劉迪群,吳雪艷,鐘 華
(南華大學(xué)附屬第一醫(yī)院消化內(nèi)科,湖南 衡陽 421001)
結(jié)腸癌是我國最常見的消化系統(tǒng)惡性腫瘤之一,其發(fā)病率位居第二位,僅次于胃癌,且近年呈現(xiàn)年輕化及上升趨勢。轉(zhuǎn)移作為惡性腫瘤的重要生物學(xué)特性之一,是涉及到多種生物分子參與的復(fù)雜過程,直接關(guān)系到腫瘤的分級及分期。目前由于腫瘤患者早期檢出率低,大部分患者明確診斷時(shí)已發(fā)生轉(zhuǎn)移,錯(cuò)過了手術(shù)治療的最佳時(shí)期。作為腫瘤的輔助治療方式之一,放射治療對改善患者的5年生存率無明顯意義[1]。因此,早期診斷結(jié)腸癌對提高患者的生存率至關(guān)重要。Kiss-1是繼nm23之后,由Lee等[2]應(yīng)用微細(xì)胞介導(dǎo)的染色體雜交技術(shù)及差減雜交技術(shù)在人黑色素瘤細(xì)胞株中發(fā)現(xiàn)的一種腫瘤轉(zhuǎn)移抑制基因,其定位于染色體1q32-q41,基因序列中包含4個(gè)外顯子,編碼的蛋白kisspeptin是由145個(gè)氨基酸組成的親水性多肽。有研究[3]表明Kiss-1基因與人黑色素瘤、膀胱癌、乳腺癌及腎細(xì)胞癌的轉(zhuǎn)移能力呈負(fù)相關(guān),直接影響著腫瘤的侵襲與轉(zhuǎn)移。本研究在體外構(gòu)建高表達(dá)Kiss-1的結(jié)腸癌SW480細(xì)胞株,旨在探討Kiss-1基因?qū)Y(jié)腸癌增殖的影響,為結(jié)腸癌患者創(chuàng)造新的治療靶點(diǎn)提供理論依據(jù)。
人結(jié)腸癌細(xì)胞株SW480由湘雅醫(yī)學(xué)院腫瘤研究所惠贈;質(zhì)粒pEGFP-N1-Kiss-1及空載質(zhì)粒由上海吉?jiǎng)P公司合成,2種質(zhì)粒均含有GFP綠色熒光,經(jīng)測序鑒定無誤;質(zhì)粒小提試劑盒為康為公司產(chǎn)品,脂質(zhì)體轉(zhuǎn)染試劑盒Lipofectamine2000購自美國invitrogen公司,G418及CCK8試劑盒購自北京索萊寶生物科技有限公司,兔抗人Kiss-1一抗購自武漢博士德生物工程有限公司、二抗購自美國Epitomics公司。
LB肉湯2.5 g加入100 mL一級水中配置成25 mg·mL-1的LB液態(tài)培養(yǎng)基,高溫蒸汽消毒備用。培養(yǎng)基中加入卡那霉素,使其終濃度為30 μg·mL-1。質(zhì)粒pEGFP-N1-Kiss-1及空載質(zhì)粒各100 μL分別加入 5 mL LB 培養(yǎng)基中,37 ℃、180 r·min-1震蕩 16 h。提取純化質(zhì)粒并進(jìn)行瓊脂糖凝膠電泳及分光光度計(jì)測量質(zhì)粒濃度。
將人結(jié)腸癌細(xì)胞株SW480培養(yǎng)于含10%胎牛血清的1640培養(yǎng)基中,置于37℃,5%CO2飽和濕度培養(yǎng)箱中培養(yǎng),細(xì)胞生長至90%~95%融合度時(shí)將其隨機(jī)分為3組。1)空白對照組未進(jìn)行轉(zhuǎn)染。2)實(shí)驗(yàn)組用pEGFP-N1-Kiss-1進(jìn)行轉(zhuǎn)染:用無血清1640培養(yǎng)基將 8 μg pEGFP-N1-Kiss-1 質(zhì)粒和 10 μL Lipofectamine2000分別稀釋至總體積為250 μL,室溫下靜置5 min;輕輕混勻2種溶液,室溫下靜置20 min,將混合液加入SW480細(xì)胞中,37℃,5%CO2飽和濕度培養(yǎng)箱中培養(yǎng)6 h;吸去培養(yǎng)基,PBS液洗2遍,加入含10%胎牛血清的1640培養(yǎng)基終止轉(zhuǎn)染;42 h 后更換完全培養(yǎng)基,加入 500 μg·mL-1G418篩選,培養(yǎng)3~4 d待細(xì)胞大量死亡時(shí),降低濃度至300 μg·mL-1維持篩選4周左右,獲得穩(wěn)定轉(zhuǎn)染細(xì)胞。3)陰性對照組用空載體pEGFP-N1進(jìn)行轉(zhuǎn)染,方法同實(shí)驗(yàn)組。
分別提取空白對照組、陰性對照組及實(shí)驗(yàn)組中SW480細(xì)胞總蛋白,用BCA試劑盒測定各組樣本蛋白濃度,用15%SDS聚丙烯酰胺凝膠跑電泳,每孔上樣蛋白量為30 μg,半干轉(zhuǎn)至 PVDF膜,麗春紅染色驗(yàn)證后用含5%血清的TBST封閉,依次結(jié)合對應(yīng)一抗及辣根過氧化物酶標(biāo)記的二抗,最后暗室曝光顯像,檢測Kiss-1表達(dá)的變化。
已處對數(shù)生長期的各組細(xì)胞用0.25%胰酶消化,制成細(xì)胞懸液接種于 96孔板內(nèi)(2×103孔-1)定容至100 μL培養(yǎng),每組細(xì)胞設(shè)3個(gè)復(fù)孔,同時(shí)設(shè)置3個(gè)空白孔(只含細(xì)胞培養(yǎng)基)。分別于0、24、48及72 h每孔加入5 μL CCK-8溶液,5%CO2及飽和濕度培養(yǎng)基繼續(xù)孵育2 h,檢測450 nm光譜下的吸光度,根據(jù)每天吸光值的均數(shù)繪制細(xì)胞生長曲線。
SW480細(xì)胞轉(zhuǎn)染質(zhì)粒后24 h,在熒光顯微鏡下觀察細(xì)胞,可見綠色熒光。經(jīng)過4周的G418篩選,G418 維持濃度為 300 μg·mL-1,視野里幾乎所有細(xì)胞都帶有綠色熒光蛋白。停用G4181周,熒光顯微鏡下觀察綠色熒光基本保持不變。穩(wěn)定轉(zhuǎn)染細(xì)胞株篩選成功。
Kiss-1在空白對照組、陰性對照組與實(shí)驗(yàn)組中的表達(dá)見圖1,結(jié)果顯示:Kiss-1在實(shí)驗(yàn)組中高表達(dá),而在空白對照組及陰性對照組中低表達(dá),3組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。結(jié)果提示,Kiss-1 基因在SW480-Kiss-1細(xì)胞中能穩(wěn)定、高效地表達(dá)。
圖1 穩(wěn)定轉(zhuǎn)染后Western-blot檢測Kiss-1在SW480細(xì)胞中的表達(dá)
3組培養(yǎng)各時(shí)段SW480細(xì)胞數(shù)比較見表1,3組SW480細(xì)胞生長曲線見圖2。結(jié)果顯示:培養(yǎng)0、24 h時(shí)各組SW480細(xì)胞數(shù)差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),48 h 后,隨著培養(yǎng)時(shí)間延長,實(shí)驗(yàn)組 SW480細(xì)胞數(shù)明顯低于空白對照組與陰性對照組(P<0.05),而空白對照組與陰性對照組SW480細(xì)胞數(shù)差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。 結(jié)果提示,Kiss-1 可抑制SW480細(xì)胞的增殖。
表1 3組培養(yǎng)各時(shí)段SW480細(xì)胞數(shù)比較 ,×104個(gè)
表1 3組培養(yǎng)各時(shí)段SW480細(xì)胞數(shù)比較 ,×104個(gè)
﹡P<0.05 與實(shí)驗(yàn)組比較。
組別 n 0 h 24 h 48 h 72 h實(shí)驗(yàn)組 3 1.16±0.07 1.62±0.16 2.61±0.14 3.62±0.01空白對照組 3 1.12±0.06 2.28±0.19 4.53±0.46*6.52±0.49*陰性對照組 3 1.10±0.05 2.19±0.11 4.22±0.45*6.21±0.30*
圖2 3組SW480細(xì)胞生長曲線
腫瘤轉(zhuǎn)移是一個(gè)涉及到腫瘤細(xì)胞與宿主細(xì)胞相互作用的多級過程。腫瘤細(xì)胞從原發(fā)腫瘤中分離,經(jīng)血循環(huán)及淋巴循環(huán)系統(tǒng)轉(zhuǎn)移至遠(yuǎn)處,黏附于內(nèi)皮細(xì)胞、分解基質(zhì)、外滲,最終在轉(zhuǎn)移部位無限制增殖,導(dǎo)致轉(zhuǎn)移性腫瘤發(fā)生[4]。多種癌基因與抑癌基因參與腫瘤的發(fā)生與發(fā)展過程。Kiss-1是近來頗受關(guān)注的一種腫瘤轉(zhuǎn)移抑制基因,其在多種人體組織中發(fā)揮轉(zhuǎn)移抑制作用[5]。它的基因結(jié)構(gòu)由4個(gè)外顯子區(qū)域組成,外顯子Ⅰ與外顯子Ⅱ?yàn)榉蔷幋a區(qū),外顯子Ⅲ的結(jié)構(gòu)依次為翻譯起始位點(diǎn)、38個(gè)非編碼堿基及103個(gè)編碼堿基,外顯子Ⅳ含335個(gè)翻譯堿基、翻譯終止點(diǎn)、多腺苷酸化信號和121個(gè)非編碼堿基[3]。Kisspeptin作為一種145個(gè)氨基酸殘基組成的親水性多肽進(jìn)一步水解成多種小分子多肽,其中一種水解產(chǎn)物kisspeptin-54又名metastin,是G-蛋白偶聯(lián)受體的配體。Ringel等[6]發(fā)現(xiàn)Metastin及其受體有著調(diào)節(jié)甲狀腺癌細(xì)胞生物學(xué)活性的作用。在轉(zhuǎn)移性膀胱癌組織中,Kiss-1的表達(dá)水平明顯低于淺表膀胱癌[7]。研究表明相對于Kiss-1高水平表達(dá)的胃癌患者,低表達(dá)患者更容易發(fā)生遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移和復(fù)發(fā),且其死亡率明顯增高[8]。 可見,Kiss-1 表達(dá)水平高者,腫瘤發(fā)展慢,預(yù)后好。
本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),Kiss-1重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)染SW480細(xì)胞后,SW480細(xì)胞的體外增殖能力從細(xì)胞周期的48 h開始明顯下降,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。因此,推測Kiss-1基因能有效抑制結(jié)腸癌SW480細(xì)胞的增殖能力,從而影響結(jié)腸癌的發(fā)展。但其具體作用機(jī)制有待進(jìn)一步研究證明,以便為今后結(jié)腸癌患者的早期診斷及靶向基因治療提供理論依據(jù)。
[1]Zong X Y,Shi Y Q.An audit of outcomes in colorectal cancer in China[J].Eur J Surg Oncol,2007,33:169-173.
[2]Lee J H,Miele M E,Hicks D J,et al.KiSS-1,a novel human malignant melanoma metastasis-suppressor gene[J].J Natl Cancer Inst,1996,88:1731-1737.
[3]West A,Vojta P J,Welch D R,et al.Chromosome localization and genomic structure of the KiSS-1 metastasis suppressor gene[J].Genomics,1998,54:145-148.
[4]Perlikos F,Harrington K J,Syrigos K N,et al.Key molecular mechanisms in lung cancer invasion and metastasis:acomprehensivereview[J].Crit Rev OncolHematol,2013,87:1-11.
[5]Pentheroudakis G, Kostadima L, Dova L,et al.A twisted kiss:in vitro and in vivo evidence of genetic variation and suppressed transcription of the metastasis-suppressor gene KiSS-1 in early breast cancerI[J].Neoplasma,2010,57:47-54.
[6]Ringel M D,Hardy E,Bernet V J,et al.Metastin receptor is overexpressed in papillary thyroid cancer and activates MAP kinase in thyroid cancer cells[J].J Clin Endocrinol Metab,2002,87:2399.
[7]Sanchez Carbayo M,Capodieci P,Cordon Cardo C,et al.Tumor suppressor role of KiSS-1 in bladder cancer:loss of KiSS-1 expression is associated with bladder cancer progression and clinical outcome[J].Am J Pathol,2003,162:609-617.
[8]Dhar D K, Naora H, Kubota H,et al.Downregulation of KiSS-1 expression is responsible for tumor invasion and worse prognosis in gastric carcinoma[J].Int JCancer,2004,111:868-872.