于俊巖 田向陽 常建蘭 劉平 張蓉 張瑛 黃然欣 喬鮮麗 周文雅
【摘要】 目的 研究重組血管內(nèi)皮抑素(ES)對荷人食管鱗癌裸鼠血管內(nèi)皮生長因子-C(VEGF-C)和淋巴管內(nèi)皮細胞透明質(zhì)酸受體-1(LYVE-1)的調(diào)節(jié)作用。方法 構(gòu)建人食管鱗癌裸鼠模型, 6只瘤周皮下注射ES稀釋液荷瘤裸鼠作為A組, 6只瘤周皮下注射生理鹽水荷瘤裸鼠作為B組, 6只正常裸鼠作為C組, 比較三組血清LYVE-1、VEGF-C的表達水平, 觀察ES對荷瘤裸鼠LYVE-1和VEGF-C基因表達的影響。結(jié)果 A、B組血清VEGF-C水平分別為(155.26±10.24)、(180.23±15.64)pg/L, 均高于C組的(103.15±13.20)pg/L, 差異具有統(tǒng)計學意義(P<0.01);A組血清VEGF-C水平低于B組, 差異具有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。A、B組血清LYVE-1水平分別為(65.32±16.29)、(90.58±10.67)pg/L, 均高于C組的(28.31±10.36)pg/L, 差異具有統(tǒng)計學意義(P<0.01);A組血清LYVE-1水平低于B組, 差異具有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。A、B組組織內(nèi)VEGF-C、LYVE-1的PCR擴增倍數(shù)均高于C組, 差異具有統(tǒng)計學意義(P<0.01);A組組織內(nèi)VEGF-C、LYVE-1的PCR擴增倍數(shù)低于B組, 差異具有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。結(jié)論 通過重組ES對TE-1食管鱗癌細胞荷瘤裸鼠干預, 重組ES不僅抑制腫瘤新生血管的生成, 而且重組ES可能通過抑制腫瘤組織內(nèi)VEGF-C和LYVE-1的表達, 對腫瘤新生淋巴管的發(fā)生起到抑制作用。
【關(guān)鍵詞】 重組血管內(nèi)皮抑素;血管內(nèi)皮生長因子-C;淋巴管內(nèi)皮細胞透明質(zhì)酸受體-1;食管癌;移植瘤模型
DOI:10.14163/j.cnki.11-5547/r.2017.19.107
Influence by recombinant endostatin on expression levels of VEGF-C and LYVE-1 in nude mice bearing human esophageal squamous carcinoma YU Jun-yan, TIAN Xiang-yang, CHANG Jian-lan, et al. Department of Oncology, Affiliated Heping Hospital of Shanxi Changzhi Medical College, Changzhi 046000, China
【Abstract】 Objective To research regulating effect by recombinant endostatin (ES)on vascular endothelial growth factor-C (VEGF-C)and lymphatic vessel endothelial hyaluronan receptor-1 (LYVE-1)in nude mice bearing human esophageal squamous carcinoma. Methods In establishment of nude mice model bearing human esophageal squamous carcinoma, there were 6 nude mice bearing tumor as group A receiving subcutaneous injection of ES diluents in peripheral tumor skin, 6 nude mice bearing tumor as group B receiving subcutaneous injection of normal saline in peripheral tumor skin, and 6 normal nude mice as group C. Comparison was made on serum expression levels of LYVE-1 and VEGF-C in the three groups. Observation was made on influence by ES on gene expression of LYVE-1 and VEGF-C in nude mice bearing tumor. Results Group A and group B had serum VEGF-C level respectively as (155.26±10.24) and (180.23±15.64) pg/L, which were all higher than (103.15±13.20) pg/L in group C, and their difference had statistical significance (P<0.01). Group A had lower serum VEGF-C level than group B, and their difference had statistical significance (P<0.05). Group A and group B had serum LYVE-1 level respectively as (65.32±16.29) and (90.58±10.67) pg/L, which were all higher than (28.31±10.36) pg/L in group C, and their difference had statistical significance (P<0.01). Group A had lower serum LYVE-1 level than group B, and their difference had statistical significance (P<0.05). Group A and group B both had higher PCR expanding fold of tissue LYVE-1 and VEGF-C than group C, and the difference had statistical significance (P<0.01). Group A had lower PCR expanding fold of tissue LYVE-1 and VEGF-C than group B, and the difference had statistical significance (P<0.05). Conclusion Intervention by recombinant ES for nude mice bearing TE-1 esophageal squamous carcinoma showed that recombinant ES can not only inhibit neovascularization in tumor, but also show inhibiting effect for lymphangiogenesis in tumor through inhibition of VEGF-C and LYVE-1 in tumor tissue.endprint
【Key words】 Recombinant endostatin; Vascular endothelial growth factor-C; Lymphatic vessel endothelial hyaluronan receptor-1; Esophagus cancer; Transplanted tumor model
食管癌是我國常見的惡性腫瘤之一, 腫瘤血管形成在食管癌的發(fā)生、發(fā)展中起著非常重要的作用[1]。重組ES是一種新型人ES和抗腫瘤血管生成藥物, 本研究通過重組ES對TE-1食管鱗癌細胞荷瘤裸鼠的干預, 檢測成瘤裸鼠VEGF-C和LYVE-1的表達水平, 研究重組ES是否對腫瘤新生淋巴管有調(diào)節(jié)作用?,F(xiàn)報告如下。
1 材料與方法
1. 1 材料 ①BALB/c雄性裸鼠(SPF清潔級)18只, 5~6周齡, 購于北京中國醫(yī)學科學院實驗動物研究所, 飼養(yǎng)于長治醫(yī)學院實驗動物中心SPF清潔級環(huán)境。TE-1食管鱗癌細胞購于中國科學院細胞庫(上海細胞庫)。②細胞培養(yǎng)試劑RPMI1640培養(yǎng)基、胰蛋白酶購于Hyclone公司;胎牛血清(FBS)購于杭州四季青公司;注射用青霉素鈉100萬單位、注射用硫酸鏈霉素100萬單位購于華北制藥股份有限公司;重組ES購于先聲煙臺麥得津生物工程股份有限公司。小鼠VEGF-C和LYVE-1 Elisa Kit購于上海酶聯(lián)生物。③HyPure TMMolecular Biology Grade Water購于HyClone公司;RevertAid First Strand cDNA Synthesis Kit購于Thermo公司;FastStart Universal SYBR Green Master(Rox)購于Roche公司;RNA提取液購于武漢谷歌生物科技有限公司;引物由武漢擎科創(chuàng)新生物科技有限公司合成。
1. 2 方法
1. 2. 1 細胞及動物培養(yǎng) TE-1食管鱗癌細胞復蘇后用RPMI1640培養(yǎng)基和10% FBS在37℃、5% CO2條件下培養(yǎng)。收集對數(shù)生長期TE-1細胞, 用生理鹽水重懸制成1×107/ml的瘤細胞懸液。取12只BALB/c雄性裸鼠在其左側(cè)腹股溝中上部皮下接種瘤細胞懸液0.1 ml/只。每日觀察裸鼠成瘤情況及生活狀態(tài), 隔日用游標卡尺測量腫瘤的大小。最后根據(jù)以下公式計算腫瘤體積:腫瘤體積﹦1/2×長徑×短徑。
1. 2. 2 實驗動物分組及處理 待裸鼠皮下腫瘤生長到長徑約0.7 cm時, 隨機把荷瘤裸鼠分為2組, 每組6只。A組:治療組, 隔日瘤周皮下多點注射ES稀釋液, 注射劑量為10 mg/kg, 共28 d。B組:對照組, 隔日瘤周皮下多點注射生理鹽水, 共28 d。另6只正常裸鼠作為C組。處死裸鼠前測量腫瘤的大小、裸鼠的體重;并裸鼠尾靜脈采血約0.5 ml/只。處死裸鼠后取出腫瘤組織、稱重;并解剖裸鼠, 觀察腫瘤轉(zhuǎn)移情況。根據(jù)不同的用途處理腫瘤組織。
1. 2. 3 總RNA抽提 ①組織標本勻漿:取勻漿器, 加入1 ml的RNA提取液, 置冰上預冷;取100 mg組織, 加入到勻漿器中, 充分研磨直至無可見組織塊;12000 r/min離心10 min
取上清。②加入250 μl三氯甲烷, 顛倒離心管15 s, 充分混勻, 靜置3 min。③4℃ 下12000 r/min離心10 min;將上清轉(zhuǎn)移到一新的離心管中, 加入0.8倍體積的異丙醇, 顛倒混勻;-20℃ 放置15 min。④4℃下12000 r/min離心10 min, 管底的白色沉淀即為RNA;吸除液體, 加入75%乙醇1.5 ml洗滌沉淀;4℃下12000 r/min離心5 min。⑤將液體吸除干凈, 將離心管置于超凈臺上吹3 min;加入15 μl無RNA酶的水溶解RNA;55℃ 孵育5 min。
1. 2. 4 熒光定量PCR(SYBR Green染色法)引物的設計 根據(jù)GenBank提供的小鼠VEGF-C(216bp)、LYVE-1 mRNA序列(81bp), 采用Primer E×press 2.0軟件進行引物和探針的設計并經(jīng)Blast驗證。內(nèi)參GAPDH參照文獻[1]合成。見表1。
1. 2. 5 反轉(zhuǎn)錄 取PCR管, 加入含2 μg RNA的溶液;加入1 μl oligo(dT)18;用無核糖核酸酶的去離子水補足至12 μl;于PCR儀上65℃ 保溫5 min, 迅速置冰上冷卻;依次加入4 μl
5×buffer, 2 μl 10 mM dNTPs, 1 μl RNA inhibitor和1 μl 反轉(zhuǎn)錄酶, 用槍抽吸混勻;于PCR儀上42℃保溫60 min, 結(jié)束后80℃保溫5 min滅活反轉(zhuǎn)錄酶。
1. 2. 6 定量PCR 取0.2 ml PCR管, 配制如下反應體系, 每個反轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物配制3管:2×qPCR Mix 12.5 μl;7.5 μM基因引物2.0 μl;反轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物2.5 μl;ddH2O 8.0 μl。
PCR反應條件:94℃預變性10 min;95℃ 15 s、60℃ 60 s擴增40個循環(huán);溶解曲線75℃→95℃, 每20 s升溫1℃。
1. 2. 7 血清VEGF-C及LYVE-1檢測 小鼠血清VEGF-C和LYVE-1的檢測嚴格按照試劑盒說明書進行。
1. 3 觀察指標 比較三組血清LYVE-1、VEGF-C的表達水平, 觀察ES對荷瘤裸鼠LYVE-1和VEGF-C基因表達的影響。
1. 4 統(tǒng)計學方法 采用SPSS13.0統(tǒng)計學軟件對研究數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。計量資料以均數(shù)±標準差( x-±s)表示, 采用t檢驗。P<0.05表示差異具有統(tǒng)計學意義。
2 結(jié)果endprint
2. 1 裸鼠血清LYVE-1和VEGF-C的表達水平 A、B組血清VEGF-C水平分別為(155.26±10.24)、(180.23±15.64)pg/L,
均高于C組的(103.15±13.20)pg/L, 差異具有統(tǒng)計學意義(P<0.01);A組血清VEGF-C水平低于B組, 差異具有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。A、B組血清LYVE-1水平分別為(65.32±16.29)、(90.58±
10.67)pg/L, 均高于C組的(28.31±10.36)pg/L, 差異具有統(tǒng)計學意義(P<0.01);A組血清LYVE-1水平低于B組, 差異具有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。見表2。
2. 2 ES對荷瘤裸鼠LYVE-1和VEGF-C基因表達的影響 A、B組組織內(nèi)VEGF-C的PCR擴增倍數(shù)均高于C組, 差異具有統(tǒng)計學意義(P<0.01);A組組織內(nèi)VEGF-C的PCR擴增倍數(shù)低于B組, 差異具有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。A、B組組織內(nèi)LYVE-1的PCR擴增倍數(shù)均高于C組, 差異具有統(tǒng)計學意義(P<0.01);A組組織內(nèi)LYVE-1的PCR擴增倍數(shù)低于B組, 差異具有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。見表3。
3 討論
食管癌是常見的惡性腫瘤, 除外血道轉(zhuǎn)移, 經(jīng)淋巴轉(zhuǎn)移也是重要的轉(zhuǎn)移途徑。早在1971年Folkman就提出腫瘤生長依賴新生血管生成, 可以通過抑制腫瘤新生血管生成而達到治療腫瘤的目的[2]。重組ES通過抑制細胞乏氧誘導因子1-α(Hypoxia Inducible Factor-1α, HIF-1α)和VEGF表達來抑制腫瘤新生血管的生成[3]。LYVE-1是1999年分離鑒定的第一個淋巴管內(nèi)皮細胞特異的透明質(zhì)酸受體[4], 僅僅表達于淋巴管內(nèi)皮細胞, 在血管內(nèi)皮細胞不表達。由于LYVE-1特異性好, 是比較可靠的淋巴管內(nèi)皮細胞標志物, 被廣泛應用于淋巴管生成的研究。VEGF家族成員VEGF-C通過VEGF-C/VEGFR-3信號通路介導腫瘤淋巴管生成和腫瘤經(jīng)淋巴轉(zhuǎn)移[5]。因此本研究通過重組ES對TE-1食管鱗癌細胞荷瘤裸鼠的干預, 檢測成瘤裸鼠VEGF-C和LYVE-1的表達水平, 研究重組ES是否對腫瘤新生淋巴管有調(diào)節(jié)作用。
腫瘤淋巴管生成是指淋巴內(nèi)皮細胞在腫瘤組織內(nèi)或腫瘤組織周圍形成新生的毛細淋巴管, 而毛細淋巴管的生成過程非常復雜, 受多種細胞因子和信號傳導通路的協(xié)同調(diào)控[6], 目前對其機制了解較少。但是在腫瘤淋巴管的生成過程中, VEGF-C和LYVE-1被認為發(fā)揮重要的調(diào)節(jié)作用。
淋巴管是腫瘤發(fā)生淋巴轉(zhuǎn)移的重要通道, 但迄今為止通過淋巴轉(zhuǎn)移的機制尚未完全闡明。VEGF-C能促進淋巴管內(nèi)皮細胞分泌趨化因子, 趨化因子與腫瘤細胞上的相應受體結(jié)合, 誘導腫瘤細胞向淋巴管內(nèi)皮細胞趨化和粘附, 為腫瘤的淋巴轉(zhuǎn)移創(chuàng)造條件[7]。
LYVE-1是淋巴管內(nèi)皮上的I型膜蛋白, 主要分布在淋巴管內(nèi)外腔。LYVE-1在區(qū)分腫瘤組織與正常組織中的淋巴管有重要意義, 它能反映腫瘤相關(guān)淋巴管的密度, 可以聯(lián)合其他指標判斷腫瘤的轉(zhuǎn)移及預后[8-10]。
LYVE-1染色陽性管腔視為微淋巴管, 即微淋巴管密度(MLVD)。在TE-1食管鱗癌細胞荷瘤裸鼠的既往干預實驗中, 發(fā)現(xiàn)無論在腫瘤組織還是瘤旁組織, ES治療組明顯低于非治療組。而且ES治療組與非治療組裸鼠腫瘤組織中VEGF-C表達與MLVD間均存在正相關(guān)。以上結(jié)果從免疫組化及半定量研究說明重組ES可能通過抑制腫瘤組織內(nèi)VEGF-C的表達, 而對腫瘤新生淋巴管的發(fā)生起到抑制作用。
同樣在重組ES對TE-1食管鱗癌細胞荷瘤裸鼠的干預實驗中, A、B組血清VEGF-C、LYVE-1水平均高于C組, 差異具有統(tǒng)計學意義(P<0.01);A組血清VEGF-C、LYVE-1水平低于B組, 差異具有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。這些實驗數(shù)據(jù)是既往的實驗研究結(jié)果的補充和拓展。
綜上所述, 通過重組ES對TE-1食管鱗癌細胞荷瘤裸鼠干預, 重組ES不僅抑制腫瘤新生血管的生成, 而且重組ES可能通過抑制腫瘤組織內(nèi)VEGF-C和LYVE-1的表達, 而對腫瘤新生淋巴管的發(fā)生起到抑制作用。相信隨著對VEGF家族研究的深入, 重組ES對臨床食管癌的治療機制必將增添新的基礎(chǔ)研究證據(jù)。
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[收稿日期:2017-04-12]endprint