楊愛仲 梁程程 胡天祺 楊紅

子宮內(nèi)膜異位癥(endometriosis，EMs)是育齡期女性常見病，發(fā)病率10%～15%，在不孕及慢性盆腔痛女性中，發(fā)病率更高達(dá)40%～50%[1]。當(dāng)前對(duì)EMs的治療主要采取手術(shù)和激素類藥物治療，然而，無論何種治療，2年復(fù)發(fā)率為21.5%，5年復(fù)發(fā)率在40%～50%[2]。因此，進(jìn)一步研究闡明EMs發(fā)生發(fā)展的病理機(jī)制，尋求確實(shí)安全、有效的防治其復(fù)發(fā)的方法，成為當(dāng)前EMs研究的首要任務(wù)。子宮內(nèi)膜干細(xì)胞(endometrial stem cells，EnSCs)是子宮內(nèi)膜中具有自我更新、無限增殖及多向分化能力的成體干細(xì)胞[3]。自2004年首次被分離鑒定至今，越來越多的研究證實(shí)EnSCs在EMs的發(fā)生發(fā)展和復(fù)發(fā)中具有關(guān)鍵性的作用[4]。研究證實(shí)，EnSCs較子宮內(nèi)膜細(xì)胞具有更強(qiáng)的黏附、侵襲及血管生成能力，隨逆流的經(jīng)血到達(dá)腹腔后，突破腹水、腹腔細(xì)胞和腹膜細(xì)胞外基質(zhì)3道防線，在“異地”生長，從而形成內(nèi)異灶[5,6]。與在位EnSCs相比，異位EnSCs顯示出進(jìn)一步增強(qiáng)的侵襲和血管生成能力[7,8]。此外，與子宮內(nèi)膜細(xì)胞不同，EnSCs不表達(dá)雌激素受體[9]。因此，探明影響EnSCs增殖和侵襲能力的機(jī)制成為近年EMs預(yù)防和治療的研究熱點(diǎn)。微小RNA(microRNA，miRNA)是一類長度19～25個(gè)核苷酸的非編碼RNA分子，可通過轉(zhuǎn)錄后沉默或刺激轉(zhuǎn)錄物降解來調(diào)節(jié)基因表達(dá)[10]。研究顯示，與對(duì)照組相比，EMs患者的腹腔液、血漿、子宮內(nèi)膜及內(nèi)異病灶中存在多種miRNA水平的下降，且miRNA水平與VEGF-A等血管生成因子負(fù)相關(guān)[11-13]。miRNA通過抑制子宮內(nèi)膜基質(zhì)細(xì)胞或子宮內(nèi)膜干細(xì)胞的增殖，促進(jìn)孕激素抵抗或氧化應(yīng)激等途徑，抑制EMs的進(jìn)程[14,15]。miR-199a是較早發(fā)現(xiàn)的人類miRNA之一。研究發(fā)現(xiàn)，與健康者受試者相比，EMs患者在位子宮內(nèi)膜、卵巢內(nèi)膜囊腫及血清miR-199a的表達(dá)均降低，且EMs患者異位子宮內(nèi)膜組織的miR-199a表達(dá)較在位子宮內(nèi)膜進(jìn)一步降低[16,17]，這一變化與EnSCs黏附侵襲能力的改變相一致。Hsu等[17]在動(dòng)物模型中發(fā)現(xiàn)miR-199a-5p可以減少子宮內(nèi)膜異位病灶的大小，體外實(shí)驗(yàn)中miR-199a-5p的上調(diào)抑制了EnSCs的增殖、運(yùn)動(dòng)和血管生成，進(jìn)一步證實(shí)了miR-199a的降低增加了EnSCs的黏附侵襲能力，在EMs的發(fā)生發(fā)展、復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移中發(fā)揮了關(guān)鍵的作用。本研究進(jìn)一步探討miR-199a對(duì)EnSCs黏附和侵襲的作用及其機(jī)制。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器 胎牛血清(GIBCO,10270-106)，DMEM/F12培養(yǎng)基(GIBCO BRL)，青霉素、鏈霉素(Sigma-Aldrich)，0.25%胰酶(上?？道?，EDTA (Thermo Fisher Scientific)，2×SYBR Green Mix(南京諾唯贊，北京國藥)，RIPA強(qiáng)裂解液(碧云天)，6× loading buffer(TransGen Biotech)，Trizol(Invitrogen)，Prime Script TM Master Mix(Takara,RR036A)，EnSCs、Oct-4抗體、Nanog抗體、SOX2抗體(Abcam)，miR-199a抑制劑(上海吉瑪)，siRNA(si-p65)(上海吉瑪)，原代子宮內(nèi)膜干細(xì)胞(杭州易文賽)；超凈工作臺(tái)(蘇州凈化)，高速冷凍離心機(jī)(德國Eppendorf)，紫外光度儀(日本SHIMADZU)，移液器、實(shí)時(shí)熒光定量PCR儀(德國Eppendorf)、Western blot裝置(美國Bio-Rad)。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 原代細(xì)胞培養(yǎng):將細(xì)胞懸液轉(zhuǎn)移至DMEM/F12培養(yǎng)基中(含10%胎牛血清和1%雙抗)，置于37℃，5% CO2的恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。倒置顯微鏡下觀察細(xì)胞形態(tài)和生長狀態(tài)，待細(xì)胞融合達(dá)到80%～90%時(shí)，用0.25%胰酶-0.1EDTA消化液消化，1∶2傳代，實(shí)驗(yàn)時(shí)取第3代細(xì)胞。

1.2.2 實(shí)時(shí)熒光定量PCR:Trizol法提取細(xì)胞總RNA后進(jìn)行逆轉(zhuǎn)錄反應(yīng)，反應(yīng)條件為37℃，15 min，85℃，5 s，4℃，10 min。按免疫熒光定量試劑盒進(jìn)行定量，反應(yīng)條件為反應(yīng)條件：95℃，5 min變性；95℃，5 s；60℃，31 s，40次循環(huán)。

1.2.3 Western blot:RIPA裂解液裂解細(xì)胞，BCA法進(jìn)行蛋白質(zhì)定量，加入上樣緩沖液后，98℃水浴鍋煮沸5～10 min，室溫冷卻后-80℃冰箱分裝備用。12% SDS聚丙烯酰胺凝膠，60 V恒壓60 min，120 V恒壓60～90 min分離蛋白，220 mA恒流60～90 min轉(zhuǎn)移至PVDF膜，放入5% BSA中37℃封閉1 h。4℃孵育搖床(80～100 r/min)過夜孵一抗，TBS-T洗膜3次，15 min/次，37℃恒溫?fù)u床(80～100 r/min)振蕩1 h孵二抗，TBS-T 洗3次，每次10 min，ECL顯影，條帶用軟件Image J分析處理。

1.2.4 siRNA敲除NF-κB p65亞基表達(dá):siRNA sense5’-ACUUUUUUGAAUUUCUGUCAC-3’，anti-sense5’-GACAGAAAUUCAAAAAAGUGG-3’。當(dāng)培養(yǎng)皿中的原代EnSCs融合達(dá)80%時(shí)，胰酶消化后將其接種于24孔板中。24 h后將培養(yǎng)基置換Opti-MEM 無血清培養(yǎng)基。按試劑盒說明書，將siRNA配置成濃度20 μmol/L的儲(chǔ)備液，分別取5 μl siRNA和5 μl TransLipid HL加入各250 μl Opti-MEM 無血清培養(yǎng)基中，靜置5 min，將二者輕柔混合，室溫靜置20 min后，取混合液加入24孔板中。置培養(yǎng)箱中培養(yǎng)6 h后將培養(yǎng)基更換為完全培養(yǎng)基，繼續(xù)培養(yǎng)24、48 h，收集細(xì)胞。

2 結(jié)果

2.1 子宮內(nèi)膜干細(xì)胞鑒定 細(xì)胞傳代后，經(jīng)10d培養(yǎng)，鏡下見EnSCs呈纖維樣細(xì)胞形態(tài)，中間寬，兩端尖，細(xì)胞排列無極性。RT-PCR鑒定EnSCs相關(guān)標(biāo)志物Oct4、Sox2、Nanog、Musashi-1、C-Kit陽性。western blot鑒定Oct4、Sox2、Nanog蛋白表達(dá)陽性。見圖1～3。

100倍鏡下200倍鏡下

圖2 EnSCs相關(guān)標(biāo)志物的RT-PCR鑒定;M DNA marker;1 Oct4;2 Sox2;3 Nanog;4 Musashi-1;5 C-Kit圖3 EnSCs相關(guān)標(biāo)志物的western blot鑒定

2.2 miR-199a負(fù)性調(diào)控NF-κB的表達(dá) 用miR-199a抑制劑或陰性對(duì)照處理EnSCs，48 h檢測蛋白表達(dá)， 發(fā)現(xiàn)NF-κB通路IKKβ、NF-κBp65的蛋白水平均上調(diào)，pIκB-α的水平也上調(diào)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見圖4，表1。

表1 2組EnSCs中NF-κB信號(hào)通路相關(guān)蛋白相對(duì)表達(dá)量

圖4 在EnSCs中，分別轉(zhuǎn)染miR-199a抑制劑(miR-199a inhibitor)或陰性對(duì)照(negative control,N.C)后蛋白水平

2.3 NF-κB對(duì)侵襲相關(guān)分子的調(diào)控 分別用NF-kBp65特異性siRNA(si-p65)或siRNA-NC轉(zhuǎn)染細(xì)胞，48小時(shí)后檢測，E-cadherin與TIMP-1的mRNA和蛋白表達(dá)均上調(diào)，而MMP2與MMP9的mRNA和蛋白表達(dá)均下調(diào)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見圖5，表2、3。

圖5 在EnSCs中，分別轉(zhuǎn)染NF-κBp65特異性siRNA(si-p65)或陰性對(duì)照后侵襲相關(guān)分子mRNA水平

表2 2組EnSCs中相關(guān)侵襲因子蛋白相對(duì)表達(dá)量

表3 2組EnSCs中相關(guān)侵襲因子mRNA相對(duì)表達(dá)量

3 討論

miR-199a前體由人類1號(hào)染色體(Chr1)和19號(hào)染色體(Chr19)上的內(nèi)含子區(qū)域合成，其表達(dá)主要受兩種機(jī)制調(diào)節(jié)：Chr1的轉(zhuǎn)錄因子TWIST1和EGR1、Chr1和Chr19上miR-199a啟動(dòng)子的甲基化狀態(tài)。隨后，miR-199a前體經(jīng)過進(jìn)一步加工后以MiR-199a-5p和MiR-199a-3p兩種成熟形式發(fā)揮作用[18]。miR-199a在不同組織中的表達(dá)模式和功能具有多樣性。Li等[19]發(fā)現(xiàn)miR-199a-5p在小鼠和人類非小細(xì)胞肺癌中下調(diào)，miR-199a-5p通過靶向MAP3K11基因，抑制非小細(xì)胞肺癌細(xì)胞增殖，使細(xì)胞周期停滯在G1期，具有抗腫瘤作用。Qu等[20]則發(fā)現(xiàn)miR-199a-5p在宮頸癌患者組織和細(xì)胞中上調(diào)，miR-199a-5p，miR-199a-5p靶向調(diào)節(jié)PIAS3表達(dá)，促進(jìn)宮頸癌的細(xì)胞增殖和轉(zhuǎn)移。導(dǎo)致miR-199a這種功能差異的原因可能是在不同組織和細(xì)胞中下游靶標(biāo)的不同。在侵襲方面，研究發(fā)現(xiàn)miR-199a通過靶向Integrin 3、HIF-1α、NF-κB等諸多途徑抑制細(xì)胞黏附和侵襲[21,22]。Dai等[16]發(fā)現(xiàn)miR-199a通過抑制IKKβ/NF-κB通路和減少IL-8表達(dá)抑制子宮內(nèi)膜基質(zhì)細(xì)胞的侵襲。

靜息狀態(tài)下，NF-κB與IκB家族結(jié)合，以無活性的形式存在于細(xì)胞質(zhì)中。刺激物通過介導(dǎo)IκB激酶(IKK)對(duì)IκB的磷酸化，使IκB泛素化降解。NF-κB隨后轉(zhuǎn)移到細(xì)胞核上，通過與啟動(dòng)子中的靶序列結(jié)合激活靶基因的轉(zhuǎn)錄，從而參與炎癥、免疫、細(xì)胞增殖和細(xì)胞凋亡等多種生理、病理過程[23]。Zhang等[24]通過體外實(shí)驗(yàn)證實(shí)，子宮內(nèi)膜基質(zhì)細(xì)胞NF-κB通路的激活會(huì)促進(jìn)細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲。EMs患者內(nèi)異組織、外周血等均存在NF-κB通路的過度活化[25,26]，并伴有E-cadherin、MMPs表達(dá)增多， TIMPs表達(dá)下降[25,27,28]。E-cadherin、MMP-2、MMP-9均為遷移和侵襲相關(guān)因子，在腫瘤細(xì)胞、滋養(yǎng)細(xì)胞等細(xì)胞中均被證實(shí)與細(xì)胞的遷徙、侵襲密切相關(guān)。其中E-cadherin屬于I型經(jīng)典粘鈣蛋白，是有效的腫瘤抑制因子，E-cadherin的下降與腫瘤的發(fā)生、擴(kuò)散相關(guān)[29]。在EMs的研究中，EMs疾病進(jìn)程與E-cadherin呈負(fù)相關(guān)[30]，在位內(nèi)膜較異位內(nèi)膜組織E-cadherin水平高[31]。MMPs是鋅依賴性內(nèi)切蛋白酶家族，在組織重塑和細(xì)胞外基質(zhì)多種蛋白的降解中具有重要作用。MMPs受TIMPs抑制性調(diào)節(jié)，MMP/TIMP比值通常決定蛋白降解和組織重塑的程度[32]。研究發(fā)現(xiàn)，因EMs行IVF的女性血清和卵泡液中的MMP-2和MMP-9水平升高，TIMP-1水平下降，并與卵泡質(zhì)量下降和胚胎發(fā)育異常相關(guān)[33]，MMP-2、MMP-9可以作為EMs組織或細(xì)胞侵襲能力以及治療有效性的檢測指標(biāo)[33,34]。

本實(shí)驗(yàn)研究中，用miR-199a抑制劑處理EnSCs后，發(fā)現(xiàn)NF-κB通路IKKβ、NF-κBp65的蛋白水平均上調(diào)，pIκB-α的水平也上調(diào)，表面miR-199a負(fù)性調(diào)節(jié)NF-κB通路；而后用siRNA敲除NF-κBp65，發(fā)現(xiàn)E-cadherin與TIMP-1的mRNA和蛋白表達(dá)上調(diào)，而MMP-2與MMP-9的mRNA和蛋白表達(dá)下調(diào)，表明在EnSCs中，NF-κB的過度活化同樣和細(xì)胞的遷移、侵襲相關(guān)。本實(shí)驗(yàn)證實(shí)在EnSCs中，miR-199a通過負(fù)性調(diào)控NF-κB通路，抑制EnSCs的遷移和侵襲，從而抑制EMs的發(fā)生和進(jìn)展。

Maged等[35]通過對(duì)45名EMs患者和35名因其他病行腹腔鏡的患者進(jìn)行前瞻性隊(duì)列研究，發(fā)現(xiàn)EMs患者血清和腹腔液miR-199a水平升高，對(duì)EMs診斷的敏感性和特異性均為100%。Wang等[36]同樣發(fā)現(xiàn)EMs患者血清miR-199a上調(diào)，并與EMs病變程度、病變分布和骨盆粘連密切相關(guān)，miR-199a結(jié)合miR-122、miR-145 *和miR-542-3p診斷EMs的敏感性為93.22%，特異性為96.00%。在國內(nèi)，袁琳等[37]同樣證實(shí)EMs患者血清及腹腔液中miR-199a-5p表達(dá)增加。這些關(guān)于研究證實(shí)EMs患者血清和腹腔液中上調(diào)的miR-199a可以作為EMs診斷的新靶標(biāo)。然而多數(shù)研究表明EMs病灶組織和細(xì)胞中mir-199下調(diào)導(dǎo)致了EMs的發(fā)生。要對(duì)這一相反的結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，首先有待于更多實(shí)驗(yàn)證實(shí)血清、腹腔液和EMs組織、細(xì)胞中的miR-199a變化趨勢；其次考慮可能原因?yàn)閙iR-199a在EMs患者機(jī)體中的分布存在異常，或血清、腹腔液中的miR-199a與EMs病灶組織和細(xì)胞中的mir-199存在某種負(fù)反饋機(jī)制，這些猜想有待于進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)明確mir-199的來源、分泌和分布等。

本實(shí)驗(yàn)研究證實(shí)了miR-199a對(duì)EnSCs黏附、侵襲能力的抑制作用和機(jī)制，為通過miR-199a及其下游靶標(biāo)NF-κB通路降低EnSCs的侵襲，從而治療EMs患者，尤其是手術(shù)或激素治療效果不佳、二次復(fù)發(fā)的患者帶來了新的希望。