梁佳,沈素朋,郭煒,郭艷麗,董稚明(河北醫(yī)科大學(xué)第四醫(yī)院 腫瘤研究所,河北 石家莊 050011)
胃賁門(mén)腺癌(gastric cardia adenocarcinoma,GCA)是胃癌中侵襲性最強(qiáng)的一種類(lèi)型,相對(duì)于其他類(lèi)型的胃癌,其發(fā)病率及病死率均較高[1-2]。由于GCA 出現(xiàn)癥狀時(shí),大多數(shù)患者已到疾病的中、晚期,加上術(shù)后復(fù)發(fā)率較高,導(dǎo)致患者預(yù)后不良。lncRNA 是指長(zhǎng)度大于200 nt、無(wú)蛋白質(zhì)編碼能力的RNA 分子[3-4]。越來(lái)越多的研究結(jié)果[5-7]表明,lncRNA 的異常表達(dá)參與多種類(lèi)型惡性腫瘤的發(fā)生和進(jìn)展。LINC00997 在腎透明細(xì)胞癌、宮頸癌及結(jié)直腸癌中均異常表達(dá)[8-10],但其在GCA中的作用研究鮮見(jiàn)文獻(xiàn)報(bào)道。本研究通過(guò)檢測(cè)LINC00997在人GCA組織及胃癌細(xì)胞中的表達(dá)水平,分析其表達(dá)與患者臨床病理特征及預(yù)后的關(guān)系,同時(shí)應(yīng)用siRNA 干擾胃癌細(xì)胞SGC7901 中LINC00997 的表達(dá),觀察敲減LINC00997 對(duì)胃癌SGC7901 細(xì)胞遷移、侵襲以及上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)進(jìn)程的影響,并探討其在GCA 發(fā)生與發(fā)展中的作用及其機(jī)制,為GCA 的靶向治療及預(yù)后評(píng)估提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
利用在線數(shù)據(jù)分析網(wǎng)站GEPIA2(http://gepia2.cancer-pku.cn/)分析TCGA和GTEx數(shù)據(jù)庫(kù)中LINC00997在胃癌組織中的表達(dá)數(shù)據(jù),其中胃癌組織408例,癌旁組織211例。根據(jù)LINC00997表達(dá)水平進(jìn)行胃癌患者總生存期(OS)和無(wú)病生存率(DFS)的分析,其中LINC00997高表達(dá)組190例,低表達(dá)組192例,采用對(duì)數(shù)秩檢驗(yàn),用于假設(shè)檢驗(yàn)。
臨床標(biāo)本取自2013年2月至2015年12月河北醫(yī)科大學(xué)第四醫(yī)院生物標(biāo)本庫(kù)的68例GCA手術(shù)患者,其中男性37 例、女性31 例,年齡39~74歲,中位年齡60.0歲。全部患者術(shù)前均未接受任何放射與化學(xué)治療。每例患者均取GCA原發(fā)灶組織及距原發(fā)灶邊緣3~5 cm的相應(yīng)癌旁組織。所有標(biāo)本的切取和使用均經(jīng)過(guò)本院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn),患者均簽署知情同意書(shū)。手術(shù)切除標(biāo)本一部分常規(guī)制作蠟塊、H-E染色,另一部分置入-80℃低溫冰箱中保存,用來(lái)提取總RNA。所有組織標(biāo)本均由3位病理醫(yī)師共同確診為GCA組織,癌旁組織中均未見(jiàn)癌細(xì)胞浸潤(rùn)。對(duì)68例GCA患者進(jìn)行隨訪,最長(zhǎng)時(shí)間為65個(gè)月,中位隨訪時(shí)間為49個(gè)月。
人胃癌細(xì)胞SGC7901、HGC-27、BGC823 和MGC-803由河北醫(yī)科大學(xué)第四醫(yī)院腫瘤研究所病理研究室留存并傳代。TRIzol 試劑盒購(gòu)自北京索萊寶公司,逆轉(zhuǎn)錄試劑盒和MTS試劑均購(gòu)自美國(guó)Promega公司,胎牛血清購(gòu)自美國(guó)PAN 公司,RPMI 1640 培養(yǎng)基購(gòu)自美國(guó)Gibco公司,Lipofectamine 2000轉(zhuǎn)染試劑購(gòu)自美國(guó)Thermo 公司,Transwell 小室和人工基膜(matrigel 膠)購(gòu)自美國(guó)Corning 公司。蛋白提取試劑購(gòu)自北京康為世紀(jì)生物科技有限公司),兔抗人上皮鈣黏素(E-cadherin)、神經(jīng)鈣黏素(N-cadherin)、波形蛋白(vimentin),以及β-actin等一抗均購(gòu)自武漢伊萊瑞特生物科技股份有限公司,HRP 標(biāo)記的羊抗兔IgG二抗購(gòu)自美國(guó)KPL公司,電化學(xué)發(fā)光試劑購(gòu)自北京索萊寶生物科技有限公司。
根據(jù)TRIzol 試劑說(shuō)明提取組織和細(xì)胞的總RNA,并將總RNA 逆轉(zhuǎn)錄成cDNA,再以cDNA 為模板進(jìn)行PCR 擴(kuò)增,用于檢測(cè)LINC00997 及EMT 相關(guān)基因的表達(dá),以GAPDH 作為內(nèi)參,引物序列見(jiàn)表1。PCR 反應(yīng)條件:95 ℃預(yù)變性10 min;95 ℃變性15 s、60 ℃退火30 s、72 ℃延伸30 s,共40個(gè)循環(huán);72 ℃延伸7 min,每個(gè)樣本設(shè)3 個(gè)復(fù)孔。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,采用相對(duì)定量法,ΔCT=CT目的基因-CT內(nèi)參基因,ΔΔCT=ΔCT-ΔCT對(duì)照組,以2-ΔΔCT表示目的基因mRNA的相對(duì)表達(dá)量。
表1 qPCR引物序列
2 條siRNA-LINC00997 由上海吉瑪基因公司設(shè)計(jì)合成,分別命名為si-LINC00997#1、si-LINC00997#2,si-NC作為對(duì)照。常規(guī)培養(yǎng)細(xì)胞,置于37 ℃、5%CO2的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。轉(zhuǎn)染前一天選擇生長(zhǎng)狀態(tài)良好的細(xì)胞均勻鋪于6孔板中,待細(xì)胞匯合度至70%左右開(kāi)始轉(zhuǎn)染,按照Lipofectamine 2000 轉(zhuǎn)染試劑盒說(shuō)明分別將si-LINC00997#1、si-LINC00997#2 及其si-NC 轉(zhuǎn)染至SGC7901細(xì)胞,6 h后更換含血清培養(yǎng)基繼續(xù)培養(yǎng)24 h,提取各組細(xì)胞的總RNA,用于觀察轉(zhuǎn)染后細(xì)胞中LINC00997 的表達(dá)水平,選取干擾效率較高的細(xì)胞進(jìn)行后續(xù)功能實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前用直尺比對(duì),用記號(hào)筆在6孔板背面均勻劃?rùn)M線。轉(zhuǎn)染細(xì)胞培養(yǎng)24 h后,調(diào)整細(xì)胞密度(5×105個(gè)/mL)接種于6孔板,待細(xì)胞長(zhǎng)至完全融合時(shí),用200 μL加樣槍頭比著直尺,垂直于橫線劃痕。使用PBS沖洗2次,分別于劃痕后的0、24 h在倒置顯微鏡下(×100)觀察細(xì)胞的遷移距離,計(jì)算細(xì)胞的劃痕愈合率。
將50 μL稀釋好的matrigel膠預(yù)鋪于Transwell小室上層內(nèi),37 ℃過(guò)夜。使用無(wú)血清培養(yǎng)基饑餓SGC7901 細(xì)胞24 h,胰酶消化并收集各組細(xì)胞,無(wú)血清培養(yǎng)基重懸細(xì)胞并調(diào)整細(xì)胞密度為1×105個(gè)/mL,每孔上室加入200 μL 細(xì)胞懸液,下室中加入600 μL含20%胎牛血清的完全培養(yǎng)基。培養(yǎng)24 h后取出小室,PBS 洗3 次,結(jié)晶紫染色、固定后,用棉簽輕輕擦除上室中matrigel 膠及膠上細(xì)胞,PBS 沖洗后室溫晾干,于倒置顯微鏡下計(jì)數(shù)5 個(gè)隨機(jī)視野內(nèi)的細(xì)胞數(shù),比較各組穿膜細(xì)胞數(shù)。
按照蛋白提取試劑盒說(shuō)明提細(xì)胞總蛋白,按照BCA 蛋白濃度測(cè)定試劑盒說(shuō)明書(shū)測(cè)定蛋白濃度,取適量蛋白樣品進(jìn)行10% SDS-PAGE,將蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)移至PVDF 膜上,入5%脫脂奶粉的封閉液中室溫處理1 h,加入一抗E-cadherin(1∶2 000)、N-cadherin(1∶6 000)、vimentin(1∶2 000)及β-actin(1∶10 000),在搖床上4 ℃過(guò)夜。TBST清洗膜3次(5 min/次),加入HRP 標(biāo)記的羊抗兔IgG(1∶100 000),室溫下靜置1 h 后,用TBST 清洗膜3 次(5 min/次),用電化學(xué)發(fā)光法曝光、顯影。以β-actin為內(nèi)參照,用ImageJ軟件分析蛋白條帶的灰度值。
qPCR 法、WB 法、劃痕愈合實(shí)驗(yàn)、Transwell 侵襲實(shí)驗(yàn)等均重復(fù)3次。采用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,符合正態(tài)分布的計(jì)量數(shù)據(jù)以表示,兩組間比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)和近似t檢驗(yàn),多組間的均數(shù)比較采用單因素方差分析,組內(nèi)兩兩比較采用SNK-q檢驗(yàn);應(yīng)用Kaplan-Meier 生存曲線分析LINC00997 表達(dá)與GCA 患者預(yù)后的關(guān)系,采用Log-Rank 檢驗(yàn)比較兩組OS 和DFS 差異,Cox 多因素回歸分析影響GCA 患者預(yù)后的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。以P<0.05或P<0.01表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
利用GEPIA2 網(wǎng)站分析TCGA 和GTEx 數(shù)據(jù)庫(kù)中LINC00997在胃癌中的表達(dá)及其對(duì)胃癌患者OS的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn),LINC00997 在胃癌組織中的表達(dá)水平顯著高于癌旁組織(P<0.05,圖1A),LINC00997高表達(dá)組患者的OS(圖1B)及DFS(圖1C)均顯著低于LINC00997低表達(dá)組患者(P<0.05或P<0.01)。
qPCR法檢測(cè)結(jié)果顯示,LINC00997在GCA組織中表達(dá)水平顯著高于癌旁組織(P<0.01,圖2A)。結(jié)合臨床病理資料分析發(fā)現(xiàn)(表2),GCA 組織中LINC00997 表達(dá)與患者的淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移(P<0.05)及TNM 分期相關(guān)聯(lián)(P<0.01)。同時(shí)發(fā)現(xiàn),LINC00997在胃癌SGC7901、HGC-27、BGC823 和MGC-803細(xì)胞中的表達(dá)水平均顯著高于對(duì)照組(P<0.05 或P<0.01;圖2B)。
表2 LINC00997在GCA組織中的表達(dá)與患者臨床病理特征的關(guān)系
根據(jù)LINC00997在GCA組織中表達(dá)的均值將患者分為L(zhǎng)INC00997 高表達(dá)組(36 例)和低表達(dá)組(32 例)。經(jīng)Log-Rank 檢驗(yàn)分析顯示,LINC00997 高表達(dá)可明顯縮短GCA 患者的5年OS(P<0.01,圖3);Cox 多因素回歸分析發(fā)現(xiàn),LINC00997 表達(dá)是GCA患者獨(dú)立的預(yù)后因素(P<0.01,表3)。
表3 影響GCA患者預(yù)后的臨床病理特征的單因素和多因素分析
qPCR法檢測(cè)結(jié)果(圖4A)顯示,si-LINC00997#1和si-LINC00997#2組SGC7901細(xì)胞中LINC00997表達(dá)水平顯著降低(P<0.05或P<0.01),表明轉(zhuǎn)染成功。由于si-LINC00997#1 組的干擾效率最高(P<0.01),所以,選擇si-LINC00997#1 組細(xì)胞進(jìn)行后續(xù)功能實(shí)驗(yàn)。
劃痕愈合實(shí)驗(yàn)結(jié)果(圖4B)顯示,轉(zhuǎn)染24 h 時(shí),si-LINC00997#1 組SGC7901 細(xì)胞的劃痕愈合率顯著低于si-NC 對(duì)照組(P<0.01)。Transwell 侵襲實(shí)驗(yàn)結(jié)果(圖4C)顯示,si-LINC00997#1 組穿膜細(xì)胞數(shù)顯著少于si-NC 組(P<0.01)。實(shí) 驗(yàn) 結(jié)果表明,敲減LINC00997可顯著抑制胃癌SGC7901細(xì)胞的遷移和侵襲能力。
qPCR法檢測(cè)結(jié)果(圖5A)顯示,敲減LINC00997后,SGC7901細(xì)胞中E-cadherin 的表達(dá)水平顯著上調(diào)(P<0.05),但N-cadherin 和vimentin 表達(dá)均顯著下調(diào)(P<0.05或P<0.01)。
WB 法檢測(cè)結(jié)果(圖5B)顯示,與si-NC 組比較,敲減LINC00997后,SGC7901細(xì)胞中E-cadherin表達(dá)顯著上調(diào)(P<0.05),N-cadherin 和vimentin 表達(dá)均顯著下調(diào)(均P<0.01)。結(jié)果表明,敲減LINC00997 可顯著抑制胃癌SGC7901細(xì)胞的EMT進(jìn)程。
LINC00997 是一種新發(fā)現(xiàn)的lncRNA,位于染色體7p14.3,此位置在很多惡性腫瘤中有基因拷貝數(shù)的異常擴(kuò)增[11-12]。為了探索LINC00997 在惡性腫瘤中的表達(dá),利用GEPIA2 網(wǎng)站分析了TCGA 和GTEx 數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù),結(jié)果發(fā)現(xiàn)LINC00997 在多種腫瘤中高表達(dá),包括胃癌、腎乳頭狀細(xì)胞癌、前列腺癌、膽管癌、食管癌、頭頸部鱗狀細(xì)胞癌、皮膚黑色素瘤和肝細(xì)胞癌等,提示LINC00997可能發(fā)揮癌基因的作用。
LINC00997 在腎透明細(xì)胞癌[8]、結(jié)腸癌[9]及宮頸癌[10]中均異常表達(dá)。本研究通過(guò)分析TCGA和GTEx數(shù)據(jù)庫(kù)中的相關(guān)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),LINC00997在胃癌組織中的表達(dá)水平顯著高于癌旁組織,且其高表達(dá)組胃癌患者的OS 及DFS 均顯著低于低表達(dá)組患者(均P<0.05)。在隨后的驗(yàn)證中,本研究檢測(cè)了68例GCA組織和相應(yīng)癌旁組織中LINC00997 的表達(dá)水平,結(jié)果發(fā)現(xiàn)LINC00997 在GCA 組織中高表達(dá),而且其表達(dá)水平與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移及TNM分期相關(guān)聯(lián);同時(shí),分析了LINC00997 表達(dá)與GCA 患者預(yù)后之間的關(guān)系,結(jié)果顯示,LINC00997 高表達(dá)明顯縮短了GCA 患者的OS;Cox 多因素回歸分析發(fā)現(xiàn),LINC00997 表達(dá)是GCA患者獨(dú)立的預(yù)后因素。
CHANG等[8]研究發(fā)現(xiàn),LINC00997通過(guò)與STAT3 結(jié)合上調(diào)S100A11 表達(dá),提高轉(zhuǎn)移相關(guān)分子vimentin、MMP2 和MMP7 的水平,進(jìn)而促進(jìn)腎透明細(xì)胞癌的轉(zhuǎn)移。SHI 等[9]的研究結(jié)果顯示,在轉(zhuǎn)移性結(jié)直腸癌組織中LINC00997 表達(dá)水平升高,沉默LINC00997后顯著抑制了結(jié)直腸癌細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲,其機(jī)制為L(zhǎng)INC00997 通過(guò)靶向miR-512-3p調(diào)控結(jié)直腸癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移。CHU 等[10]研究發(fā)現(xiàn),LINC00997 在宮頸癌組織中高表達(dá),通過(guò)調(diào)控miR-574-3p/CUL2軸激活MAPK信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo),從而促進(jìn)宮頸癌細(xì)胞的增遷移和侵襲。以上研究結(jié)果提示,LINC00997可能與惡性腫瘤的高侵襲和轉(zhuǎn)移力相關(guān)。因此,本課題組設(shè)計(jì)了細(xì)胞遷移和侵襲體外實(shí)驗(yàn),進(jìn)一步探究LINC00997 對(duì)胃癌SGC-7901 細(xì)胞的遷移和侵襲的影響,結(jié)果顯示,敲減LINC00997后顯著抑制胃癌SGC-7901 細(xì)胞的遷移及侵襲能力,提示LINC00997 在胃癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移與侵襲中可能發(fā)揮重要作用,與既往研究結(jié)果[8-10]一致。
轉(zhuǎn)移是造成惡性腫瘤預(yù)后不良的主要原因,尋找與轉(zhuǎn)移相關(guān)的分子標(biāo)志物對(duì)于延長(zhǎng)患者OS 具有重要意義[13-14]。EMT是與惡性腫瘤侵襲、轉(zhuǎn)移相關(guān)的最重要的通路[15-16]。為了研究LINC00997 是否參與胃癌的EMT進(jìn)程,本研究檢測(cè)了EMT相關(guān)標(biāo)志物的表達(dá)變化,敲減LINC00997后,SGC-7901細(xì)胞中上皮相關(guān)標(biāo)志物E-cadherin的表達(dá)升高,間充質(zhì)相關(guān)標(biāo)志物N-cadherin、vimentin的表達(dá)降低,提示LINC00997有可能參與EMT 進(jìn)程并通過(guò)調(diào)控EMT 相關(guān)基因的表達(dá),進(jìn)而促進(jìn)胃癌細(xì)胞的遷移及侵襲能力,但其具體的分子機(jī)制尚未明了。大量研究結(jié)果[17-21]表明,lncRNA通過(guò)ceRNA機(jī)制參與腫瘤的發(fā)生,猜測(cè)其也很有可能通過(guò)miRNA 分子海綿機(jī)制發(fā)揮調(diào)控作用,這有待在今后的研究中得到證實(shí)。
綜上所述,本研究結(jié)果顯示LINC00997 在GCA組織中高表達(dá)并導(dǎo)致預(yù)后不良,特異性的敲減LINC00997 的表達(dá)可顯著抑制胃癌細(xì)胞的遷移及侵襲能力,并抑制EMT 進(jìn)程,提示LINC00997 可能在GCA 中是一種促癌基因,并在腫瘤轉(zhuǎn)移中發(fā)揮重要作用,有望成為GCA預(yù)后評(píng)估的標(biāo)志物。