李 霞,季萬里,高 月
山東醫(yī)學高等專科學校附屬醫(yī)院(臨沂市老年病醫(yī)院):1.檢驗科;2.病理科,山東臨沂 276004;3.重慶市北碚區(qū)中醫(yī)院檢驗科,重慶 400700
卵巢癌是一種嚴重威脅女性身心健康的常見婦科腫瘤,其發(fā)病隱匿、轉(zhuǎn)移率高,整體生存率較低,5年生存率不足30%[1]?;熓悄壳奥殉舶┑闹饕委熓侄危洳涣挤磻艽?。因此,卵巢癌的靶向治療及相關(guān)分子標志物的研究備受關(guān)注。文獻[2-3]報道wee1是一種屬于絲氨酸/蘇氨酸家族的蛋白激酶,在多種惡性腫瘤的發(fā)生、發(fā)展進程中起到重要作用。目前,有關(guān)wee1基因在卵巢癌中的相關(guān)研究報道甚少。本研究觀察沉默wee1基因?qū)β殉舶┘毎鲋场⑶忠u、遷移的影響及其作用機制,現(xiàn)報道如下。
1.1材料 人卵巢癌SKOV3細胞購自中國科學院上海細胞庫;胎牛血清(FBS)、RPMI-1640培養(yǎng)基購自美國Invitrogen公司;Matrigel基質(zhì)膠購自美國BD Biosciences公司;Transwell小室購自美國Millipore公司;小干擾RNA(siRNA)由上海吉瑪公司合成;鼠抗人Wnt3a單克隆抗體、鼠抗人β-連環(huán)蛋白(β-catenin)單克隆抗體、鼠抗人細胞周期蛋白D1(Cyclin-D1)單克隆抗體、鼠抗人基質(zhì)金屬蛋白酶7(MMP-7)單克隆抗體和鼠抗人β-actin多克隆抗體購自美國Santa Cruz公司。Lipofectamine 2000購自上海吉瑪公司,CFX96實時熒光定量PCR(qPCR)儀購自美國伯樂公司。
1.2方法
1.2.1卵巢癌細胞培養(yǎng)和轉(zhuǎn)染 將卵巢癌細胞培養(yǎng)在含10%FBS的RPMI-1640培養(yǎng)液中,放置在37 ℃、5%CO2細胞培養(yǎng)箱中。待細胞融匯至80%,按每孔1×105個細胞加入6孔板,待細胞密度達到50%,按Lipofectamine 2000說明書轉(zhuǎn)染細胞。試驗共分3組:Blank組、siRNA陰性對照(siRNA-NC)組和攜帶wee1基因片段(siRNA-wee1)組。將siRNA-NC組(GCTGTTTTTTGAGATTTCAG)和siRNA-wee1組(ACGCTCTGTCAGCCTTACTA-TA)轉(zhuǎn)染SKOV3細胞,Blank組不轉(zhuǎn)染。
1.2.2qPCR 收集上述3組卵巢癌細胞,按照操作說明提取總RNA并測定RNA表達水平。以1 μg RNA為模板,按qPCR反轉(zhuǎn)錄試劑盒合成cDNA;以1 μL cDNA為模板,采用qPCR檢測wee1 RNA表達水平。反應條件:95 ℃ 10 s;95 ℃ 5 s,60 ℃ 15 s,72 ℃ 15 s,40個循環(huán)。引物序列Sence:5′-CCACCACCCT-GCCAGTTAA-3′,Antisence:5′-TAAACTTTTGT-GCAA CCAGGGTAA-3′。wee1 RNA表達水平采用2-ΔΔCt法確定。
1.2.3卵巢癌細胞平板集落形成試驗 將轉(zhuǎn)染后的3組卵巢癌細胞懸液(1×106/L)加入12孔板,輕輕混勻,隔2天換1次培養(yǎng)液。孵育10 d后用磷酸鹽緩沖液(PBS)清洗3次,然后用4%多聚甲醛固定10 min,PBS再清洗3次,最后用0.2%結(jié)晶紫染色10 min,肉眼計數(shù)集落數(shù),試驗重復3次。
1.2.4劃痕試驗 用直尺在6孔板背后劃橫線。在孔中分別加入5×105個轉(zhuǎn)染后的3組卵巢癌細胞。第2天用槍頭垂直于背后的橫線劃痕,PBS清洗3次,加入無血清培養(yǎng)基細胞培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。于0、12、24 h取樣拍照。
1.2.5Transwell試驗 試驗前1 d將無FBS的RPMI-1640培養(yǎng)液和Matrigel基質(zhì)膠按8∶1混合,將60 μL混合液加入到Transwell小室,培養(yǎng)過夜。試驗前,將無FBS的RPMI-1640培養(yǎng)基100 μL加入小室中,繼續(xù)培養(yǎng)30 min。將上述轉(zhuǎn)染24 h的卵巢癌細胞消化并計數(shù),將200 μL細胞懸液加入Millicell小室中,下室加入600 μL條件培養(yǎng)基。繼續(xù)培養(yǎng)15 h,然后用4%多聚甲醛固定細胞,染色后倒置顯微鏡拍照。
1.2.6免疫印跡法(WB)檢測 在各組轉(zhuǎn)染48 h的卵巢癌細胞中加入裂解液,裂解細胞后提取總蛋白并測其水平。取30 μL蛋白樣品進行上樣,8%十二烷基硫酸鈉聚丙烯酰胺凝膠電泳(SDS-PAGE)后轉(zhuǎn)膜,室溫封閉2 h,分別加入wee1、Wnt3a、β-catenin、Cyclin-D1、MMP-7單克隆抗體孵育過夜再加入二抗封閉1 h。ECL化學發(fā)光曝光,Bio-rad凝膠成像系統(tǒng)掃描拍照,測定Wnt3a、β-catenin、Cyclin-D1、MMP-7蛋白表達水平。上述蛋白測定均以β-actin為內(nèi)參,蛋白表達水平=目的蛋白灰度值/β-actin蛋白灰度值。
2.1轉(zhuǎn)染后3組卵巢癌細胞wee1 mRNA及蛋白表達水平比較 利用qPCR和WB檢測轉(zhuǎn)染后卵巢癌細胞wee1 mRNA及蛋白表達情況,結(jié)果顯示,3組卵巢癌細胞的wee1 mRNA表達水平比較,Blank組(3.51±0.96)與siRNA-NC組(3.69±0.88)差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05),siRNA-wee1組(0.92±0.19)低于Blank組和siRNA-NC組(P<0.05),見圖1A。WB結(jié)果顯示siRNA-wee1組wee1蛋白表達水平低于siRNA-NC組和Blank組(P<0.05),見圖1B。
注:A為3組wee1 mRNA表達情況;B為wee1蛋白表達情況;與Blank組比較,aP<0.05;與siRNA-NC組比較,bP<0.05。圖1 轉(zhuǎn)染后3組卵巢癌細胞wee1 mRNA及蛋白表達水平
2.2沉默wee1基因后3組卵巢癌細胞平板集落形成情況比較 沉默wee1基因后卵巢癌細胞平板集落形成試驗結(jié)果顯示,siRNA-wee1組卵巢癌細胞集落形成數(shù)少于Blank組和siRNA-NC組(P<0.05),見圖2。
注:A為3組卵巢癌細胞集落形成圖;B為3組卵巢癌細胞集落形成數(shù)比較。與Blank組比較,aP<0.05;與siRNA-NC組比較,bP<0.05。圖2 沉默wee1基因后3組卵巢癌細胞集落形成情況
2.3沉默wee1基因后3組卵巢癌細胞遷移能力比較 利用細胞劃痕愈合試驗觀察沉默wee1基因后卵巢癌細胞遷移能力,結(jié)果顯示siRNA-wee1組卵巢癌細胞12 h、24 h的遷移距離小于siRNA-NC組和Blank組(P<0.05)。
2.4沉默wee1基因后3組卵巢癌細胞侵襲能力比較 利用Transwell試驗觀察沉默wee1基因后卵巢癌細胞侵襲能力,結(jié)果表明siRNA-wee1組卵巢癌細胞穿膜數(shù)量少于siRNA-NC組和Blank組(P<0.05),見圖3。
注:A為3組卵巢癌細胞侵襲能力圖;B為3組卵巢癌細胞穿膜數(shù)比較。與Blank組比較,aP<0.05;與siRNA-NC組比較,bP<0.05。圖3 沉默wee1基因后卵巢癌細胞侵襲能力
2.5沉默wee1基因后3組卵巢癌細胞Wnt/β-catenin信號通路相關(guān)蛋白表達水平比較 利用WB檢測沉默wee1基因后Wnt/β-catenin信號通路相關(guān)蛋白表達情況,結(jié)果顯示,siRNA-wee1組Wnt3a、β-catenin、Cyclin-D1和MMP-7蛋白表達水平均低于siRNA-NC組和Blank組(P<0.05),見圖4。
注:A為3組WB檢測Wnt3a/β-catenin信號通路相關(guān)蛋白表達情況;B為3組Wnt3a/β-catenin信號通路相關(guān)蛋白表達水平比較。與Blank組比較,aP<0.05;與siRNA-NC組比較,bP<0.05。圖4 沉默wee1基因后Wnt/β-catenin信號通路相關(guān)蛋白的表達情況
wee1蛋白激酶是人wee激酶家族的成員之一,最早在裂殖酵母細胞中被發(fā)現(xiàn),其結(jié)構(gòu)由位于中間的激酶結(jié)構(gòu)域、氨基端的調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)域和一個短的羧基端組成,編碼含有647個氨基酸的蛋白質(zhì),主要分布在細胞核中[4-5]。wee1蛋白激酶是G2/M期檢查點的關(guān)鍵蛋白激酶,能夠特異性地參與細胞周期的調(diào)節(jié),其表達異常影響細胞周期的正常運行,進而改變細胞的生物學功能[6]。研究發(fā)現(xiàn),敲除老鼠體內(nèi)wee1基因,其胚胎因wee1基因缺失,DNA受損無法修復,誘發(fā)細胞進行有絲分裂而死亡[7]。wee1基因不僅在機體胚胎發(fā)育等方面起重要作用,而且在維持腫瘤細胞生物學行為方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用[8-9]。文獻[10-13]報道wee1蛋白激酶在卵巢癌、乳腺癌、結(jié)直腸癌、胃癌等多種腫瘤中高表達,而且其高表達與患者預后生存相關(guān)。卵巢癌是女性常見的惡性腫瘤,近年來其發(fā)病率呈明顯上升趨勢,而且病死率居婦科腫瘤之首。本研究在卵巢癌細胞中沉默Wee1基因后發(fā)現(xiàn)卵巢癌細胞的增殖、侵襲、遷移能力均受到抑制,說明沉默wee1基因能夠抑制卵巢癌細胞的惡性增殖進程,進而阻礙卵巢癌的轉(zhuǎn)移。
卵巢癌在女性腫瘤中發(fā)病率和病死率均較高,而且惡性程度較高,因此深入研究其發(fā)病機制具有重要的臨床意義。文獻[14-15]報道,Wnt/β-catenin信號通路作為細胞內(nèi)Wnt信號傳導的重要經(jīng)典途徑參與惡性腫瘤的增殖、分化、侵襲、遷移等。一旦Wnt信號被激活,引起β-catenin聚集在細胞質(zhì)和細胞核中,激活下游靶基因的活性,引起細胞異常增殖和遷移[16-17]。有報道顯示,沉默wee1能夠抑制直腸癌細胞的生長、侵襲、遷移,并顯著抑制Wnt/β-catenin通路中的Wnt3a和β-catenin基因表達水平,表明RNA干擾wee1基因抑制結(jié)直腸癌細胞的增殖、侵襲和遷移很可能是通過Wnt/β-catenin信號通路調(diào)控來完成的[12]。Cyclin-D1和MMP-7作為β-catenin的下游靶基因,直接受β-catenin的調(diào)控。研究發(fā)現(xiàn),過表達Cyclin-D1可促進腫瘤的侵襲、遷移,MMP-7過表達可促進腫瘤的生長和細胞侵襲能力[18-19]。本研究結(jié)果顯示,沉默wee1基因后Wnt3a、β-catenin、Cyclin-D1和MMP-7蛋白表達均下調(diào),表明沉默wee1基因能夠抑制Wnt/β-catenin 信號通路的激活,下調(diào)其下游靶基因Cyclin-D1和MMP-7表達水平來抑制卵巢癌細胞增殖、侵襲和遷移。
綜上所述,沉默wee1基因可抑制Wnt/β-catenin信號通路的激活,進而抑制卵巢癌細胞的增殖、侵襲和遷移過程,從而抑制卵巢癌的發(fā)生、發(fā)展。該分子機制的闡述為進一步尋找卵巢癌的治療靶點提供了研究方向。