李滋澤,岳 振,胡 楠
皮膚鱗狀細胞癌(鱗癌)約占所有非黑素瘤皮膚癌的20%,是繼基底細胞癌之后第二大常見非黑素瘤皮膚癌[1]。非黑素瘤皮膚癌中不同類型腫瘤的相對比例正在發(fā)生變化,與基底細胞癌相比,皮膚鱗癌的發(fā)病率呈上升趨勢,在老年人群中其增長趨勢尤其顯著[2]。雖然多數(shù)病人通過手術(shù)聯(lián)合放療可以有效治療皮膚鱗癌,但是對于轉(zhuǎn)移病人預后不佳[3]。對于皮膚鱗癌發(fā)病機制的深入研究尤為重要。微小RNA(microRNA,miR)是一類由內(nèi)源基因編碼的長度約為22個核苷酸的非編碼單鏈RNA分子,通常在轉(zhuǎn)錄后發(fā)揮作用,通過抑制翻譯過程或降解靶mRNA來調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)表達。miR與幾乎所有正常細胞功能相關,廣泛參與包括增殖、分化和凋亡在內(nèi)的各種細胞活動。miR-127位于母系印跡基因Dlk1/Gt12區(qū)域內(nèi)[4],主要受到小異二聚體配體和雌激素相關受體γ等核受體信號的調(diào)控[5],其在結(jié)直腸癌、急性髓性白血病以及骨肉瘤等腫瘤中表達明顯升高[6-8]。但目前對于miR-127在皮膚鱗癌中的研究較少,本研究通過檢測miR-127在皮膚鱗癌、癌旁組織中的表達水平差異,同時調(diào)控miR-127在皮膚鱗癌細胞系中的表達,探討miR-127對皮膚鱗癌細胞的生物學行為調(diào)控作用,為臨床診療提供參考?,F(xiàn)作報道。
1.1 標本采集及細胞株 收集2017年8月至2021年6月間于蚌埠醫(yī)學院第一附屬醫(yī)院皮膚科確診的21例皮膚鱗癌病人的鱗癌標本及周邊正常皮膚組織,所有收集標本均經(jīng)病理檢查明確診斷及腫瘤細胞惡性程度判定。本研究經(jīng)過我院倫理委員會批準,所有標本提供者均簽署知情同意書。HaCaT細胞、A431細胞以及HSC-5細胞均購自美國模式培養(yǎng)物集存庫。
1.2 實驗試劑 Trizol 總RNA 抽提試劑盒購自美國Invitrogen公司;Takara 逆轉(zhuǎn)錄試劑盒購自寶生物工程(大連) 有限公司;SYBR GreenⅠ熒光染料試劑盒購于美國Thermofisher公司;miR-127引物購自于上海吉瑪生物有限公司。
1.3 熒光定量PCR(RT-qPCR)檢測 使用Trizol法提取標本總RNA,并用Nano-Drop2000 紫外分光光度計檢測RNA 濃度和純度(A260:A280),后進行凝膠電泳,將瓊脂糖膠置于BioRad GELDOC XR+凝膠成像掃描儀內(nèi)掃描檢測PCR產(chǎn)物。按照Takara 逆轉(zhuǎn)錄試劑盒說明書要求將miR 逆轉(zhuǎn)錄成cDNA,合成的cDNA產(chǎn)物直接用于PCR 或保存于-20 ℃保存待用。采用SYBR GreenⅠ法進行miR-127的實時熒光定量檢測。反應體系如下:miR-127逆轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物2 μL,SYBR Green Mix 9 μL,上下游引物各1 μL,加入DEPC水將反應總體系配至20 μL。PCR反應程序如下,預變性:94 ℃ 5 min,變性:94 ℃ 30 s,退火:58 ℃ 30 s,延伸:72 ℃ 30 s,設置30個反應循環(huán)。同時將U6作為內(nèi)參基因。miR-127逆轉(zhuǎn)錄引物為5′-GTC GTA TCC AGT GCA GGG TCC GAG GTA TTC GCA CTG GAT ACG AAG CCA A-3′;miR-127上游引物為5′-GCG GCT CGG ATC CGT CTG AGC T-30;miR-127下游引物為5′-GTG CAG GGT CCG AGG T-3′;U6上游引物為5′-CTC GCT TCG GCA GCA CA-3′;U6下游引物為5′-AAC GCT TCA CGA ATT TGC GT-3′。每個實驗重復進行3次,目的基因的相對表達量采用2-ΔΔCt法進行分析。
1.4 蛋白免疫印跡實驗 采用細胞裂解液獲得細胞總蛋白,十二烷基硫酸鈉-聚丙烯酰胺凝膠電泳分離蛋白,將分離出的蛋白電轉(zhuǎn)至硝酸纖維素膜,采用一抗封閉過夜,次日采用二抗孵育,后于ECL顯影液中浸潤,暗室中顯影,采用Image J對蛋白條帶測量灰度值。
1.5 細胞轉(zhuǎn)染 分別將miR-127模擬物(miR-127 agomir),miR-127抑制物(miR-127 antagomir)以及各自對照試劑(NC agomir和NC antagomir)(上海吉瑪生物技術(shù)公司)以及l(fā)ipofectamine 3000(Thermo Fisher 公司)充分混合后加入A431細胞中,37 ℃ 5% CO2恒溫培養(yǎng)箱培育48 h后以供后續(xù)實驗。
1.6 細胞增殖實驗 采用CCK8法檢測A431細胞的增殖能力,將105個細胞加入96孔板中,每孔加入10 μL CCK-8溶液,置入37 ℃ 5% CO2恒溫培養(yǎng)箱培育,分別檢測24、48以及72 h的吸光度值。
1.7 細胞侵襲實驗 將105個細胞加入鋪有matrigel膠的transwell小室上層,小室下層加入10%FBS的細胞培養(yǎng)基,入37℃ 5% CO2恒溫培養(yǎng)箱培育48 h后取出采用結(jié)晶紫染色,觀察顯微鏡視野下的細胞數(shù)。
1.8 熒光素酶報告基因?qū)嶒?根據(jù)預測結(jié)果克隆靶基因中含有的miR-127結(jié)合位點序列以及靶基因3′UTR中含有的miR-127結(jié)合位點序列,將以上序列分別插入到psiCHECK2載體中,構(gòu)建熒光素酶報告基因載體。將miR-127 agomir或NC agomir分別與上述重組載體共轉(zhuǎn)染HEK-293 T細胞,采用熒光素酶報告基因?qū)嶒灆z測熒光強度。
1.9 統(tǒng)計學方法 采用t檢驗、方差分析及q檢驗。
2.1 皮膚鱗癌組織及癌旁組織中miR-127的表達情況 采用qRT-PCR檢測皮膚鱗癌組織以及癌旁組織中miR-127的表達水平,結(jié)果顯示,miR-127在皮膚鱗癌組織中表達2.94±0.25,明顯高于癌旁組織的1.17±0.17(t=10.14,P<0.01),在皮膚鱗癌組織中含量為癌旁組織的2.9倍。
2.2 皮膚鱗癌細胞中miR-127的表達水平 分別收集HaCaT細胞、A431細胞以及HSC-5細胞中的RNA,采用qRT-PCR檢測3種細胞中miR-127的表達水平。相較于HaCaT細胞,miR-127表達水平在A431細胞以及HSC-5細胞中顯著升高,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)(見表1)。
表1 miR-127在HaCaT細胞、A431細胞以及HSC-5細胞中的相對表達水平
2.3 miR-127對皮膚鱗癌細胞生物學調(diào)控的影響 分別將miR-127 agomir.miR-127 antagomir以及NC agomir和NC antagomir轉(zhuǎn)染A431細胞,結(jié)果顯示,上調(diào)miR-127表達后,A431細胞的增殖及侵襲能力顯著增強;下調(diào)miR-127的表達后,A431細胞的增殖及侵襲能力受到抑制(P<0.05)(見圖1、表2)。
表2 調(diào)控miR-127后細胞侵襲能力比較
2.4 miR-127調(diào)控皮膚鱗癌細胞的可能作用途徑 通過生物信息學預測網(wǎng)站我們發(fā)現(xiàn)miR-127與抑癌基因PTEN存在結(jié)合位點,進一步通過雙熒光素酶報告基因?qū)嶒炍覀儼l(fā)現(xiàn)miR-127可以與PTEN直接結(jié)合(見圖2)。調(diào)控miR-127后PTEN在蛋白水平的表達發(fā)生改變,其中miR-127+PTEN組熒光素酶相對強度高于Control+PTEN組,Control+PTENmut組熒光素酶相對強度均高于miR-127+PTENmut組(P<0.05);miR-127 agomir組PTEN蛋白表達水平低于NC agomir組和NC antagomir組,miR-127 antagomir組PTEN蛋白表達水平高于NC agomir組和NC antagomir組(P<0.05)(見表3~4)。
表3 調(diào)控miR-127后不同組熒光素酶相對強度比較
表4 不同調(diào)控組PTEN蛋白表達水平
miR是由雙鏈RNA經(jīng)過剪切、修飾后做得到的短鏈小分子RNA,一般長度在20~24個核苷酸。其自身通常不參與編碼合成mRNA,而是在轉(zhuǎn)錄后水平參與靶基因調(diào)控過程。miR是近年來表觀遺傳學方面研究的熱點,主要通過抑制它的靶基因來起調(diào)控作用,其作用遍及生命體的發(fā)生、生長、發(fā)育、分化和死亡的各個過程。許多研究已經(jīng)證實多種miR在皮膚鱗癌中的表達量存在異常,如WANG等[9]研究發(fā)現(xiàn)皮膚鱗癌中miR-31表達異常增高,且miR-31可以調(diào)控皮膚鱗癌細胞的遷移及集落形成能力;MiR-216b可通過結(jié)合TPX2從而激活p53信號通路,抑制皮膚鱗癌的遷移、侵襲及成血管能力[10]。此外,還有研究[11]列舉了miR-21、miR-205、miR-365、miR-31等miR,這些異常表達的miR可能與細胞增殖分化、凋亡、血管形成、腫瘤浸潤及轉(zhuǎn)移等多種功能相關。
對于miR-127在皮膚鱗癌作用的相關研究較少。miR-127與miR-431,miR-433、miR-127、miR-432和miR-136等屬于同一簇,miR-127和miR-433存在重疊的基因區(qū)域,但擁有彼此獨立的啟動子,并且這2種miRNA的表達均受到雌激素相關受體γ誘導并且被小異源二聚體配體的抑制。有研究[12]表明miR-127在胎兒肺發(fā)育晚期期間表達水平最高,因此可能在此過程中發(fā)揮重要作用。此外,miR-127調(diào)節(jié)BCL6介導的CDKN1A的表達,在大鼠肝細胞中,miR-127的下調(diào)促進細胞增殖,而miR-127的上調(diào)抑制增殖[13]。在多種腫瘤細胞中,miR-127也參與其生物學功能調(diào)控。GUO等[14]發(fā)現(xiàn)miR-127在胃癌細胞中的表達水平受到抑制,而上調(diào)其表達可抑制腫瘤的生長。除了胃癌等實體腫瘤,miR-127可能在皮膚腫瘤中發(fā)揮作用,而在本研究中,我們對比了皮膚鱗癌組織與正常組織中miR-127的表達水平差異,結(jié)果發(fā)現(xiàn)在皮膚鱗癌組織中,miR-127的表達水平升高,提示miR-127可能參與了鱗癌細胞的發(fā)生發(fā)展過程,這個結(jié)果與CAI等[15]發(fā)現(xiàn)相一致。此外,我們通過體外調(diào)控miR-127的表達,結(jié)果發(fā)現(xiàn)皮膚鱗癌細胞的增殖和侵襲能力受到調(diào)控;同一miR可作用于多個靶基因,如miR-127可作用于DLK1從而影響黑素瘤的進展[16],miR-127也可抑制Wnt7a的轉(zhuǎn)錄后翻譯過程從而調(diào)控胃癌的生長[17];而本研究進一步檢測miR-127的作用靶基因,驗證了miR-127可作用于PTEN的表達。
綜上所述,本研究發(fā)現(xiàn)miR-127在皮膚鱗癌組織中表達顯著上升,同時其表達水平與鱗癌細胞的生物學行為存在聯(lián)系,且這種調(diào)控與作用于PTEN有關。因此我們認為miR-127可能作為一個潛在的分子生物學標志物,可能成為臨床診治的一個重要靶點。