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(中山大學(xué)附屬第八醫(yī)院(深圳福田)婦產(chǎn)科,廣東 深圳 518033)
卵巢癌的發(fā)病率僅次于乳腺癌和宮頸癌,死亡率占所有婦科惡性腫瘤死亡率之首,是嚴(yán)重危害女性健康的惡性腫瘤之一[1]。卵巢位于盆腔內(nèi),位置深、發(fā)病隱匿,早期無明顯癥狀,70%以上的患者發(fā)現(xiàn)時(shí)已進(jìn)展為晚期[2]。手術(shù)根治和化療是治療卵巢癌的首選方法,但臨床效果不盡人意,晚期患者5年生存率低至25%~30%[3]。所以探討卵巢癌的發(fā)病機(jī)制對(duì)于其臨床防治具有重要意義。中心體相關(guān)蛋白55(centrosomal protein of 55,CEP55)是卷曲螺旋蛋白家族成員之一,錨定微管聚合相關(guān)蛋白,參與紡錘體的形成,從而調(diào)控細(xì)胞周期[4-5]。研究顯示,CEP55與胃癌[6]、乳腺癌[7]等多種惡性腫瘤的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)。然而有關(guān)CEP55與卵巢癌生物學(xué)行為的關(guān)系,鮮有文獻(xiàn)報(bào)道。本研究通過慢病毒介導(dǎo)siRNA干擾CEP55表達(dá),觀察其對(duì)細(xì)胞增殖、凋亡、侵襲和遷移等生物學(xué)行為的影響,從而為卵巢癌的臨床防治提供一定的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
1.1實(shí)驗(yàn)材料卵巢癌SKOV3細(xì)胞株(中國科學(xué)院上海細(xì)胞庫);SPF級(jí)雄性BABL/c小鼠,6~8周齡(上海斯萊克實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心,許可證號(hào)SCXK滬2012-0005);RM-1640培養(yǎng)基、胎牛血清、胰蛋白酶(Gibco公司,美國);CEP55 siRNA慢病毒載體(System Biosciences公司,美國);逆轉(zhuǎn)錄PCR試劑盒(ABI Applied Biosystems公司,美國);TRIzol法RNA提取試劑盒(Invitrogen公司,美國);兔抗人CEP55一抗、HRP標(biāo)記的羊抗兔二抗、BAD顯色試劑盒(Santa Cruz公司,美國);噻唑藍(lán)(Sigma公司,美國);TUNEL細(xì)胞凋亡檢測(cè)試劑盒(羅氏公司,瑞士);超凈工作臺(tái)、恒溫CO2培養(yǎng)箱、酶標(biāo)儀(Thermo Scientific公司,美國);低溫高速離心機(jī)、微量移液槍(Eppendorff公司,美國);倒置熒光顯微鏡(Olympus公司,日本)。
1.2實(shí)驗(yàn)方法SKOV3細(xì)胞株接種于RM-1640培養(yǎng)基(10%胎牛血清+100 U/mL青霉素+100 U/mL鏈霉素);置于37 ℃,5% CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng),隔天換液,細(xì)胞融合至85%時(shí),用0.25%的胰蛋白酶消化后傳代。
1.3CEP55 siRNA慢病毒轉(zhuǎn)染SKOV3細(xì)胞及穩(wěn)定轉(zhuǎn)染細(xì)胞株篩選取對(duì)數(shù)生長期的SKOV3細(xì)胞接種于6孔板,細(xì)胞長滿至60%時(shí),隨機(jī)分為3組進(jìn)行實(shí)驗(yàn):(1)CEP55組:用CEP55 siRNA慢病毒(MOI=50)轉(zhuǎn)染細(xì)胞,(2)陰性對(duì)照組:用不含CEP55 siRNA基因的慢病毒(MOI=50)轉(zhuǎn)染細(xì)胞,(3)空白對(duì)照組:不處理,未用慢病毒轉(zhuǎn)染。轉(zhuǎn)染48h后計(jì)算轉(zhuǎn)染效率=(熒光表達(dá)細(xì)胞數(shù)目/白光視野細(xì)胞總數(shù))×100%。
取上述各組細(xì)胞接種于6孔板內(nèi),分批次加入0、1、2、3、4、5μg/mL的嘌呤霉素,14天內(nèi)讓所有細(xì)胞死亡的最低濃度嘌呤霉素即為最佳篩選濃度。再取上述各組細(xì)胞接種于6孔板,孵育24 h后加入最佳篩選濃度的嘌呤霉素,隔天更換新的培養(yǎng)液(含最佳篩選濃度的嘌呤霉素),連續(xù)培養(yǎng)10天,收集抗性細(xì)胞,獲得穩(wěn)定抑制CEP55表達(dá)的轉(zhuǎn)染細(xì)胞株。
1.4RT-CR和Western blot檢測(cè)CEP55表達(dá)(1)收集各組細(xì)胞,Trizol法提取細(xì)胞總RNA,A260/A280比值1.8~2.0提示樣品RNA滿足實(shí)驗(yàn)要求,按逆轉(zhuǎn)錄試劑盒操作反轉(zhuǎn)錄成cDNA,進(jìn)行PCR擴(kuò)增分析,引物委托上海吉瑪公司合成,PCR擴(kuò)增產(chǎn)物經(jīng)過1.5%的瓊脂糖凝膠電泳分離,Bio-Rad掃描分析,目的基因表達(dá)量=目的基因光密度值/內(nèi)參基因光密度值。(2)收集各組細(xì)胞總蛋白,80 μg總蛋白上樣,SDS-PAGE電泳,轉(zhuǎn)PVDF膜。TBS-T漂洗,5%脫脂奶粉室溫封閉1 h,加入兔抗人CEP55一抗工作液(1∶500),4 ℃孵育過夜。TBS-T漂洗,加入辣根過氧化物酶標(biāo)記的羊抗兔二抗工作液(1∶500),37 ℃孵育1 h。TBS-T漂洗,暗室內(nèi)BAD顯色、曝光,Bio-Rad掃描分析。目的蛋白表達(dá)量=目的蛋白灰度值/β-actin灰度值。
1.5噻唑藍(lán)比色法檢測(cè)SKOV3細(xì)胞增殖實(shí)驗(yàn)分組同1.3,細(xì)胞接種于96孔板,分別于12、24、36、48、72 h每孔加入20 μL噻唑藍(lán)溶液(5 mg/μL)。4 h后甩干,每孔再加入二甲基亞砜150 μL,待結(jié)晶溶解后,酶標(biāo)儀于570 nm處測(cè)定OD值,并繪制生長曲線。
1.6TUNEL法檢測(cè)SKOV3細(xì)胞凋亡實(shí)驗(yàn)分組同1.3,細(xì)胞接種于放置蓋玻片的6孔板,48 h后收集蓋玻片,二甲苯浸洗2次,梯度酒精浸洗1次,磷酸鹽緩沖液漂洗2次。加入Proteinase K工作液,37 ℃下孵育30 min。磷酸鹽緩沖液漂洗2次,加入50 μL的TUNEL反應(yīng)混合液,封膜,暗濕盒中37 ℃下孵育30 min。磷酸鹽緩沖液漂洗3次,加50 μL的converter-POD工作液,封膜,暗濕盒中37 ℃下孵育30 min。磷酸鹽緩沖液漂洗3次,加入100 μL的DAB顯色劑,25 ℃下孵育10 min。磷酸鹽緩沖液漂洗3次,蘇木素,自來水沖洗,梯度酒精脫水,二甲苯透明,中性樹膠封片。光學(xué)顯微鏡下進(jìn)行細(xì)胞計(jì)數(shù)。
1.7Transwell實(shí)驗(yàn)檢測(cè)SKOV3細(xì)胞侵襲實(shí)驗(yàn)分組同1.3,用不含血清的RM-1640培養(yǎng)液將細(xì)胞接種于Transwell小室上室,同時(shí)在Transwell小室下室中加入含10%胎牛血清的RM-1640培養(yǎng)液。孵育48 h后,用棉簽擦去基底膜內(nèi)側(cè)細(xì)胞,基底膜外側(cè)的細(xì)胞用4%中性甲醇固定,結(jié)晶紫染色,顯微鏡下計(jì)數(shù)染色細(xì)胞數(shù)目。
1.8細(xì)胞劃痕實(shí)驗(yàn)檢測(cè)SKOV3細(xì)胞遷移實(shí)驗(yàn)分組同1.3,將細(xì)胞接種于6孔板,待融合至85%時(shí),在6孔板底部劃直線,用不含血清的RM-1640培養(yǎng)液繼續(xù)孵育,48 h后棄去培養(yǎng)液,細(xì)胞經(jīng)4%中性甲醛固定,Gimesa染色,細(xì)胞遷移能力=0 h劃痕距離-48 h劃痕距離。
2.1細(xì)胞轉(zhuǎn)染及穩(wěn)定轉(zhuǎn)染細(xì)胞株篩選轉(zhuǎn)染48 h后,CEP55組和陰性對(duì)照組轉(zhuǎn)染效率分別為(89.4±4.7)%和(87.5±4.3)%,并經(jīng)最佳濃度的嘌呤霉素(4 μg/mL)篩選得到了穩(wěn)定轉(zhuǎn)染細(xì)胞株。見圖1。
圖1 熒光顯微鏡觀察細(xì)胞綠色熒光蛋白表達(dá)情況(100×)空白對(duì)照組未見綠色熒光蛋白,CEP55組和陰性對(duì)照組可見大量細(xì)胞表達(dá)綠色熒光蛋白,提示慢病毒轉(zhuǎn)染成功
2.2各組細(xì)胞CEP55表達(dá)比較RT-CR和Western blot檢測(cè)顯示,CEP55組CEP55 mRNA和蛋白表達(dá)均顯著降低(P<0.05)。見表1和圖2。
表1 RT-CR和Western blot檢測(cè)CEP55表達(dá)
圖2 Western blot檢測(cè)CEP55蛋白表達(dá)
2.3干擾CEP55表達(dá)對(duì)SKOV3細(xì)胞增殖、凋亡的影響細(xì)胞生長曲線顯示,第12、24、36、48、72 h時(shí),CEP55組OD(570)值明顯低于陰性對(duì)照組和空白對(duì)照組(P<0.05);TUNEL檢測(cè)顯示,CEP55組細(xì)胞凋亡率(23.7±6.9)%顯著大于陰性對(duì)照組(5.3±1.4)%和空白對(duì)照組(6.4±1.1)%,(P<0.05)。見圖3、圖4。
圖3 噻唑藍(lán)比色法檢測(cè)干擾CEP55表達(dá)對(duì)SKOV3細(xì)胞增殖的影響與陰性對(duì)照組和空白對(duì)照組比較,*P<0.05
圖4 TUNEL檢測(cè)干擾CEP55表達(dá)對(duì)SKOV3細(xì)胞凋亡的影響(200×)A1~C1顯示用DAPI 對(duì)細(xì)胞核染色,A2~C2顯示用TUNEL染色的凋亡細(xì)胞
2.4干擾CEP55表達(dá)對(duì)SKOV3細(xì)胞侵襲、遷移的影響Transwell實(shí)驗(yàn)顯示,CEP55組穿膜細(xì)胞數(shù)目(11.3±4.1)個(gè),明顯少于陰性對(duì)照組(33.8±7.3)和空白對(duì)照組(37.5±7.0),(P<0.05);細(xì)胞劃痕實(shí)驗(yàn)顯示,CEP55組細(xì)胞遷移距離(245.8±33.7)μm,明顯小于陰性對(duì)照組(447.8±53.1)μm和空白對(duì)照組(453.6±55.2)μm,(P<0.05)。見圖5、圖6。
圖5 Transwell實(shí)驗(yàn)檢測(cè)干擾CEP55表達(dá)對(duì)SKOV3細(xì)胞侵襲能力的影響(100×)
圖6 細(xì)胞劃痕實(shí)驗(yàn)檢測(cè)干擾CEP55表達(dá)對(duì)SKOV3細(xì)胞遷移能力的影響(100×)
中心體是一個(gè)非膜性細(xì)胞器,位于細(xì)胞核周圍,作為細(xì)胞中首要的微管組織,在細(xì)胞生命活動(dòng)中發(fā)揮著重要作用,中心體由中心粒和中心粒周圍物質(zhì)兩部分組成[8]。CEP55是中心粒周圍物質(zhì)中的重要調(diào)節(jié)蛋白,參與微管聚集、紡錘體裝配、極化、分離和胞質(zhì)分裂,F(xiàn)abbro等[9]學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)沉默CEP55可導(dǎo)致多核細(xì)胞、中期紡錘體異常,細(xì)胞停滯于中間體階段,胞質(zhì)分裂失敗。此外,CEP55還參與中心體功能的調(diào)節(jié),其表達(dá)異常導(dǎo)致非整倍體細(xì)胞和不穩(wěn)定染色體組的出現(xiàn),而多種惡性腫瘤細(xì)胞中均存在非整倍體細(xì)胞和不穩(wěn)定染色體組[10]。說明CEP55參與了多種惡性腫瘤的發(fā)生、發(fā)展。張勇等[11]研究發(fā)現(xiàn),下調(diào)CEP55表達(dá)能夠顯著抑制肝癌HepG2和HeP3B細(xì)胞的增殖,阻滯細(xì)胞G2周期。于震男等[12]研究顯示,CEP55在腦膠質(zhì)瘤組織中的表達(dá)顯著增加,而沉默CEP55表達(dá)可顯著抑制膠質(zhì)瘤LN229細(xì)胞的增殖、侵襲和遷移。然而有關(guān)CEP55與卵巢癌生物學(xué)行為的關(guān)系,鮮有文獻(xiàn)報(bào)道。
RNA干擾技術(shù)是近年來廣泛應(yīng)用的調(diào)節(jié)基因表達(dá)的技術(shù),已成為實(shí)現(xiàn)基因功能研究和基因治療的重要手段[13-14]。制約RNA干擾技術(shù)廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵在于如何將外源性siRNA完整送入靶細(xì)胞,實(shí)現(xiàn)靶基因沉默。質(zhì)粒和病毒是目前常用的兩組siRNA載體,其中質(zhì)粒載體制備簡(jiǎn)單,然而導(dǎo)入效率不高,且很難實(shí)現(xiàn)長期穩(wěn)定的表達(dá)。病毒載體主要包括慢病毒、腺病毒和逆轉(zhuǎn)錄病毒,其中慢病毒具有導(dǎo)入效率高、免疫反應(yīng)小等優(yōu)點(diǎn),能夠?qū)⑼庠葱詓iRNA高效整合至靶細(xì)胞,并實(shí)現(xiàn)長期穩(wěn)定表達(dá)[15-16]。
本文采用了siRNA慢病毒載體,結(jié)果發(fā)現(xiàn),CEP55 siRNA慢病毒轉(zhuǎn)染效率為(89.4±4.7)%,CEP55組CEP55的mRNA和蛋白表達(dá)顯著降低,說明CEP55 siRNA轉(zhuǎn)染成功并有效抑制CEP55表達(dá),此外通過嘌呤霉素篩選,獲得了穩(wěn)定抑制CEP55表達(dá)的細(xì)胞株。惡性腫瘤的特點(diǎn)之一就是細(xì)胞接觸生長抑制性喪失,為了驗(yàn)證CEP55與腫瘤細(xì)胞異常增殖的關(guān)系,本研究觀察了干擾CEP55表達(dá)對(duì)細(xì)胞增殖、凋亡的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn),CEP55組第12、24、36、48、72 h時(shí)的OD(570)值顯著降低,細(xì)胞凋亡率[(23.7±6.9)%]顯著增加,說明干擾CEP55表達(dá)能夠明顯抑制細(xì)胞增殖,促進(jìn)其凋亡。為了進(jìn)一步驗(yàn)證CEP55與腫瘤細(xì)胞侵襲、轉(zhuǎn)移的關(guān)系,本研究進(jìn)一步觀察了干擾CEP55表達(dá)對(duì)細(xì)胞侵襲、遷移能力的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn),CEP55組穿膜細(xì)胞數(shù)目[(11.3±4.1)/個(gè)]明顯減少,細(xì)胞遷移距離[(245.8±33.7) μm]明顯減小,說明干擾CEP55表達(dá)抑制了腫瘤細(xì)胞的侵襲、遷移能力。
綜上所述,慢病毒介導(dǎo)siRNA干擾CEP55表達(dá)可顯著抑制卵巢癌SKOV3細(xì)胞增殖、促進(jìn)其凋亡、降低其侵襲和遷移能力。從而為卵巢癌的臨床治療提供了新的思路和靶點(diǎn),但CEP55與卵巢癌發(fā)生、發(fā)展的具體作用機(jī)制尚需進(jìn)一步研究。