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        hsa-miR-759促進(jìn)胃癌細(xì)胞SGC-7901增殖的機(jī)制研究

        2017-01-16 07:47:26儲著凌侯樂偉胡國強(qiáng)
        海軍醫(yī)學(xué)雜志 2016年6期
        關(guān)鍵詞:熒光素酶試劑盒胃癌

        儲著凌,侯樂偉,胡國強(qiáng),胡 君,尹 鵬,朱 清

        ·臨床醫(yī)學(xué)· ·短篇論著·

        hsa-miR-759促進(jìn)胃癌細(xì)胞SGC-7901增殖的機(jī)制研究

        儲著凌,侯樂偉,胡國強(qiáng),胡 君,尹 鵬,朱 清

        NGX6;SGC-7901;hsa-miR-759;增殖活性

        世界范圍內(nèi),胃癌發(fā)病率在所有惡性腫瘤中居第4位,其致死率則位于第2位,我國是胃癌高發(fā)國家,每年新增病例約占全球新增數(shù)量的40%。由于我國早期胃癌診斷率較低,治療方法多以手術(shù)切除為主,這使得胃癌的致死率高于世界平均水平,因此,尋找胃癌診斷的新方法以及治療的新途徑尤為重要[1]。目前,早期胃癌臨床治療多以手術(shù)為主,內(nèi)鏡下黏膜切除術(shù)(EMR)和內(nèi)鏡下黏膜下剝離術(shù)(ESD)是主要的2種手術(shù)方法[2-3]。臨床原發(fā)腫瘤的切除,通常對于腸型黏膜內(nèi)癌,病灶部位無潰瘍或潰瘍疤痕的胃癌有較好的效果,而對伴有遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移的胃癌多數(shù)是無法治愈的。對于進(jìn)展期或復(fù)發(fā)性的腫瘤,化療的作用有限,即使聯(lián)用放療也難以達(dá)到治愈。因此,尋找潛在的胃癌基因治療靶點,對胃癌的深度和徹底治療尤為重要。NGX6基因位于人基因組的9號染色體[4],相關(guān)研究表明,NGX6具有明顯的腫瘤抑制作用[5]。那么,NGX6在胃癌的發(fā)生機(jī)發(fā)展中是否具有關(guān)鍵的作用,NGX6在胃癌中表達(dá)異常的原因是什么,NGX6蛋白表達(dá)上調(diào)是否對胃癌具有抑制作用?為了闡明上述問題,筆者將在胃癌細(xì)胞株SGC-7901中展開相關(guān)研究。

        1 材料與方法

        1.1 材料

        人胃癌及其癌旁組織取自解放軍第四五四醫(yī)院,SGC-7901細(xì)胞株,293工具細(xì)胞株購于中國科學(xué)院典型培養(yǎng)物保藏委員會細(xì)胞庫,DMEM(Dulbecco minimum essential medium)高糖細(xì)胞培養(yǎng)基、0.25 %胰蛋白酶、胎牛血清(fetal bovine serum,F(xiàn)BS)、Lipofectamine 3000轉(zhuǎn)染試劑購于Invitrogen公司產(chǎn)品,熒光素酶報告基因表達(dá)載體(PGL3-promoter)和熒光素酶檢測系統(tǒng)購于Promega公司,RNA提取試劑盒及M-MLV反轉(zhuǎn)錄試劑盒為大連寶生物功臣有限公司產(chǎn)品,NGX6蛋白一抗及二抗均為美國Santacruz公司產(chǎn)品,細(xì)胞及組織總蛋白提取及定量試劑盒、化學(xué)發(fā)光試劑盒均為美國Pierce公司產(chǎn)品,miRNA合成、測序均在上海生工工程有限公司完成,MTT(4,5-dimethyl-2-thiazolyl-2,5-diphenyl-2-H-tetrazolium bromide)和二甲基亞砜(dimethyl sulfoxide ,DMSO)為Sigma公司產(chǎn)品,無內(nèi)毒素質(zhì)粒DNA提取試劑盒為Qiagen公司產(chǎn)品,熒光定量檢測試劑盒、限制性內(nèi)切酶,連接酶均為Takara公司產(chǎn)品。

        1.2 儀器和設(shè)備

        細(xì)胞培養(yǎng)箱購于美國Thermo公司,微量移液器、水平離心機(jī)、高速低溫離心機(jī)均為Eppendorf公司產(chǎn)品,轉(zhuǎn)膜儀、垂直電泳槽及電泳儀為上海天能公司產(chǎn)品,紫外分光光度檢測儀與酶標(biāo)儀購于Thermo公司,PCR儀為美國ABI公司產(chǎn)品。

        1.3 實驗方法

        1.3.1 胃癌標(biāo)本中hsa-miR-759及NGX6蛋白含量檢測 收集賁門癌及其癌旁組織5對,生理鹽水漂洗后經(jīng)濾紙吸干水分,將組織裝入2.0 ml細(xì)胞凍存管,編號后液氮保存。實驗前,取出液氮保存的組織樣本,切取約200 mg,加入1 ml Trizol,后進(jìn)行組織勻漿并將勻漿液4℃下12 000×離心2 min,收集上清,然后酚氯仿法提取組織Total RNA。取2 μg RNA經(jīng)M-MLV反轉(zhuǎn)錄制備cDNA,熒光定量法檢測組織中hsa-miR-759含量。另取相同大小組織,加入1 ml組織裂解液T-MER,經(jīng)充分勻漿后進(jìn)行組織蛋白提取和定量,實驗過程完全按照試劑盒說明書進(jìn)行,蛋白提取完成之后,通過免疫印跡法檢測組織中NGX6蛋白相對含量。

        1.3.2 生物信息學(xué)預(yù)測hsa-miR-759與NGX6 3′-UTR結(jié)合位點 采用Targetscan預(yù)測軟件對NGX6(NM_016446) 3′-UTR區(qū)與hsa-miR-759進(jìn)行結(jié)合位點預(yù)測,預(yù)測結(jié)果顯示(圖2A),hsa-miR-759在NGX6的3′-UTR區(qū)存在7個堿基的種子區(qū)“5′-CACUCUG-3′”。

        1.3.3 載體構(gòu)建 設(shè)計合成長鏈DNA,5′-CTAGACCUCCAGCTGTTCCACACTCTGTCCUCCAGCTGTT CCACACTCTGTT-3′,下游引物,5′-CTAGAACAGAGTGTGGAACAGCTGGAGGACAGAGTGTGGAA CAGCTGGAGGT-3′,2端分別添加XbaⅠ酶切位點,片段包含hsa-miR-759與NGX6基因3′UTR區(qū)結(jié)合位點,長鏈退火形成雙鏈DNA,后克隆至熒光素酶報告基因表達(dá)載體PGL3-promoter,重組載體命名為野生型熒光素酶報告基因表達(dá)載體pGL3-WT-NGX6,同樣的方法,將預(yù)測結(jié)合位點進(jìn)行錯義突變,即由“5′-CACTCTG-3′”突變?yōu)椤?′- TGCTCAC -3′”,構(gòu)建野生型熒光素酶報告基因表達(dá)載體pGL3-MT-NGX6。重組載體經(jīng)序列分析無誤后,擴(kuò)增轉(zhuǎn)化其對應(yīng)的轉(zhuǎn)化細(xì)菌,然后進(jìn)行無內(nèi)毒素質(zhì)粒DNA制備,提取過程嚴(yán)格按照試劑盒說明進(jìn)行,使用ddH2O將質(zhì)粒DNA終濃度調(diào)整至500 mg/L,-20℃保存。

        1.3.4 雙熒光素酶報告基因法驗證has-hsa-miR-759與NGX6靶位關(guān)系 化學(xué)法合成hsa-miR-759 mimics(5′- CAGUUUUAACAAACGUGAGACGtt -3′),hsa-miR-759 inhibitor(5′- CGUCUCACGUUUGUUAAAACUGtt -3′)和hsa-miR-759 NC(5′- AACUUAGGAACGU GUCGACAUAtt -3′),RNA通過3′末端降解。接種對數(shù)期的293細(xì)胞至24孔培養(yǎng)板,每孔500 μl細(xì)胞懸液(1×105個細(xì)胞),培養(yǎng)基使用含10%FBS的DMEM完全培養(yǎng)基,37℃和5% CO2條件下培養(yǎng)24 h,參照Lipofectmaine 3000轉(zhuǎn)染試劑說明書進(jìn)行質(zhì)粒和RNA共轉(zhuǎn)染實驗。實驗分為9組:細(xì)胞對照組(不做處理),pGL3-WT-NGX6轉(zhuǎn)染組,pGL3-MT-NGX6轉(zhuǎn)染組, miRNA125-NC+pGL3-WT-NGX6轉(zhuǎn)染組,miRNA125-NC+ pGL3-MT-NGX6轉(zhuǎn)染組, hsa-miR-759-mimics+pGL3-WT- NGX6轉(zhuǎn)染組,hsa-miR-759-mimics+pGL3-MT- NGX6,hsa-miR-759-inhibitor+pGL3-WT- NGX6轉(zhuǎn)染組和hsa-miR-759-inhibitor+pGL3-MT- NGX6轉(zhuǎn)染組。細(xì)胞轉(zhuǎn)染后48 h,收集細(xì)胞,檢測胞內(nèi)熒光素酶活性。

        1.3.5 轉(zhuǎn)染hsa-miR-759-mimics/inhibitor對SGC-7901細(xì)胞hsa-miR-759含量及NGX6蛋白表達(dá)的影響檢測 接種對數(shù)生長期的SGC-7901細(xì)胞至6孔細(xì)胞培養(yǎng)板,每孔添加2 mL細(xì)胞懸液(5×105個細(xì)胞),使用含10%FBS的DMEM完全培養(yǎng)基,正常條件過夜培養(yǎng),然后進(jìn)行轉(zhuǎn)染實驗,轉(zhuǎn)染過程及RNA用量完全參照試劑盒Lipofectmaine 2000說明書。實驗分為4組,細(xì)胞對照組,hsa-miR-759 NC轉(zhuǎn)染組,hsa-miR-759 mimics轉(zhuǎn)染組和hsa-miR-759 inhibitor轉(zhuǎn)染組。轉(zhuǎn)染后48 h,收集細(xì)胞,提取細(xì)胞Total RNA,熒光定量法檢測hsa-miR-759含量,同時,提取細(xì)胞總蛋白,免疫印跡法檢測胞內(nèi)NGX6蛋白表達(dá)狀況。

        1.3.6 SGC-7901細(xì)胞增殖活性的檢測 實驗分為4組,細(xì)胞對照組、NC轉(zhuǎn)染組、hsa-miR-759 mimics轉(zhuǎn)染組和hsa-miR-759 inhibitor轉(zhuǎn)染組。取轉(zhuǎn)染后48 h的SGC-7901細(xì)胞,胰酶消化法制備細(xì)胞懸液,離心收集細(xì)胞沉淀,用含10 %FBS的DMEM完全培養(yǎng)基調(diào)整細(xì)胞密度至1×105個/ml,并接種細(xì)胞到96孔細(xì)胞培養(yǎng)板,每孔添加100 μl細(xì)胞懸液,37℃和5% CO2條件下培養(yǎng)細(xì)胞,在接種后24、48和72 h,MTT法檢測細(xì)胞活性。檢測前,每孔細(xì)胞加入MTT溶液(5 mg/ml)10 μl,輕晃使其分布均勻,正常條件繼續(xù)培養(yǎng)4 h,去上清,每孔加入150 μl DMSO溶液,37℃放置15 min,酶標(biāo)儀檢測490 nm波長下細(xì)胞液的吸光度值,制作細(xì)胞生長曲線。

        1.3.7 Realtime-PCR檢測hsa-miR-759含量 取2 μg的細(xì)胞總RNA,反轉(zhuǎn)錄制備cDNA,特異反轉(zhuǎn)錄引物:H.sapiens 6 snRNA: 5′-TACCTTGCGAAGTGCTTAAAC-3′,hsa-miR-759: 5′-GTCGTATCCAGTGCGTGTCGTG GAGTCGGCAATTGCACTGGATACGAGTCAA-3′,取2 μl反轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物作為PCR反應(yīng)模板,SYBR Premix ExTaq10 μl,引物(10 μmol/L)各取0.25 μl,反應(yīng)體系用dH2O補(bǔ)足至20 μl。PCR反應(yīng)條件:95℃ 10 s;55℃ 10 s;72 ℃ 10 s,反應(yīng)循環(huán)數(shù)為42。PCR引物序列:U6上游引物5′-GTGCTCGCTTCGGC AGCACAT-3′,下游引物5′-TACCTTGCGAAGTGC TTAAAC-3′;hsa-miR-759上游引物5′-GCCGGCGCCCGAGCTCTGGCTC-3′,下游引物5′- GCAGAGTGCAAACAATTTTGAC-3′。結(jié)果分析中,以U6作為對照,ΔΔCt法分析定量結(jié)果。

        1.3.8 Western blotting檢測NGX6蛋白相對含量 SDS-聚丙烯酰胺凝膠分離膠濃度為11%,蛋白上樣量為10 μg,然后經(jīng)110 V電壓90 min電泳,400 mA恒定電流轉(zhuǎn)膜90 min,轉(zhuǎn)膜后以5%的脫脂牛奶封閉2 h,4 ℃一抗過夜孵育,NGX6和GAPDH一抗稀釋(TBST)比分別為1︰300和1︰1 000;一抗過夜孵育后,TBST洗膜3次,加入二抗孵育2 h,羊抗鼠二抗稀釋比為1︰2 000;TBST洗膜3次,添加ECL化學(xué)發(fā)光液反應(yīng)底物,曝光X底片,最后對目的條帶光密度值進(jìn)行分析。

        1.4 統(tǒng)計學(xué)處理

        所有數(shù)值都用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(x±s)表示。細(xì)胞增殖的數(shù)據(jù)通過方差分析和兩兩比較,P<0.05表示差異有統(tǒng)計學(xué)意義,所有分析均以SPSS 13.0統(tǒng)計軟件完成。

        2 結(jié)果

        2.1 胃癌標(biāo)本中hsa-miR-759與NGX6蛋白含量檢測

        相比較于癌旁組織,胃癌組織中的hsa-miR-759含量明顯降低,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)(圖1A);NGX6蛋白含量檢測結(jié)果(圖2B)顯示,胃癌組織和癌旁組織中蛋白含量分別為(1.00±0.16)和(4.31±0.85),差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。

        注:與腫瘤組織比較aP<0.05。A為miR-759含量,B為NGX6蛋白含量電泳圖和蛋白表達(dá)水平圖1 腫瘤標(biāo)本中hsa-miR-759與NGX6蛋白含量檢測

        2.2 hsa-miR-759與NGX6靶位關(guān)系驗證

        生物信息學(xué)預(yù)測顯示,miR-759在NGX6基因3′UTR區(qū)有6個堿基的結(jié)合位點(圖2A)。細(xì)胞共轉(zhuǎn)染后48 h,熒光素酶相對活性檢測結(jié)果顯示(圖2B),hsa-miR-759 mimics能夠明顯抑制野生型熒光素酶表達(dá)載體熒光素酶活性,從5.51±0.68降至1.82±0.39,差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),而hsa-miR-759 inhibitor則能夠增強(qiáng)野生型熒光素酶報告基因表達(dá)載體的熒光素酶活性,5.51±0.68上升至10.02±0.49,組間差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05);對于突變型熒光素酶報告基因表達(dá)載體,無論hsa-miR-759 mimics或者h(yuǎn)sa-miR-759 inhibitor都對其無明顯影響。以上數(shù)據(jù)和結(jié)果說明,hsa-miR-759可以通過預(yù)測靶位結(jié)合于NGX6基因3′UTR區(qū),并對基因表達(dá)進(jìn)行負(fù)調(diào)控。

        2.3 SGC-7901細(xì)胞轉(zhuǎn)染后hsa-miR-759含量及NGX6蛋白表達(dá)檢測

        SGC-7901細(xì)胞轉(zhuǎn)染hsa-miR-759-mimics或者inhibitor后48 h,細(xì)胞內(nèi)hsa-miR-759含量明顯升高或者降低(圖3A),與對照組比較,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),而hsa-miR-759-NC轉(zhuǎn)染組hsa-miR-759含量與對照組比較,差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05);蛋白含量檢測結(jié)果說明(圖3B),SGC-7901細(xì)胞轉(zhuǎn)染hsa-miR-759-mimics或者inhibitor后48 h,細(xì)胞內(nèi)NGX6含量明顯降低或者升高,與細(xì)胞對照組比較,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),而hsa-miR-759-NC轉(zhuǎn)染組NGX6蛋白表達(dá)與對照組比較,差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。

        注:與對照組比較aP<0.05。A為各組miR-759含量,B為各組NGX6蛋白含量電泳圖和蛋白表達(dá)水平圖3 轉(zhuǎn)染后SGC-7901細(xì)胞內(nèi)hsa-miR-759及NGX6蛋白含量檢測

        2.4 hsa-miR-759含量變化對SGC-7901細(xì)胞增殖活性的影響

        細(xì)胞活性檢測結(jié)果(圖4)所示,轉(zhuǎn)染后48 h和72 h,與轉(zhuǎn)染對照組比較,hsa-miR-759 mimics轉(zhuǎn)染組細(xì)胞增殖活性則明顯增強(qiáng),hsa-miR-759 inhibitor轉(zhuǎn)染組SGC-7901細(xì)胞增值活性明顯降低(P<0.05 vs 對照組,相同時間點),NC轉(zhuǎn)染組細(xì)胞增殖活性與對照組比較,差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。

        3 討論

        微小RNA(micro RNA, miRNA) 屬于內(nèi)源性非編碼RNA,可以通過種子區(qū)與其靶基因3′-UTR區(qū)結(jié)合,從而抑制基因翻譯[3]。miRNA與腫瘤關(guān)系密切,作為癌基因和腫瘤抑制基因,參與關(guān)鍵的發(fā)病機(jī)制[6-7]。miRNA-483-3p和miRNA-21在胰腺導(dǎo)管癌患者血清中的含量明顯升高,miRNA-483-3p可以作為管內(nèi)乳頭狀黏液性腫瘤(IPMN)患者和胰腺導(dǎo)管腺癌的血漿樣品(PDAC)患者的區(qū)分標(biāo)志物,而miRNA21則可以作為PDAC患者預(yù)后標(biāo)志物[8]。miR-34c被發(fā)現(xiàn)可以對乳腺癌的細(xì)胞周期產(chǎn)生調(diào)控作用[9]。前列腺的相關(guān)研究表明,miR-23a的下調(diào),會導(dǎo)致MAPK、JAK/STAT等腫瘤調(diào)控通路的過度激活,進(jìn)而導(dǎo)致細(xì)胞增殖的失控,體外研究表明,miR-23a有作為胰腺癌基因治療的潛在靶點[10]。這些研究表明,miRNAs調(diào)控機(jī)制的失活,是多種腫瘤發(fā)生發(fā)展的內(nèi)在因素和始作俑者,因此其完全具有成為腫瘤基因治療靶點的可能。miRNA與胃癌亦具有密切的關(guān)系,miR-144-zfx調(diào)控軸在胃癌惡性病變中具有關(guān)鍵作用[11],miR-107有潛力作為胃癌患者胃癌腫瘤缺氧檢測的生物標(biāo)志物[12],而mir-367被證實是胃癌的侵襲和轉(zhuǎn)移的一個關(guān)鍵的負(fù)調(diào)控因子[13]。與胃癌相關(guān)的miRNA研究表明,miRNA在胃癌細(xì)胞的增殖,分化和凋亡中具有關(guān)鍵作用,是胃癌的發(fā)生、侵襲和轉(zhuǎn)移的重要調(diào)控因子[13]。

        NGX6基因位于染色體9號染色體的q21-22區(qū)域[4],研究表明在多種腫瘤中存在其等位基因的事實[5]。Guo Q等研究發(fā)現(xiàn),NGX6與胃癌的發(fā)病率和死亡率密切相關(guān),NGX6可以作為種新型的腫瘤抑制基因,過表達(dá)基因可以抑制人體胃癌細(xì)胞株HT-29的侵襲,NGX6的這種腫瘤抑制作用可能與Wnt通路的激活抑制有關(guān)[14-15]。NGX6具有多種生物學(xué)功能,如調(diào)節(jié)相關(guān)基因的蛋白表達(dá),涉及細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路,負(fù)調(diào)控細(xì)胞周期,抑制血管生成,增加患者對抗癌藥物的敏感性。有研究表明,NGX6通過組蛋白H3K9負(fù)調(diào)控核轉(zhuǎn)錄因子SP1的啟動子甲基化,進(jìn)而影響其作為轉(zhuǎn)錄因子的功能,NGX6可以作為惡性腫瘤的潛在靶基因,具有極大的應(yīng)用研究價值[16-17]。

        在胃癌組織中驗證NGX6的表達(dá),數(shù)據(jù)顯示NGX6在胃癌組織中的表達(dá)量明顯低于癌旁組織,對胃癌組織中NGX6蛋白低表達(dá)的原因做了研究,生物信息學(xué)顯示,hsa-miR-759可能靶向調(diào)控NGX6,那么在胃癌中hsa-miR-759的表達(dá)情況是否也具有異常呢。熒光定量檢測結(jié)果顯示,胃癌組織中hsa-miR-759的含量顯著高于癌旁組織,hsa-miR-759 與NGX6在胃癌中的表達(dá)具有顯著的負(fù)相關(guān)性。那么hsa-miR-759在胃癌中的高表達(dá)是否導(dǎo)致NGX6表達(dá)降低,是否是胃癌的發(fā)生、發(fā)展的關(guān)鍵因素,無疑是一個值得研究的課題。

        Hsa-miR-759定位于人13號染色體,截止目前,未見有關(guān)于其與腫瘤或者胃癌的相關(guān)報道。首先對hsa-miR-759與NGX6蛋白表達(dá)相關(guān)性做出分析,在二者具有顯著負(fù)相關(guān)性的基礎(chǔ)上,通過生物信息學(xué)對二者結(jié)合位點做了分析,并通過熒光素酶報告基因?qū)嶒炦M(jìn)行了驗證。hsa-miR-759在胃癌中的高表達(dá)導(dǎo)致了腫瘤組織內(nèi)NGX6表達(dá)的顯著降低,通過基因干預(yù)的方式,改變了細(xì)胞內(nèi)hsa-miR-759的含量,并且對SGC-7901細(xì)胞的增殖活性產(chǎn)生了明顯影響,這組數(shù)據(jù)是令人鼓舞的,通過轉(zhuǎn)染miR-759-inhibitor到SGC-7901細(xì)胞,明顯抑制了細(xì)胞內(nèi)hsa-miR-759相對含量,增強(qiáng)了細(xì)胞內(nèi)NGX6蛋白含量,同時抑制了腫瘤細(xì)胞的增殖活性。所有數(shù)據(jù)說明,miR-759-inhibitor通過抑制SGC-7901細(xì)胞內(nèi)hsa-miR-759,增強(qiáng)了靶蛋白NGX6表達(dá),而高表達(dá)的NGX6則明顯抑制了SGC-7901細(xì)胞的增殖活性。

        本研究的意義在于,首次證實hsa-miR-759-inhibitor可以抑制胃癌細(xì)胞SGC-7901的增殖活性,且這種作用是通過上調(diào)其靶蛋白NGX6來實現(xiàn)的。這提示,hsa-miR-759有潛力成為基因治療的新靶點。

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        (本文編輯:張陣陣)

        210002 南京,解放軍第四五四醫(yī)院普外科(儲著凌、侯樂偉、胡國強(qiáng)、胡君、尹鵬),消化科(朱清)

        朱清,電子信箱:luyican321@163.com

        R753

        B

        10.3969/j.issn.1009-0754.2016.06.021

        2015-12-24)

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