呂微,賈云瀧,王佳麗,劉天旭,段玉青,劉麗華,2,3(.河北醫(yī)科大學(xué)第四醫(yī)院 腫瘤免疫治療科,河北石家莊 050035;2.河北省腫瘤研究所,河北 石家莊 0500;3.河北醫(yī)科大學(xué) 國際合作研究干細(xì)胞實(shí)驗(yàn)室,河北 石家莊 0500)
卵巢癌在全球婦科惡性腫瘤中發(fā)病率居第三位,病死率居第一位,最常見的病理類型是上皮性卵巢癌(epithelial ovarian cancer,EOC)[1-4]。約80%的EOC 患者確診時(shí)已為晚期(Ⅲ/Ⅳ期),患者5 年生存率僅30%[5-7]。目前,參與EOC 發(fā)生發(fā)展的分子機(jī)制仍不明確,制約著新型藥物的研發(fā)及新治療策略的確立。橋接整合因子1(bridging intergrator 1,BIN1)是一種與MYC 相互作用的接頭蛋白,具有抑瘤作用,在多種類型腫瘤中低表達(dá)[8-11]。本課題組前期研究結(jié)果[12-17]表明,BIN1可以通過NF-κB途徑降低非小細(xì)胞肺癌(non-small cell lung cancer,NSCLC)細(xì)胞的侵襲與遷移能力,通過AKT-mTOR通路誘導(dǎo)NSCLC細(xì)胞周期阻滯,還可以抑制PD-L1介導(dǎo)的腫瘤免疫逃逸;BIN1 通過誘導(dǎo)細(xì)胞周期阻滯而抑制食管鱗狀細(xì)胞癌(esophageal squamous cell cancer,ESCC)細(xì)胞的增殖。然而,目前尚少見BIN1 在EOC 中的研究報(bào)道。本研究檢測(cè)BIN1在EOC組織中的表達(dá),明確其表達(dá)與EOC 患者臨床病理特征和預(yù)后的關(guān)聯(lián),并觀察過表達(dá)BIN1 對(duì)卵巢癌A2780 細(xì)胞增殖、侵襲和遷移的影響,旨在為闡明BIN1在EOC發(fā)生發(fā)展中的作用及其機(jī)制提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
選取2017 年7 月至2018 年1 月河北醫(yī)科大學(xué)第四醫(yī)院手術(shù)切除的67例EOC患者的腫瘤組織,所有腫瘤組織均經(jīng)2 名以上病理醫(yī)師確診為EOC。患者年齡22~70 歲。術(shù)后病理分期:Ⅰ+Ⅱ期20 例,Ⅲ+Ⅳ期47 例;組織學(xué)分級(jí):中、高分化25 例,低分化42例;淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移:43 例有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移,24 例無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移;腹膜轉(zhuǎn)移:27例有腹膜轉(zhuǎn)移,40例無腹膜轉(zhuǎn)移。同期收集了因其他婦科疾病而手術(shù)切除的30例非腫瘤卵巢組織作為對(duì)照組。所有組織離體后迅速置于液氮中,-80 ℃保存。患者術(shù)前均被告知并簽署知情同意書。本研究方案征得所在醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)的批準(zhǔn)。
人EOC 細(xì)胞A2780、SKOV3 和人卵巢上皮細(xì)胞IOSE80均購自中國科學(xué)院細(xì)胞庫。胎牛血清購自美國Gemini 公司,DMEM 培養(yǎng)基及胰蛋白酶購自美國Gibco 公司,TRIzol、逆轉(zhuǎn)錄試劑和SYBR Green 實(shí)時(shí)熒光定量PCR 試劑均購自美國Thermo Fisher 公司,轉(zhuǎn)染試劑Lipofectamine 2000 購自美國Invitrogen 公司,Transwell小室購自美國康寧公司,CCK-8試劑盒購自北京索萊寶公司,引物由上海生物工程有限公司合成,質(zhì)粒提取試劑盒購自北京天根生化科技有限公司,真核表達(dá)重組質(zhì)粒CMV-MCS-GFPSV40-Neomycin-BIN1 和空載體質(zhì)粒CMV-MCSGFP-SV40-Neomycin 均購自上海吉?jiǎng)P基因科技有限公司,ECL 化學(xué)發(fā)光試劑盒購自上海碧云天生物技術(shù)有限公司,鼠抗人BIN1 單克隆抗體購自Merck Millipore 公司,辣根過氧化物酶(HRP)標(biāo)記的兔抗鼠二抗購自美國Abcam公司。
SKOV3、A2780 細(xì)胞和IOSE80 細(xì)胞均在含1%雙抗和10%胎牛血清的DMEM 完全培養(yǎng)基中,于37 ℃、5%CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。選取生長狀況良好的對(duì)數(shù)生長期細(xì)胞,按照轉(zhuǎn)染試劑Lipofectamine 2000說明書的步驟,將BIN1過表達(dá)質(zhì)粒CMV-MCS-GFPSV40-Neomycin-BIN1(CMV-BIN1)和空載體質(zhì)粒CMV-MCS-GFP-SV40-Neomycin(CMV-NC)轉(zhuǎn)染至A2780 細(xì)胞。實(shí)驗(yàn)分組:空白對(duì)照組(NC 組)、BIN1過表達(dá)組(CMV-BIN1組)和空載體質(zhì)粒組(CMV-NC組)。培養(yǎng)6~8 h 后,更換成完全培養(yǎng)基繼續(xù)培養(yǎng)48 h,進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)。
將石蠟切片常規(guī)脫蠟水化,H2O2封閉內(nèi)源性過氧化物酶,加入BIN1(1∶200)抗體4 ℃過夜。次日,加入二抗工作液和辣根酶標(biāo)記鏈霉卵白素工作液,DAB顯色,復(fù)染,脫水,封片。每個(gè)標(biāo)本均隨機(jī)選擇5個(gè)視野(×200)計(jì)算:(1)陽性細(xì)胞百分率計(jì)分:<25%為0 分,25%~<50%為1 分,50%~<75%為2 分,≥75%為3分;(2)按照陽性細(xì)胞染色程度計(jì)分:無顯色為0 分,淺棕黃色為1 分,棕黃色為2分,棕褐色為3分。將上述2項(xiàng)得分相加,0分為“-”,1~2分為“+”,3~4分為“++”,5~6 分為“+++”,將“++”和“+++”判定為陽性表達(dá),將“-”和“+”判定為陰性表達(dá)。
用TRIzol提取EOC細(xì)胞的總RNA。將RNA濃度稀釋至500 ng/mL,進(jìn)行逆轉(zhuǎn)錄,將獲得的cDNA作為模板擴(kuò)增BIN1 及內(nèi)參。引物序列:BIN1 上游為5'-CAAGTCCCCATCTCAGCCAG-3',下游為5'-GGATCA CCAGCACCACATCA-3';GAPDH 上游為5'-GTCACC TTCACCGTTCCAGTTTT-3',下游為 5'-CTTAGT TGCGTTACACCCTTTCTT-3'。PCR 反應(yīng)條件:95 ℃10 min;95 ℃15 s,59 ℃30 s,72 ℃30 s,共35 個(gè)循環(huán)。根據(jù)每孔熒光信號(hào)達(dá)到閾值時(shí)經(jīng)歷的循環(huán)數(shù)作為Ct 值,以2-ΔΔCt法計(jì)算BIN1 mRNA 的相對(duì)表達(dá)量。
取A2780、SKOV3 細(xì)胞及IOSE80 細(xì)胞分別加入細(xì)胞裂解液及蛋白酶抑制劑,提取總蛋白。BCA 法定量蛋白后,進(jìn)行SDS-PAGE 分離蛋白,以濕轉(zhuǎn)法將分離的蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)至PVDF 膜,在5%脫脂牛奶中 在室溫下封閉60 min。加入抗BIN1(1∶2 000)、抗GAPDH(1∶2 500)抗體,4 ℃過夜。TBST清洗膜3次(15 min/次),加入HRP 標(biāo)記的兔抗鼠二抗(1∶1 000),室溫處理60 min;TBST清洗膜后滴加ECL發(fā)光液顯影,以GAPDH 為內(nèi)參,用ImageJ 軟件分析蛋白條帶的灰度值,并計(jì)算BIN1蛋白的相對(duì)表達(dá)量。
將各組A2780細(xì)胞消化后按照每孔1×103個(gè)細(xì)胞接種于96孔板中,將培養(yǎng)板放入培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24、48、72、96 h后,向每孔加入10 μL CCK-8試劑,4 h后上酶標(biāo)儀檢測(cè)每孔波長450 nm處的光密度(D)值,并繪制細(xì)胞增殖曲線。
將各組A2780 細(xì)胞接種于6 孔板(5×105/孔),在培養(yǎng)板背面畫5 條平行線作為標(biāo)記,24 h 后用200 μL 無菌移液器吸頭在細(xì)胞層中劃2 條垂直于背面平行線的直線,用PBS洗3次,加入2 mL無血清培養(yǎng)基繼續(xù)培養(yǎng),于0、24 h 在倒置顯微鏡下觀察測(cè)量細(xì)胞向劃痕區(qū)域的遷移距離并拍照。
將各組A2780細(xì)胞按照每孔2×105個(gè)細(xì)胞加入預(yù)鋪人工基膜的Transwell小室的上室,下室加入700 μL含10% FBS 的DMEM 培養(yǎng)基。培養(yǎng)24 h 后取出小室,經(jīng)過PBS沖洗后,用棉簽將上室中殘存的細(xì)胞擦去,用4%多聚甲醛固定20 min,PBS 清洗3 次后,用0.1%結(jié)晶紫染色15 min,PBS沖洗后風(fēng)干,在高倍顯微鏡(×200)下拍照并隨機(jī)選取10 個(gè)視野計(jì)數(shù)侵襲細(xì)胞。
以上主要實(shí)驗(yàn)均獨(dú)立重復(fù)3次。采用SPSS 22.0統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,符合正態(tài)分布的計(jì)量資料以表示,兩組間數(shù)據(jù)比較采取t檢驗(yàn),χ2檢驗(yàn)分析BIN1 表達(dá)與臨床病理特征的關(guān)系,Kaplan-Meier 法分析BIN1 表達(dá)與患者無病生存(DFS)和總生存(OS)的關(guān)系,以P<0.05或P<0.01表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
免疫組織化學(xué)染色結(jié)果(圖1)顯示,BIN1表達(dá)定位在細(xì)胞核中。EOC 組織中BIN1 陽性表達(dá)率明顯低于非腫瘤卵巢組織[32.84%(22/67)vs80.00%(24/30),χ2=15.105,P<0.01]。
圖1 EOC組織及非腫瘤卵巢組織中BIN1的表達(dá)(免疫組織化學(xué)染色,×200)
χ2檢驗(yàn)分析BIN1表達(dá)與EOC患者臨床病理特征的關(guān)系,結(jié)果(表1)發(fā)現(xiàn),BIN1低表達(dá)與EOC患者較晚的術(shù)后病理分期、較差的組織學(xué)分級(jí)、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和腹膜轉(zhuǎn)移存在正向關(guān)聯(lián)(均P<0.05),而與年齡無關(guān)聯(lián)(P>0.05)。
表1 EOC組織中BIN1表達(dá)水平及其與患者臨床病理特征的關(guān)系[n(%)]
中位隨訪時(shí)間為39 個(gè)月,隨訪終止時(shí)間點(diǎn)為2021 年4 月30 日。在隨訪期間,獲訪患者中有26 例死亡。Kaplan-Meier 生存分析結(jié)果(圖2)顯示,BIN1低表達(dá)患者的DFS和OS均顯著短于BIN1高表達(dá)患者(均P<0.05)。
圖2 Kaplan-Meier法分析BIN1表達(dá)對(duì)EOC患者DFS和OS的影響
qPCR 法檢測(cè)結(jié)果(圖3A)顯示,EOC 細(xì)胞SKOV3 和A2780 中BIN1 mRNA 表達(dá)水平均顯著低于正常卵巢上皮細(xì)胞IOSE80(均P<0.01)。WB實(shí)驗(yàn)結(jié)果(圖3B)顯示,SKOV3 和A2780 細(xì)胞中BIN1 蛋白表達(dá)水平均顯著低于IOSE80 細(xì)胞(均P<0.01)。結(jié)果提示,EOC細(xì)胞中BIN1 mRNA和蛋白均呈低表達(dá)。相較于SKOV3細(xì)胞,A2780細(xì)胞中BIN1 mRNA和蛋白的表達(dá)水平更低(均P<0.05),因此后續(xù)實(shí)驗(yàn)選用A2780細(xì)胞。
圖3 不同EOC細(xì)胞中BIN1 mRNA(A)和蛋白(B)的表達(dá)
轉(zhuǎn)染BIN1 后,qPCR 和WB 法檢測(cè)結(jié)果(圖4A、B)顯示,與NC 組和CMV-BIN1 組相比,CMV-BIN1組A2780 細(xì)胞中BIN1 mRNA 和蛋白的表達(dá)水平均顯著升高(均P<0.01)。結(jié)果提示,成功建立BIN1 過表達(dá)的A2780 細(xì)胞系。過表達(dá)BIN1 后,CCK-8 法實(shí)驗(yàn)結(jié)果(圖4C)顯示,在48、72 和96 h 時(shí)A2780 細(xì)胞的增殖能力顯著降低(P<0.05 或P<0.01);劃痕愈合實(shí)驗(yàn)結(jié)果(圖4D)顯示,A2780 細(xì)胞的遷移能力顯著降低(P<0.01);Transwell 實(shí)驗(yàn)結(jié)果(圖4E)顯示,A2780 細(xì)胞的侵襲能力顯著降低(P<0.01)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,過表達(dá)BIN1 可顯著抑制卵巢癌A2780 細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲。
圖4 過表達(dá)BIN1對(duì)A2780細(xì)胞增殖、遷移和侵襲的影響
EOC是國內(nèi)外發(fā)病率和病死率較高的婦科惡性腫瘤之一,其侵襲性強(qiáng)、易復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移是預(yù)后不佳的主要原因;缺乏有效的治療靶點(diǎn)也是臨床治療過程中制約EOC 患者預(yù)后改善的主要瓶頸之一。因此,亟須深入研究EOC 進(jìn)展過程中的相關(guān)分子機(jī)制,為尋找其新的治療靶點(diǎn)提供依據(jù)。
腫瘤細(xì)胞的無限增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移能力是腫瘤致死的主要原因。BIN1是機(jī)體中具有抑癌作用的配體蛋白,已被證實(shí)在多種類型腫瘤中表達(dá)缺失。BIN1 基因缺失可加速誘導(dǎo)RAS 介導(dǎo)的小鼠惡性腫瘤的形成,且用Cre-Lox 技術(shù)敲除BIN1 基因,18~20個(gè)月后50%的小鼠自發(fā)性地發(fā)生肺癌,10%的小鼠自發(fā)性地發(fā)生肝癌[18]。ZHOU等[19]研究發(fā)現(xiàn),在結(jié)直腸癌中BIN1 蛋白水平受miR-744 的負(fù)向調(diào)控,且BIN1 過表達(dá)可以抑制miR-744 誘導(dǎo)的奧沙利鉑耐藥,提示miR-744 可能通過抑制結(jié)直腸癌細(xì)胞中BIN1 表達(dá)而誘導(dǎo)奧沙利鉑的耐藥。HU 等[20]研究結(jié)果證實(shí),在肝癌中BIN1 基因異常剪接可導(dǎo)致其喪失抑癌功能,而HX9-NONO-SFPQ 復(fù)合物是導(dǎo)致BIN1異常剪接的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子。研究結(jié)果[21]表明,在BIN1 缺失的腫瘤細(xì)胞中,E2F1 激活A(yù)TM 從而導(dǎo)致順鉑耐藥。多項(xiàng)研究結(jié)果[8-9,22]顯示,BIN1可以通過直接與c-MYC結(jié)合逆轉(zhuǎn)c-MYC介導(dǎo)的惡性轉(zhuǎn)化,從而抑制腫瘤細(xì)胞的增殖能力。MULLER等[23]通過皮膚癌模型發(fā)現(xiàn),BIN1 缺失可以通過影響STAT1 和NF-κB通路促進(jìn)IDO表達(dá),腫瘤浸潤淋巴細(xì)胞的數(shù)量顯著減少,進(jìn)而誘導(dǎo)腫瘤免疫逃逸。本課題組在前期的研究[15,24-26]中發(fā)現(xiàn),BIN1在ESCC及NSCLC中呈低表達(dá),且其低表達(dá)與腫瘤的臨床分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移和OS呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。進(jìn)一步研究BIN1在腫瘤細(xì)胞中的功能,結(jié)果發(fā)現(xiàn)BIN1 缺失能夠提高腫瘤細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲能力。
鑒于目前BIN1 在EOC 中的表達(dá)及其生物學(xué)功能尚未明了,本研究著重探討了BIN1 對(duì)EOC 的影響。首先,通過免疫組織化學(xué)染色法檢測(cè)EOC 組織和非腫瘤卵巢組織中BIN1表達(dá)水平,結(jié)果發(fā)現(xiàn)EOC組織中BIN1 的表達(dá)水平顯著低于非腫瘤卵巢組織,提示BIN1 在EOC 發(fā)生發(fā)展中可能發(fā)揮抑癌作用。為明確BIN1在EOC中的臨床意義,本研究進(jìn)一步對(duì)BIN1 表達(dá)與EOC 患者臨床病理特征的關(guān)系進(jìn)行分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn)BIN1 低表達(dá)與患者較晚的術(shù)后病理分期、較差的組織學(xué)分級(jí)、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移及腹膜轉(zhuǎn)移有關(guān);Kaplan-Meier 生存分析結(jié)果表明,BIN1 高表達(dá)EOC患者的術(shù)后DFS和OS顯著長于BIN1低表達(dá)患者,提示BIN1低表達(dá)可獨(dú)立作為EOC患者不良預(yù)后的生物標(biāo)志物。
為了進(jìn)一步研究BIN1在EOC中的生物學(xué)功能,本研究針對(duì)BIN1 在EOC 中的抑癌作用開展體外實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明,過表達(dá)BIN1 能夠顯著降低EOC A2780 細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲能力。由于EOC 細(xì)胞的異常增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移是影響患者預(yù)后的重要因素,本研究結(jié)果提示,BIN1 可能通過抑制EOC 細(xì)胞的惡性生物學(xué)行為而改善患者的預(yù)后。但BIN1是通過何種具體的分子機(jī)制來發(fā)揮抑癌作用有待深入研究。
綜上所述,BIN1 在EOC 組織和細(xì)胞中低表達(dá),且與EOC 患者的多個(gè)臨床病理特征有關(guān)。過表達(dá)BIN1 能夠顯著抑制EOC 細(xì)胞A2780的增殖、遷移和侵襲,說明BIN1在EOC的惡性進(jìn)展過程中發(fā)揮了抑癌作用。本課題組后續(xù)將繼續(xù)深入研究BIN1 在EOC 中發(fā)揮抑癌作用的具體機(jī)制,為尋找EOC 的治療靶點(diǎn)提供理論依據(jù)。