小細(xì)胞肺癌細(xì)胞 A549、SPC-A1、H460、GLC082和PC-9中,miR-370的相對表達(dá)量分別為(0.497±0.123)、(0.551±0.161)、(0.513±0.136)、(0.461±0.126) 及(0.378±0.061),與正常肺上皮細(xì)胞差異均有統(tǒng)計(jì)意義(t≥16.148,均P<0.05)。
2.2 miR-370對肺癌細(xì)胞A594細(xì)胞生長的影響 miR-370在轉(zhuǎn)染了 miR-370 inhibitor后表達(dá)顯著降低,而在轉(zhuǎn)染miR-370mimics后顯著升高,見封二彩圖6。轉(zhuǎn)染第4天后,miR-370mimic肺癌細(xì)胞A549的活力顯著低于空白對照組,轉(zhuǎn)染 miR-370 inhibitor的細(xì)胞生長活力顯著升高,與對照組和空白組差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P<0.05)。見封二彩圖7。
2.3 MiR-370對肺癌細(xì)胞凋亡的影響轉(zhuǎn)染miR-370 mimics 72 h后,肺癌細(xì)胞A549的凋亡率從39.0%提高到76.1%,而miR-370 inhibitor組細(xì)胞的凋亡率則為 18.0%,顯著低于空白對照組(=0.000)。見封三彩圖1。
2.4 雙熒光素酶報(bào)告基因檢測TRAF-4 mRNA 3'-UTR與miR-370有互補(bǔ)結(jié)合位點(diǎn),且得分最高。miR-370mimics與野生型 TRAF-4共轉(zhuǎn)染組的細(xì)胞熒光素酶活性顯著下降(P=0.004),而突變型共轉(zhuǎn)染組熒光素酶活性則無明顯變化。同時(shí)在miR-370 inhibitor組和空白對照組中未觀察到熒光素酶活性變化,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.112),見封三彩圖2。
2.5 miR-370對TRAF-4蛋白表達(dá)的影響 細(xì)胞轉(zhuǎn)染24 h后,轉(zhuǎn)染 miR-370 mimics后TRAF-4蛋白的相對表達(dá)量為(0.31±0.05),而 miR-370 inhibitor組的TRAF-4相對表達(dá)量為(2.38±0.33),兩組差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=3.286,P=0.012)。
miR-370是近年來發(fā)現(xiàn)在多種腫瘤中發(fā)揮調(diào)控作用的小分子RNA。研究表明,miRNA與非小細(xì)胞肺癌的發(fā)生、發(fā)展和遷移過程存在緊密聯(lián)系[4]。陳小平[5]發(fā)現(xiàn),miR-370在乳腺癌組織中表達(dá)水平是癌旁正常組織的近6倍,且其表達(dá)與患者腫瘤大小、臨床分期及浸潤程度呈正相關(guān)。Lo等[6]發(fā)現(xiàn),miR-370在人胃癌組織中表達(dá)顯著上調(diào),且其可直接靶向作用于FoxM1基因,上調(diào)miR-370水平可促進(jìn)胃癌細(xì)胞的增殖和侵襲能力。韓玲[7]發(fā)現(xiàn),miR-370在非小細(xì)胞肺癌中的表達(dá)與細(xì)胞的黏附和轉(zhuǎn)移密切相關(guān),沉默miR-370的表達(dá)可顯著升高肺癌細(xì)胞侵襲和轉(zhuǎn)移,且可提高肺癌患者的生存率。TRAF-4是TRAF家族中一員,其主要參與腫瘤壞死因子受體(TNFR)家族的信號傳導(dǎo)[8]。目前多項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn),TRAF-4在乳腺癌、肺癌和結(jié)直腸癌中高表達(dá),通過基因載體的方式抑制TRAF-4的表達(dá)可降低腫瘤細(xì)胞的生長、侵襲和遷移能力[9-10]。Wu等[11]采用慢病毒感染的方式對結(jié)直腸癌細(xì)胞中TRAF-4的表達(dá)進(jìn)行沉默,可抑制結(jié)直腸癌細(xì)胞SW620的增殖,同時(shí)對Akt的活化過程也有較強(qiáng)的抑制作用。Zhang等[12]在肺癌細(xì)胞中過表達(dá)TRAF-4,可發(fā)現(xiàn)肺癌細(xì)胞增殖能力顯著增強(qiáng),同時(shí)可增加S期細(xì)胞比例。
本研究結(jié)果顯示,在非小細(xì)胞肺癌組織和肺癌細(xì)胞系中,miR-370表達(dá)均顯著下調(diào)(均<0.05),表明miR-370在非小細(xì)胞肺癌的發(fā)生發(fā)展過程中可能充當(dāng)了抑癌基因的功能。在對肺癌細(xì)胞A549進(jìn)行細(xì)胞轉(zhuǎn)染后,可觀察到miR-370mimics組在第3天開始生長速度顯著降低,在第4天其生長速度顯著低于空白組,表明miR-370可抑制肺癌細(xì)胞的增殖能力;流式細(xì)胞檢測結(jié)果表明,空白對照組、miR-370 mimics組和miR-370 inhibitor組的細(xì)胞凋亡率分別為 39.0%、76.1%和18.0%,miR-370mimics組細(xì)胞凋亡率顯著高于抑制劑組和空白組(均< 0.05),表明 miR-370對肺癌細(xì)胞的凋亡具有促進(jìn)作用。雙熒光素酶報(bào)告基因檢測結(jié)果顯示miR-370可直接靶向作用與TRAF-4蛋白,同時(shí),Western blotting結(jié)果顯示,miR-370mimics組肺癌細(xì)胞中TRAF-4的表達(dá)量顯著低于空白組,而抑制miR-370的表達(dá)后,肺癌細(xì)胞A549中TRAF-4的表達(dá)則顯著上調(diào),這說明miR-370對肺癌細(xì)胞中TRAF-4的表達(dá)具有抑制作用。
綜上所述,miR-370在非小細(xì)胞肺癌組織和細(xì)胞中低表達(dá),過表達(dá)miR-370可抑制非小細(xì)胞肺癌細(xì)胞的生長,并促進(jìn)細(xì)胞凋亡。因此,miR-370表達(dá)的顯著下調(diào)對于非小細(xì)胞肺癌的診斷提供一定參考,同時(shí)也可能成為肺癌治療的靶向分子之一。