邊蘇蘇,陳玉鳳,張雯晴,蒯興旺,常新霞,唐 奇,馮振卿*
1南京醫(yī)科大學(xué)病理學(xué)系,2國家衛(wèi)生健康委員會抗體技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,江蘇 南京 211166
卵巢癌在全球女性惡性腫瘤中,發(fā)病率和病死率分居第7位和第8位,5年生存率低于45%。在中國女性生殖系統(tǒng)惡性腫瘤中卵巢癌的發(fā)病率和病死率分別居第3 位和第1 位,每年的新發(fā)病例為52 100 例,死亡達(dá)22 500 例。手術(shù)聯(lián)合鉑類化療作為一線治療方案,很大程度上緩解了患者病情,但仍有高達(dá)70%的病例會復(fù)發(fā)[1-2]。卵巢癌復(fù)發(fā)與耐藥性的產(chǎn)生密切相關(guān),深入探討卵巢癌耐藥的發(fā)生機(jī)制,提高化療的敏感性,對于改善卵巢癌患者的預(yù)后具有重要意義。
賴氨酸羥基化酶2(procollagenlysine 2-xoglutarate 5-dioxygenase 2,PLOD2)是PLOD 家族的一員,由PLOD2基因編碼,是膠原交聯(lián)形成過程中的關(guān)鍵酶[3]。PLOD2 可促進(jìn)多種腫瘤的侵襲進(jìn)展,包括乳腺癌、肝癌、非小細(xì)胞肺癌等[4-6]。鉑類藥物常作為卵巢癌一線化療的首選藥物,其中奧沙利鉑作為第三代鉑類化療藥,被廣泛應(yīng)用于卵巢癌治療,但容易產(chǎn)生獲得性耐藥。PLOD2 表達(dá)與多種腫瘤的預(yù)后不良有關(guān),但PLOD2對卵巢癌化療耐藥的影響及分子機(jī)制尚不清楚。本研究擬采用干擾或過表達(dá)PLOD2的方法,觀察PLOD2對卵巢癌奧沙利鉑化療耐藥的影響,初步探討其分子機(jī)制,為卵巢癌臨床化療耐藥的研究及逆轉(zhuǎn)提供理論基礎(chǔ)。
人卵巢 癌細(xì)胞 株A2780、OV1063、PEO4、HO8910、SKOV3,工具細(xì)胞293T 由本實(shí)驗(yàn)室保存。RPMI 1640 培養(yǎng)基、DMEM 培養(yǎng)基、100×青霉素/鏈霉素雙抗、胎牛血清(Gibco公司,美國);pPLK/GFP+Puro-PLOD2 shRNA和pLenti-CMV-PLOD2-Flag-GFPPuro 質(zhì)粒(南京晶百生物公司);Lenti-Pac 慢病毒包裝試劑盒(GeneCopoeia 公司,美國);嘌呤霉素(Sigma 公司,美國);RIPA 裂解液、BCA 蛋白定量檢測試劑盒、蛋白上樣緩沖液(南京碧云天生物公司);鼠抗人PLOD2 單克隆抗體(Proteintech 生物公司,美國);鼠抗人PLOD2 單克隆抗體(R&D 生物公司,美國);兔抗人MRP1 多克隆抗體、兔抗人BCRP多克隆抗體(沈陽萬類生物公司);HRP 標(biāo)記的兔抗小鼠IgG 抗體、HRP 標(biāo)記的山羊抗兔IgG 抗體(Abcam 公司,美國);CCK-8 試劑盒(同仁公司,日本);細(xì)胞/組織總RNA 提取試劑盒、High-Capacity cDNA 逆轉(zhuǎn)錄試劑盒、SYBR 熒光定量PCR 試劑盒(南京諾唯贊生物公司);Annexin V-kFluor647/PI 雙染細(xì)胞凋亡檢測試劑盒(南京凱基生物公司)。
1.2.1 細(xì)胞培養(yǎng)
按照10%胎牛血清和1%雙抗的比例配制RPMI 1640、DMEM 完全培養(yǎng)基,卵巢癌細(xì)胞株A2780、OV1063、PEO4、HO8910 和SKOV3 培養(yǎng)于RPMI 1640 完全培養(yǎng)基,293T 細(xì)胞培養(yǎng)于DMEM 完全培養(yǎng)基,置于37 ℃和5% CO2的恒溫生物培養(yǎng)箱中。每2 d換液,待細(xì)胞融合度達(dá)90%,進(jìn)行胰酶消化及傳代培養(yǎng)。
1.2.2 PLOD2低表達(dá)細(xì)胞株和高表達(dá)細(xì)胞株的鑒定
培養(yǎng)卵巢癌細(xì)胞OV1063、HO8910、SKOV3、PEO4、A2780,待其處于對數(shù)生長期,根據(jù)細(xì)胞量用RIPA裂解液提取細(xì)胞總蛋白,BCA試劑盒測定蛋白濃度,按照1∶4 的比例加入5×上樣緩沖液,95 ℃煮沸10 min,分裝后存放于-20 ℃。取等量蛋白質(zhì),用SDS-PAGE 法分離后轉(zhuǎn)至PVDF 膜,5%的脫脂奶粉溶液封閉后孵育鼠抗人PLOD2 單克隆抗體(1∶1 000)、鼠抗人GAPDH 單克隆抗體(1∶1 000),4 ℃過夜;次日孵育HRP 標(biāo)記的兔抗小鼠IgG 抗體(1∶10 000),滴加ECL 發(fā)光液后曝光。ImageJ 進(jìn)行蛋白定量分析。實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次。
1.2.3 PLOD2干擾和過表達(dá)質(zhì)粒的構(gòu)建及鑒定
PLOD2干擾和過表達(dá)質(zhì)粒及空載體質(zhì)粒均由晶百生物公司合成,其中干擾質(zhì)粒目標(biāo)基因長度為61 bp(Gene ID:852;Accessions:NM_000435),PLOD2 shRNA序列為5′-CCAGTTACACTGAAGGTCTTT-3′;過表達(dá)質(zhì)粒目標(biāo)基因長度為2 238 bp(Gene ID:5352;Accessions:NM_000935)。DH5α感受態(tài)細(xì)胞進(jìn)行質(zhì)粒轉(zhuǎn)化,均勻涂抹菌液于含氨芐青霉素(ampicillin,AMP)的LB 平板,倒置平放12~16 h,進(jìn)行單克隆挑選,并放置于LB 液體培養(yǎng)基,37 ℃搖床200 r/min,12~16 h,可見菌液渾濁,保存菌液于-80 ℃。取少量送南京金斯瑞公司進(jìn)行測序,以驗(yàn)證PLOD2 干擾序列克隆入pPLK/GFP+Puro 載體和PLOD2 過表達(dá)序列克隆入pLenti-CMV-GFP-Puro載體。
1.2.4 慢病毒包裝及滴度測定
10 cm 培養(yǎng)皿培養(yǎng)293T 細(xì)胞,待融合度達(dá)80%左右,用三質(zhì)粒包裝系統(tǒng)按照Lenti-Pac 慢病毒包裝試劑說明書進(jìn)行慢病毒包裝。6~8 h 換液,48 h 和72 h 各收1 次病毒,混合后2 000 r/min,離心10 min去除細(xì)胞碎片,并用0.45 μm 濾器過濾。慢病毒濃縮液濃縮4 ℃過夜。次日,5 000 r/min 離心40 min,離心機(jī)提前4 ℃預(yù)冷。小心吸棄上清,用RPMI 1640 進(jìn)行重懸得慢病毒。1×104個(gè)/孔293T 細(xì)胞鋪于96 孔板,設(shè)定10 個(gè)孔,第1 個(gè)是空白對照,從第2 個(gè)孔開始,慢病毒1∶10 倍比稀釋,培養(yǎng)48 h 根據(jù)293T細(xì)胞的熒光率計(jì)算慢病毒滴度。
1.2.5 病毒感染及穩(wěn)定株篩選
將A2780 細(xì)胞株和OV1063 細(xì)胞株分別接種于6 孔板,次日按照病毒感染復(fù)數(shù)MOI40 和MOI30 進(jìn)行慢病毒感染,感染含干擾質(zhì)粒和過表達(dá)質(zhì)粒的慢病毒的細(xì)胞分別標(biāo)記為shPLOD2和OEPLOD2,感染空載體慢病毒的細(xì)胞分別標(biāo)記為shControl 和OEControl,并添加polybrene增強(qiáng)感染效率。48 h觀察熒光并進(jìn)行嘌呤霉素篩選。同時(shí)設(shè)立空白對照組,待空白對照組細(xì)胞全部死亡,并且轉(zhuǎn)染病毒組細(xì)胞呈現(xiàn)簇狀生長,進(jìn)行半量維持篩選2周。
1.2.6 檢測PLOD2表達(dá)變化
1.2.6.1 實(shí)時(shí)熒光定量PCR(qRT-PCR)
待細(xì)胞進(jìn)入對數(shù)生長期,根據(jù)細(xì)胞/組織總RNA 提取試劑盒提取細(xì)胞總RNA,再根據(jù)High-Capacity cDNA 逆轉(zhuǎn)錄試劑盒說明書逆轉(zhuǎn)錄總RNA為cDNA。最后根據(jù)SYBR熒光定量PCR試劑盒說明書進(jìn)行熒光定量擴(kuò)增。反應(yīng)體系為:Premix 10 μL,PLOD2 或18S 上下游引物(10 μmol/L)各0.4 μL,cDNA模板2 μL,去離子水7.2 μL。每個(gè)樣品3個(gè)復(fù)孔,該實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次。相關(guān)引物序列:PLOD2上游引物5′-CTCGAGCATCCCCACAGATAA-3′,下游引物5′-TTGACCAAGGACCTTCACAGT-3′;18S 上游引物5′-AACCCGTTGAACCCCATT-3′,下游引 物5′-CCATCCAATCGGTAGTAGCG-3′。PCR 擴(kuò)增條件:95 ℃30 s 預(yù)變性;95 ℃10 s,60 ℃30 s,40 個(gè)循環(huán);95 ℃15 s,60 ℃1 min,95 ℃15 s。反應(yīng)結(jié)束后檢測目的基因和相應(yīng)內(nèi)參18S 的CT值,基因表達(dá)的相對定量值以2-ΔΔCT計(jì)算。
1.2.6.2 免疫印跡試驗(yàn)(Western blot)
取shPLOD2 組、shControl 組、OEPLOD2 組、OEControl 組對數(shù)生長期細(xì)胞,提取蛋白、測定蛋白濃度、進(jìn)行Western blot 并計(jì)算灰度值與1.2.2 方法相同。
1.2.7 CCK-8實(shí)驗(yàn)
胰酶消化各組對數(shù)生長期細(xì)胞后,以5 000 個(gè)/孔細(xì)胞鋪于96孔板,每孔含100 μL RPMI 1640完全培養(yǎng)基,每組3個(gè)復(fù)孔。過夜后,設(shè)定奧沙利鉑濃度依次為0、0.25、0.50、1.00、2.00、4.00 μmol/L,繼續(xù)培養(yǎng)48 h后,吸棄舊培養(yǎng)基,后加入每孔10 μL CCK-8和90 μL 培養(yǎng)基,同時(shí)設(shè)定不含細(xì)胞只含CCK-8 的空白對照孔,37 ℃和5% CO2的恒溫生物培養(yǎng)箱培養(yǎng)2 h,用Multiskan Spectrum 酶標(biāo)儀測定450 nm 波長處的吸光度。該實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次。細(xì)胞抑制率=[1-(加藥組-空白組)/(未加藥組-空白組)]×100%。
1.2.8 克隆形成實(shí)驗(yàn)
取對數(shù)生長期的各組細(xì)胞,按照500 個(gè)/孔的濃度種植于6孔板,貼壁后用奧沙利鉑1.25 μmol/L 藥物處理,繼續(xù)培養(yǎng)14 d。用4%多聚甲醛固定30 min后,用結(jié)晶紫染色20 min。進(jìn)行拍照并統(tǒng)計(jì),該實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次。
1.2.9 流式細(xì)胞術(shù)檢測細(xì)胞凋亡
取對數(shù)生長期的各組細(xì)胞,以4×105個(gè)/孔接種于6 孔板,待過夜貼壁后加入1.25 μmol/L 奧沙利鉑,對照組加入等量PBS作為對照。48 h后,收集舊培養(yǎng)基,用不含EDTA的胰酶消化細(xì)胞,終止消化,1 000 r/min離心5 min后,用PBS重懸細(xì)胞并2 000 r/min離心5 min,重復(fù)1次。加入Annexin V-kFluor647/PI雙染細(xì)胞凋亡檢測試劑,4 ℃避光15 min,用BD FACS Aria ⅡSORP 分選型流式細(xì)胞儀和Beckman Coulter CytoFLEX 流式細(xì)胞儀進(jìn)行細(xì)胞凋亡率測定。該實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次。
1.2.10 裸鼠皮下成瘤實(shí)驗(yàn)
取4~6 周齡雌性BALB/c-NULL 裸鼠30 只,購自南京醫(yī)科大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心,飼養(yǎng)于SPF 級動(dòng)物房屏障系統(tǒng)的潔凈層流架內(nèi),保持相對濕度40%~60%,溫度(25±1)℃,生長所需的墊料、飼料和飲水均經(jīng)滅菌處理,自由進(jìn)食和飲水,每日保持10 h的光照,14 h 無光的明暗周期,實(shí)驗(yàn)前適應(yīng)性飼養(yǎng)1周。所開展的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)均通過南京醫(yī)科大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物福利倫理委員會批準(zhǔn)(批準(zhǔn)編號為IACUC-2106029)。收集shPLOD2 和shControl 的對數(shù)生長期細(xì)胞,80%左右密度用胰酶進(jìn)行消化,RPMI 1640培養(yǎng)基調(diào)整細(xì)胞密度為1×108個(gè)/mL 的細(xì)胞懸液。細(xì)胞懸液100 μL/只注射到裸鼠皮下,7 d 成瘤,舍棄未成瘤和瘤體直徑超過1 cm 的裸鼠。shPLOD2組和shControl 組再分為奧沙利鉑處理組和PBS 對照組,每組6 只。奧沙利鉑處理組每周1 次腹膜內(nèi)注射奧沙利鉑(10 mg/kg),對照組則注射等量PBS溶液。每3 d 用游標(biāo)尺測量腫瘤大小并記錄,腫瘤體積=長徑×短徑2/2[7]。1個(gè)月后,處死裸鼠,分離裸鼠皮下的瘤體,并進(jìn)行稱重。
1.2.11 檢測BCRP和MRP1的表達(dá)變化
1.2.11.1 qRT-PCR檢測BCRP和MRP1 mRNA變化
待細(xì)胞進(jìn)入對數(shù)生長期,根據(jù)細(xì)胞/組織總RNA 提取試劑盒提取細(xì)胞總RNA,再根據(jù)High-Capacity cDNA 逆轉(zhuǎn)錄試劑盒說明書逆轉(zhuǎn)錄總RNA 為cDNA。最后根據(jù)SYBR 熒光定量PCR 試劑盒說明書進(jìn)行熒光定量擴(kuò)增。反應(yīng)體系為:Premix 10 μL,上下游引物(10 μmol/L)各0.4 μL,cDNA模板2 μL,去離子水7.2 μL。每個(gè)樣品3個(gè)復(fù)孔,該實(shí)驗(yàn)重復(fù)3 次。相關(guān)引物序列:BCRP 上游引物5′-CAGGTGGAGGCAAATCTTCGT-3′,下游引物5′-ACCCTGTTAATCCGTTCGTTTT-3′;MRP1 上游引物5′-CTCTATCTCTCCCGACATGACC-3′,下游引物5′-AGCAGACGATCCACAGCAAAA-3′;18S 上游引物5′-AACCCGTTGAACCCCATT-3′,下游引物5′-CCATCCAATCGGTAGTAGCG-3′。擴(kuò)增條件和計(jì)算方法與前文相同。
1.2.11.2 Western blot檢測BCRP和MRP1的蛋白表達(dá)
取對數(shù)生長期細(xì)胞,根據(jù)細(xì)胞量用RIPA 裂解液提取細(xì)胞總蛋白,BCA 試劑盒測定蛋白濃度,按照1∶4的比例加入5×上樣緩沖液,95 ℃煮沸10 min,分裝后存放于-20 ℃。取等量蛋白質(zhì),用SDS-PAGE法分離后轉(zhuǎn)至PVDF 膜,5%的脫脂奶粉溶液封閉后孵育兔抗人MRP1 多克隆抗體(1∶1 000)、兔抗人BCRP 多克隆抗體(1∶1 000)、鼠抗人GAPDH單克隆抗體(1∶1 000),4 ℃過夜;次日孵育對應(yīng)的HRP 標(biāo)記的山羊抗兔IgG 抗體(1∶10 000)和兔抗小鼠IgG 抗體(1∶10 000),滴加ECL 發(fā)光液后曝光。ImageJ 進(jìn)行蛋白定量分析。實(shí)驗(yàn)重復(fù)3 次。
用Graphpad Prism 7.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析,計(jì)量資料以均值±標(biāo)準(zhǔn)差()表示,兩組比較采用t檢驗(yàn),多組間比較采用單因素方差分析,用Tukey 法進(jìn)行兩兩比較檢驗(yàn),P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
提取不同卵巢癌細(xì)胞OV1063、HO8910、SKOV3、PEO4、A2780 中的總蛋白,進(jìn)行Westerrn blot實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明,PLOD2在OV1063細(xì)胞中相對低表達(dá),在A2780 細(xì)胞中相對高表達(dá)(圖1)。選擇OV1063 為PLOD2 低表達(dá)細(xì)胞株,A2780 為PLOD2高表達(dá)細(xì)胞株進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)。
圖1 PLOD2在卵巢癌細(xì)胞株中的蛋白表達(dá)情況Figure 1 Protein expression of PLOD2 in ovarian cancer cell lines
將針對PLOD2 基因的干擾和過表達(dá)質(zhì)粒進(jìn)行DNA 測序,測序結(jié)果通過Blast 序列比對,證實(shí)shPLOD2 已正確克隆入pPLK/GFP+Puro 載體,表明重組shPLOD2質(zhì)粒構(gòu)建成功;OEPLOD2已正確克隆入pLenti-CMV-GFP-Puro 載體,表明OEPLOD2 質(zhì)粒構(gòu)建成功。
慢病毒表達(dá)載體pPLK/GFP+Puro和pLenti-CMVGFP-Puro 帶有綠色熒光蛋白(GFP)基因,可以通過觀察綠色熒光來評估轉(zhuǎn)染效率。shPLOD2 組和shControl 組的熒光較空白對照組有顯著升高,轉(zhuǎn)染效率>90%(圖2A)。OEPLOD2 組和OEControl 組的熒光較空白對照組有顯著升高,轉(zhuǎn)染效率>90%(圖2B)。
圖2 PLOD2干擾和過表達(dá)質(zhì)粒的轉(zhuǎn)染效率Figure 2 Transfection efficiency of PLOD2 interference and overexpressed plasmids
qRT-PCR 結(jié)果表明,在shPLOD2 細(xì)胞株中PLOD2 mRNA 表達(dá)水平較shControl 組明顯下降(P<0.01,圖3A),OEPLOD2 細(xì)胞株 中PLOD2 mRNA表達(dá)水平較OEControl 組明顯升高(P<0.01,圖3B)。Western blot 檢測各組細(xì)胞中PLOD2 蛋白表達(dá),結(jié)果顯示,shPLOD2 組細(xì)胞的PLOD2 蛋白表達(dá)水平較shControl 組明顯下調(diào)(P<0.01,圖3C、E),OEPLOD2 組細(xì)胞的PLOD2 蛋白表達(dá)水平較OEControl組明顯上調(diào)(P<0.01,圖3D、F)。
圖3 PLOD2質(zhì)粒的干擾和過表達(dá)效率Figure 3 Efficiencies of interference of shPLOD2 and overexpression of OEPLOD2
結(jié)果顯示,在奧沙利鉑相同藥物濃度作用條件下,shPLOD2 組細(xì)胞較shControl 組增殖抑制能力增強(qiáng)(圖4A),半數(shù)抑制濃度IC50由(1.444 ± 0.149)μmol/L 下降至(0.536±0.026)μmol/L(P<0.001)。同時(shí),OEPLOD2 組細(xì)胞較OEControl 組增殖抑制能力減弱(圖4B),IC50由(0.890 ± 0.048)μmol/L 升高至(4.341±0.289)μmol/L(P<0.001)。
圖4 CCK-8實(shí)驗(yàn)檢測奧沙利鉑作用下的卵巢癌細(xì)胞增殖抑制Figure 4 Proliferation inhibitions under Oxaliplatin treatment of ovarian cancer cells were detected by CCK-8 assay
結(jié)果顯示,在奧沙利鉑處理?xiàng)l件下,shPLOD2細(xì)胞較shControl 細(xì)胞集落形成明顯減少,分別為(19±3)個(gè)和(41±4)個(gè)(P<0.01,圖5A),OEPLOD2細(xì)胞較OEControl 細(xì)胞集落形成明顯增加,分別為(31±4)個(gè)和(12±3)個(gè)(P<0.01,圖5B)。而在無奧沙利鉑處理?xiàng)l件下,PLOD2干擾或過表達(dá)對卵巢癌細(xì)胞克隆形成能力的影響無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05,圖5)。
圖5 克隆形成實(shí)驗(yàn)檢測PLOD2對奧沙利鉑作用下卵巢癌細(xì)胞增殖的影響Figure 5 Effects of PLOD2 on proliferation under oxaliplatin treatment in ovarian cancer cells were detected by clone formation assay
采用流式細(xì)胞術(shù)檢測shPLOD2 組、shControl組、OEPLOD2組、OEControl組在PLOD2干擾或過表達(dá)條件下的細(xì)胞凋亡率。結(jié)果顯示,在無奧沙利鉑作用條件下,shPLOD2 組和shControl 組、OEPLOD2組和OEControl 組細(xì)胞凋亡率無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05,圖6A、B)。在奧沙利鉑作用條件下,shPLOD2組比shControl 組細(xì)胞凋亡率有顯著上升,分別為(28.14±3.73)%和(16.25±2.98)%(P<0.01,圖6A、C),OEPLOD2 組比OEControl 組細(xì)胞凋亡率有顯著下降,分別為(23.85±0.94)%和(40.55±1.52)%(P<0.001,圖6B、D)。
圖6 流式細(xì)胞術(shù)檢測PLOD2對奧沙利鉑作用下的卵巢癌細(xì)胞凋亡的影響Figure 6 Effects of PLOD2 on cell apoptosis under oxaliplatin treatment in ovarian cancer cells were detected by flow cytometry
檢測各組裸鼠腫瘤大小和瘤重并記錄生長曲線,在未用奧沙利鉑的條件下,shPLOD2 組腫瘤相較于shControl 組,腫瘤平均體積和瘤重?zé)o統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05,圖7A、B、C)。在奧沙利鉑處理?xiàng)l件下,shPLOD2 組的平均體積小于shControl 組(P<0.05,圖7A、C),瘤重低于shControl組(P<0.05,圖7B)。
圖7 PLOD2干擾對奧沙利鉑作用下的卵巢癌細(xì)胞裸鼠成瘤能力的影響Figure 7 Effects of knockdown of PLOD2 on the tumorigenic ability of nude mice under oxaliplatin treatment of ovarian cancer cells
采 用qRT-PCR 和Western blot 檢 測BCRP、MRP1在各組細(xì)胞中的表達(dá),結(jié)果顯示,shPLOD2組BCRP 和MRP1 mRNA 表達(dá)較shControl 組明顯下調(diào)(P<0.05,P<0.001,圖8A);BCRP、MRP1蛋白表達(dá)均明顯下調(diào)(P=0.001,P<0.05,圖8E)。OEPLOD2組BCRP 和MRP1 mRNA 表達(dá)較OECcontrol 組明顯上調(diào)(P均<0.01,圖8B);BCRP 和MRP1 蛋白表達(dá)明顯升高(P<0.01,P<0.001,圖8F)。
圖8 PLOD2對奧沙利鉑作用下的卵巢癌細(xì)胞BCRP、MRP1表達(dá)水平的影響Figure 8 Effects of PLOD2 on BCRP,MRP1 expresssions of ovarian cancer cells under oxaliplatin treatment
奧沙利鉑等鉑類藥物已被廣泛應(yīng)用于治療卵巢癌等實(shí)體腫瘤。然而,其療效往往因癌細(xì)胞耐藥性的發(fā)展而受到影響。耐藥性機(jī)制主要包括:DNA損傷修復(fù)能力增強(qiáng)、藥物蓄積減少、解毒功能增強(qiáng)、細(xì)胞凋亡抑制增強(qiáng)、基因突變、腫瘤微環(huán)境等[8-9]。對化療耐藥機(jī)制的研究,有助于為抗癌新藥研發(fā)和化療方案的優(yōu)化提供新的見解。
PLOD2 是一種在人體組織中廣泛表達(dá)的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜結(jié)合蛋白,能使得前膠原分子螺旋區(qū)和端肽區(qū)的賴氨酸殘基羥基化進(jìn)而促進(jìn)膠原交聯(lián)的形成[10]。PLOD2 表達(dá)可通過TGFβ1/Smad3 信號通路促進(jìn)肺纖維化,而米諾地爾作為PLOD2抑制劑可抑制這一過程的進(jìn)展[11]。此外,PLOD2被證實(shí)與多種腫瘤的發(fā)展有密切關(guān)系,包括乳腺癌、肝癌、非小細(xì)胞肺癌等[4-6]。PLOD2 與乳腺癌、肝細(xì)胞癌、非小細(xì)胞肺癌的不良預(yù)后呈正相關(guān)。PLOD2 可通過直接和間接方式促進(jìn)非小細(xì)胞肺癌轉(zhuǎn)移[6]。PLOD2通過作用于膠原纖維的形態(tài)改變,有助于形成腫瘤轉(zhuǎn)移的“高速公路”[12]。另外有報(bào)道稱,PLOD2與化療耐藥有關(guān)[13-15]。
研究證實(shí)PLOD2 可增強(qiáng)膽管癌對吉西他濱的耐藥性,通過上調(diào)PLOD2 的表達(dá),耐藥細(xì)胞株的上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelial-mesenchymal transition,EMT)相關(guān)蛋白N-cadherin、Snail、Vimentin 表達(dá)上調(diào)[13]。同時(shí),有研究結(jié)果也表明,PLOD2 的表達(dá)與胃癌細(xì)胞氟尿嘧啶(fluorouracil,5-FU)的化療耐藥性密切相關(guān),其作用機(jī)制可能與通過上調(diào)BCRP 藥轉(zhuǎn)蛋白和下調(diào)凋亡相關(guān)蛋白Bax、上調(diào)Bcl-2 的表達(dá)相關(guān)[14]。除此之外,PLOD2可能通過促進(jìn)EMT相關(guān)蛋白的表達(dá),激活FAK-PI3K/AKT 以及MAPK 信號通路誘導(dǎo)奧希替尼耐藥[15]。但是關(guān)于PLOD2 在卵巢癌奧沙利鉑耐藥中的作用,目前知之甚少。
本文選擇卵巢癌PLOD2 高表達(dá)細(xì)胞株A2780和低表達(dá)細(xì)胞株OV1063,通過慢病毒轉(zhuǎn)染shPLOD2和OEPLOD2 質(zhì)粒,探討PLOD2 對卵巢癌奧沙利鉑化療耐藥的影響及機(jī)制。結(jié)果顯示,干擾組細(xì)胞中PLOD2的mRNA 和蛋白表達(dá)顯著下降,而過表達(dá)組PLOD2的mRNA 和蛋白表達(dá)顯著升高,表明已成功構(gòu)建了卵巢癌干擾和過表達(dá)的穩(wěn)轉(zhuǎn)株shPLOD2-A2780和OEPLOD2-OV1063。
CCK-8 實(shí)驗(yàn)證實(shí),在奧沙利鉑相同濃度作用條件下,shPLOD2 組細(xì)胞增殖抑制率高于shControl組,IC50較shControl 組下降;OEPLOD2 組細(xì)胞增殖抑制率低于OEControl組,IC50較OEControl升高。后續(xù)實(shí)驗(yàn)根據(jù)兩種細(xì)胞株的IC50,選取1.25 μmol/L 為奧沙利鉑實(shí)驗(yàn)濃度??寺⌒纬珊图?xì)胞凋亡實(shí)驗(yàn)證實(shí),在奧沙利鉑處理?xiàng)l件下,shPLOD2細(xì)胞比shControl細(xì)胞集落形成減少,細(xì)胞凋亡率增高;OEPLOD2細(xì)胞比OEControl細(xì)胞集落形成能力增強(qiáng),細(xì)胞凋亡率降低。這些結(jié)果表明,PLOD2對在奧沙利鉑作用下的卵巢癌細(xì)胞有促進(jìn)增殖和抑制凋亡的作用。值得注意的是,在無奧沙利鉑作用條件下,shPLOD2組與shControl 組克隆形成能力、凋亡率無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異,這一點(diǎn)在OEPLOD2 和OEControl 細(xì)胞株上也得到了驗(yàn)證。通過將shPLOD2 細(xì)胞和shControl 細(xì)胞接種到裸鼠皮下,發(fā)現(xiàn)在奧沙利鉑處理?xiàng)l件下,shPLOD2 組的腫瘤體積和瘤重均小于shControl組。上述研究結(jié)果提示,PLOD2可增強(qiáng)奧沙利鉑誘導(dǎo)的卵巢癌細(xì)胞的耐藥性。據(jù)已有報(bào)道,PLOD2可促進(jìn)結(jié)腸癌的增殖[16],但對非小細(xì)胞肺癌和膠質(zhì)瘤、肉瘤的增殖沒有影響[6,17-18],同時(shí)對胃癌的凋亡也沒有影響[14],這說明PLOD2在不同的腫瘤中所發(fā)揮的作用是有差異的。
ATP 結(jié)合盒轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白,主要成員為ABCB1P 糖蛋白(P-glycoprotein,P-gp)、ABCC1(MRP1)、ABCG2(BCRP)[19]。三者被認(rèn)為是腫瘤化療耐藥性的重要調(diào)控因子,其導(dǎo)致耐藥性的增強(qiáng)主要是通過藥物泵出細(xì)胞膜,使得細(xì)胞內(nèi)化療藥物濃度降低而實(shí)現(xiàn)的。據(jù)報(bào)道,MRP1 參與了奧沙利鉑對結(jié)直腸癌的耐藥[20]。MRP1 和BCRP 在上皮性卵巢癌組織中的表達(dá)量顯著增加,MRP1 和BCRP 表達(dá)量的增加可能與化療耐藥有關(guān),影響患者療效和預(yù)后[21]。更為直接的證據(jù)是,在一項(xiàng)研究中發(fā)現(xiàn)MRP1 介導(dǎo)了卵巢癌奧沙利鉑耐藥細(xì)胞株的多藥耐藥[22]。同時(shí)也有報(bào)道稱,BCRP 和MRP1 參與了卵巢癌對順鉑的耐藥[23]。
奧沙利鉑作為第三代鉑類化療藥,同時(shí)也是卵巢癌化療的一線用藥,其治療效果受藥轉(zhuǎn)蛋白的影響。本文已證實(shí)PLOD2 可增強(qiáng)卵巢癌細(xì)胞對奧沙利鉑的耐藥性,進(jìn)而推測PLOD2可能與藥轉(zhuǎn)蛋白的表達(dá)有密切關(guān)系。qRT-PCR 和Western blot 實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)干擾PLOD2 表達(dá),其BCRP、MRP1 mRNA 和蛋白表達(dá)水平下調(diào),同時(shí)在過表達(dá)OEPLOD2 細(xì)胞株,BCRP、MRP1 mRNA 和蛋白表達(dá)上調(diào)。本研究結(jié)果提示PLOD2 可能通過上調(diào)藥轉(zhuǎn)蛋白BCRP、MRP1 的表達(dá),而促使卵巢癌對奧沙利鉑的耐藥性增強(qiáng)。
綜上所述,本研究通過構(gòu)建PLOD2干擾和過表達(dá)質(zhì)粒轉(zhuǎn)染卵巢癌高表達(dá)和低表達(dá)細(xì)胞株,研究PLOD2 對卵巢癌奧沙利鉑化療耐藥的影響及機(jī)制。研究結(jié)果提示PLOD2 可增強(qiáng)卵巢癌對奧沙利鉑的化療耐藥性,這一作用可能與藥轉(zhuǎn)蛋白BCRP和MRP1 表達(dá)上調(diào)有關(guān)。本研究為探索PLOD2 在奧沙利鉑誘導(dǎo)的卵巢癌耐藥中的作用提供了新視角,進(jìn)一步為逆轉(zhuǎn)卵巢癌化療耐藥提供了新的理論基礎(chǔ)。