梁秀云,林蓓,劉娟娟,高利利,王燕燕,劉大我,嚴麗梅,張淑蘭
(中國醫(yī)科大學附屬盛京醫(yī)院婦產(chǎn)科,沈陽 110004)
卵巢癌發(fā)病率居女性生殖系統(tǒng)惡性腫瘤的第三位,近年有上升趨勢。由于卵巢腫瘤發(fā)病和進展隱匿,確診時70%已屬晚期,晚期卵巢癌5年生存率僅約30%[1]。卵巢癌浸潤、轉(zhuǎn)移、耐藥是造成卵巢癌治療困難的主要原因。巖藻糖基可參與構成某些重要黏附分子的糖鏈結構,在腫瘤的增殖、黏附及轉(zhuǎn)移機制上起重要作用[2~4]。Lewisy抗原是含有雙巖藻糖的寡糖,一些腫瘤標志物的分子結構中如卵巢癌相關標志物CA125和MUC-1也含有Lewis y結構,說明Lewisy抗原與上皮性卵巢癌有關[5]。我們的前期工作中利用基因轉(zhuǎn)染技術建立了α1,2-巖藻糖轉(zhuǎn)移酶(α1,2-fucosyltransferases,α1,2-FT) 基因及Lewis y抗原高表達的卵巢癌細胞RMG-I-H,轉(zhuǎn)染后細胞的惡性生物學行為明顯增強[6]。由于Lewisy抗原位于細胞表面,在生物檢測和生物治療方面有著廣闊的應用遠景。
本研究通過檢測α1,2-FT基因FUT1轉(zhuǎn)染前后的人卵巢癌細胞系RMG-I和RMG-I-H、人卵巢癌高轉(zhuǎn)移細胞系HO8910PM及親本細胞系HO8910、人卵巢癌耐藥細胞系COC1/DDP及親本細胞系COC1中Lewis y抗原及FUT1基因的表達,進一步證明Lewis y抗原與腫瘤的耐藥和轉(zhuǎn)移關系,為我們進一步研究Lewis y抗原對卵巢癌細胞增殖的影響及作用機制,為研究卵巢癌的發(fā)生發(fā)展機制奠定基礎,為卵巢癌的早期診斷及靶器官治療提供理論依據(jù)。
1.1.1 細胞系:人卵巢癌細胞系RMG-I細胞來自人卵巢透明細胞癌組織,由日本近畿大學巖森正男教授惠贈;RMG-I-H 細胞為 α1,2-FT(FUT1)及 Lewis y抗原穩(wěn)定高表達卵巢癌細胞系,在我們前期研究中已建立[8];人卵巢癌細胞株HO8910PM、HO8910、COC1/DDP和COC1購于中國科學院上海細胞生物研究所。
1.1.2 主要材料與儀器:DMEM培養(yǎng)基、1640培養(yǎng)基、胎牛血清(美國GIBCO公司產(chǎn)品);鼠抗人Lewis y單克隆抗體(英國Abcam公司);TRITC標記的兔抗小鼠IgG抗體(DAKO公司產(chǎn)品);SP試劑盒(福州邁新公司);RT-PCR試劑盒(大連寶生物工程公司);Trizol試劑,PrimeScriptTMRTreagent kit、SYBR誖Premix Ex TaqTM購于大連TaKaRa生物工程公司;引物序列由上海Invitrogen公司合成;其余化學藥品均為國產(chǎn)分析純;臺式低溫超速離心機3-16K(美國Sigma-Aldrich公司);電泳儀(美國Bio-Rad公司);電泳槽(美國Bio-Rad公司);自動凝膠成像分析儀GDS8000(美國 UVP 公司);PCR 擴增儀(480,2400,9600型)(美國PerkinElmer公司);紫外分光光度儀(UV300,PYE-WNICAM/SPECTRONIC)(上海生物儀器廠);倒置顯微鏡及照相系統(tǒng)IX70(日本OLYMPUS公司)。
1.2.1 細胞培養(yǎng):RMG-I和RMG-I-H細胞在含10%胎牛血清的DMEM培養(yǎng)液中于37℃、5%CO2的培養(yǎng)箱中飽和濕度培養(yǎng);HO8910PM和HO8910人卵巢癌細胞株接種于含10%小牛血清的RpMI1640培養(yǎng)液中,37℃,5%CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng);COC1(懸浮生長)培養(yǎng)于37℃,5%CO2,含10%胎牛血清的1640培養(yǎng)液中。COC1/DDP(懸浮生長)順鉑耐藥細胞株,應用藥物連續(xù)作用并逐步提高藥量的遞增壓力選擇法,在同樣的條件下使其能在0.5 pg/mL順鉑的1640培養(yǎng)液中穩(wěn)定生長。
1.2.2 細胞總RNA提取:取以上6種細胞(各約1×107個細胞)加1 mLTRIZOL試劑,室溫放置5~10 min以裂解細胞,收集裂解液于Eppendorf管,一步法提取細胞總RNA。紫外分光光度計測定RNA濃度和純度。按照大連TaKaRa生物工程公司RNA逆轉(zhuǎn)錄試劑盒說明書合成cDNA。經(jīng)紫外分光光度計測量cDNA濃度和純度。證明合成的cDNA適用于下一步的實時PCR分析。
1.2.3 Quantitative RT-PCR檢測:利用Quantitative RT-PCR測定以上6種細胞中FUT1基因及內(nèi)源對照3-磷酸甘油醛脫氫酶(glyceraldehyde phosphate dehydrogenase,GAPDH)基因表達水平。FUT1 PCR引物序列為 F:5′AGGTCATCCCTGAGCTGAAACGG 3′;R:5′CGCCTGCTTCACCACCTTCTTG3′。GAPDH引物序列為 F:5′GGACTTCGAGCAAGAGATGG3′;R:5′ACATCTGCTGGAAGGTGGAC3′。實時熒光定量PCR反應體系包括:SYBR誖Premix Ex TaqTM(2×)5 μl,PCR Forward Primer(5 μmol/L)0.5 μL,PCR Reverse Primer(5μmol/L)0.5μL,cDNA 1μL,dH2O 3 μL。反應條件為:95 °C 變性 20 s,60°C 退火 60 s,共45個循環(huán)。應用Light Cycler PCR檢測系統(tǒng)(Roche Diagnostics,Mannheim,德國)進行 Real-time PCR 擴增并檢測各范本的Ct值。擴增完畢后,進行溶解曲線分析。目的基因表達倍數(shù)的改變利用2-ΔΔCT法進行計算。2-ΔΔCT結果>1.4 或者<0.6 被認為是有意義。
1.2.4 RT-PCR檢測:各取4μg總RNA逆轉(zhuǎn)錄合成cDNA,反應條件為50℃30 min,95℃5 min,5℃5 min。取逆轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物2.5μL行PCR擴增,反應體系為:10×緩沖液2.5μL,2.5 mmol/L脫氧核苷三磷酸2 μL,5 U/μL 的 Taq聚合酶 0.2μL,上下游引物各 0.5 μL,cDNA 2.5μL,H2O 16.8μL,總體積 25μL;反應條件為:94℃,5 min后,94℃,40 s;退火溫度,62℃,1 min;72℃,1 min,最后為 72℃,7 min,35循環(huán)。PCR產(chǎn)物在3.5%瓊脂糖凝膠中進行電泳后,經(jīng)電泳凝膠成像分析儀ALPHA IMAGER 5500拍照并分析處理。β-actin 引物序列為 F:5′GGACTT-CGAGCAAGAGATGG3′;R:5′ACATCTGCTGGAAGGTGGAC3′擴增片斷長度,404 bp。
1.2.5 免疫細胞化學檢測:取RMG-I-H和RMG-I、HO8910PM和HO8910細胞爬片,4%多聚甲醛固定。免疫細胞化學染色方法按SP試劑盒說明書進行。Lewis y單抗 AH6,1∶100稀釋;IgM 二抗,1∶100稀釋。以細胞質(zhì)、細胞膜有棕黃色顆粒著色為陽性。實驗重復3次。圖像分析軟件Meta Morph分析結果。
將懸浮細胞COC1/DDP和COC1分別放入離心管中,1 000 r/min離心5 min,用PBS洗2次,用少量的PBS把細胞涂于預先用多聚賴氨酸處理好的載玻片上,玻片待干燥時用4%多聚甲醛固定。其余步驟同上。
1.2.6 免疫細胞熒光檢測:細胞爬片和涂片同免疫細胞化學。4%多聚甲醛固定20 min,用PBS洗2次,每次3 min,5%BSA封閉30 min,加入一抗(抗Lewisy 1∶100)。4℃過夜。二抗TRITC標記的兔抗小鼠IgG單抗,1∶50稀釋,避光37℃1 h,暗室內(nèi)40倍鏡下拍照。
應用SPSS17.0統(tǒng)計分析軟件,檢測數(shù)據(jù)以x±s表示,兩組間比較采用t檢驗,多組間比較采用方差分析。P<0.05認為差異有統(tǒng)計學意義。
SP染色結果表明,Lewis y分布于細胞膜和細胞質(zhì),Lewis y在 RMG-I、HO8910、COC1 細胞中染色陽性顆粒呈淡黃色,分布彌散,累積光密度分別為(32.18±0.64),(14.96±0.61)和(19.26±0.83)(圖 1),在 RMG-I-H、HO8910PM和COC1/DDP細胞中,染色陽性顆粒呈棕黃色或棕褐色,分布廣泛,其累積光密度分別為(53.90±4.33),(37.31±0.19)和(28.52±1.45)。均比相應的RMG-I、HO8910、COC1細胞明顯增強(P均<0.05)。在相同的瀑布強度下免疫細胞熒光檢測結果顯示RMG-I-H、HO8910PM和COC1/DDP細胞中熒光強度明顯強于RMG-I、HO8910、COC1細胞(圖2)。
圖 1 RMG-I和 RMG-I-H、HO98910和 HO8910PM、COC1和COC1-DDP細胞系中Lewis y的表達×400Fig.1 Lewis y expression in RMG-Iand RMG-I-H,HO98910 and HO8910PM,COC1 and COC1-DDP celllines×400
圖 2 RMG-I和RMG-I-H、HO98910和HO8910PM、COC1和COC1-DDP細胞系中Lewis y的表達×400Fig.2 Immunofluorescence microscopy of Lewis y carbohydrate determinants from RMG-I-H and RMG-I,HO98910 and HO8910PM,COC1 and COC1-DDP ovarian carcinoma cells×400
Real-time PCR檢測結果證明,RMG-I-H細胞中FUT1的mRNA相對表達量較RMG-I細胞升高了3.07倍(P<0.05),HO8910PM細胞中的相對表達量較HO8910細胞升高了2.13倍(P<0.05),COC1/DDP細胞中相對表達量比COC1細胞升高了2.42倍(P<0.05)(表1)。RT-PCR檢測結果顯示RMG-I-H、HO8910PM和 COC1/DDP細胞中 FUT1基因的相對表達明顯強于RMG-I、HO8910、COC1細胞中FUT1基因的表達(圖3)。
表1 實時定量PCR測定6種細胞中FUT1基因的表達水平Tab.1 Real-time PCR determine the gene expression of FUT1 in these six cells
圖 3 RMG-I和 RMG-I-H、HO8910和 HO8910PM、COC1和COC1/DDP中FUT1 mRNA的相對表達Fig.3 The mRNA expression of FUT1 in RMG-I and RMG-I-H,HO8910 and HO8910PM,COC1 and COC1/DDP cell lines
近年來,越來越多的研究表明糖復合物上的糖鏈結構參與調(diào)節(jié)細胞功能,如信號轉(zhuǎn)導、分子黏附等,與細胞生長、凋亡、運動、分化等重要生命過程密切相關[8~10]。細胞癌變后細胞膜上的糖復合物、特別是糖鏈部分發(fā)生結構和量的變化。卵巢癌主要表現(xiàn)為Ⅱ型糖鏈的改變,如Lewisy抗原。研究表明75%的上皮性卵巢癌出現(xiàn)Lewis y不同程度的過量表達,且增高的患者預后不良[11,12]。
Lewis y抗原是某些糖蛋白和糖脂的末端寡糖,為雙巖藻糖寡糖,其化學結構為[Fuc1→2Gal1→4(Fuc 1→3)GlcNAc],即糖鏈非還原末端的二糖-半乳糖-N-乙酰氨基葡萄糖(Gal-N-GlcNAc),在其外側的半乳糖上連接有α1→2巖藻糖(Fuc)及α1→3巖藻糖(Fuc)而形成。研究證實,α1,2-FucT 中FUT1是Lewisy寡糖的特異性合成酶 FUT1[14]。
前期我們利用基因轉(zhuǎn)染技術將FUT1導入人卵巢癌細胞系RMG-I,首次建立了α1,2-FT基因及l(fā)ewisy穩(wěn)定高表達的卵巢癌細胞模型RMG-I-H。并且證明在卵巢癌細胞RMG-I-H中,α1,2-FT基因及Lewisy抗原使其增殖、侵襲等惡性細胞生物學能力增加的同時,對卵巢癌化療中的常用藥物卡鉑、5-氟尿嘧啶及紫杉醇的耐藥性也提高[2,4,6]。基因轉(zhuǎn)染后細胞系RMG-I-H與RMG-I相比,RMG-I-H中的多藥耐藥相關蛋白1、多藥耐藥相關蛋白2、蛋白激酶C-α及拓撲異構酶Ⅰ的基因表達均明顯上調(diào),在RMG-I-H及其裸鼠移植瘤中P-gp在基因和蛋白水平表達都明顯增高[14]。Lewis y抗體能明顯抑制體內(nèi)外細胞的生物學特性的改變[15]。Chhieng等[16]用免疫組化法分別檢測了在原發(fā)性卵巢癌及轉(zhuǎn)移灶組的Lewisy表達,發(fā)現(xiàn)Lewisy抗原的表達在原發(fā)灶和轉(zhuǎn)移灶無明顯差異。這些結果證實,Lewisy抗原在卵巢癌的惡性生物學行為中扮演重要角色,與卵巢癌細胞耐藥和轉(zhuǎn)移能力有關。本實驗結果表明,在RMG-I-H中,Lewisy抗原和FUT1基因高表達使其在增殖和耐藥及侵襲能力上都比RMG-I增強;而人高轉(zhuǎn)移卵巢癌細胞HO8910PM中,Lewis y抗原及FUT1基因的表達都較其親本細胞HO8910中的表達量升高,Lewis y抗原升高1.6倍,F(xiàn)UT1基因升高2.13倍(P均<0.05);在人耐藥卵巢癌細胞COC1/DDP中,Lewisy抗原及FUT1基因的表達量也較其親本細胞COC1中的表達量升高,Lewis y抗原升高1.6倍,F(xiàn)UT1基因升高了2.42倍。FUT1基因及l(fā)ewis y抗原高表達可導致腫瘤細胞增殖和耐藥及侵襲能力增強,而在高轉(zhuǎn)移能力及耐藥的腫瘤細胞中同樣檢測到有FUT1基因及Lewis y高表達。不難推斷FUT1基因及Lewisy抗原在卵巢癌細胞中的表達比較普遍,可能作為共性參與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展及預后。
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