鐘岳,屈士斌,楊西勝,汪建林,李霄,郝曉坤,李海民#
1空軍軍醫(yī)大學(xué)西京醫(yī)院肝膽胰脾外科,西安 710032
2陜西省第二人民醫(yī)院肝膽外科,西安 710005
胰腺癌是一種侵襲力強(qiáng)、早期診斷困難、病情進(jìn)展迅速、患者生存率極低的消化道惡性腫瘤,雖然大多數(shù)腫瘤患者的生存情況明顯改善,但對(duì)胰腺癌患者而言,其生存的改善情況不佳[1]。長(zhǎng)鏈非編碼RNA(long chain non-coding RNA,lncRNA)是一類長(zhǎng)度超過200 nt,不編碼蛋白質(zhì)的內(nèi)源性RNA[2]。研究表明,lncRNA在X染色體沉默、原癌基因激活、轉(zhuǎn)錄干擾、基因組印跡等方面起著重要的調(diào)節(jié)作用,參與各種疾病的進(jìn)展[3-6]。許多l(xiāng)ncRNA已經(jīng)被證明在多種腫瘤中異常表達(dá),可能參與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展[7-9],如HOX轉(zhuǎn)錄反義RNA(HOX transcript antisense RNA,HOTAIR)、漿細(xì)胞瘤轉(zhuǎn)化遷移基因 1(plasmacytoma variant translocation gene 1,PVT1)、肺腺癌轉(zhuǎn)移相關(guān)性轉(zhuǎn)錄因子1(metastasis associated lung adenocarcinoma transcript 1,MALAT1)等在胰腺癌中異常表達(dá),并參與胰腺癌的惡性進(jìn)展[10-14]。M IR31HG是位于9p21.3的lncRNA,長(zhǎng)度為2166 bp,已被發(fā)現(xiàn)在乳腺癌、肺腺癌組織中高表達(dá),并且能夠促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的增殖[15-16]。但M IR31HG在胰腺癌組織中的表達(dá)情況與患者臨床特征的關(guān)系,以及M IR31HG表達(dá)對(duì)胰腺癌細(xì)胞耐藥性的影響尚未見研究。因此,本研究對(duì)lncRNA M IR31HG在胰腺癌組織中的表達(dá)情況及與患者臨床特征之間的關(guān)系進(jìn)行了探討,并分析了M IR31HG表達(dá)對(duì)胰腺癌細(xì)胞耐藥性的影響,現(xiàn)報(bào)道如下。
人胰腺癌細(xì)胞系 SW 1990、Capan-1、Capan-2、PANC-1、AsPC-1均購自中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院上海細(xì)胞庫,正常的人類胰腺導(dǎo)管上皮細(xì)胞HPDE6c-7購自美國(guó)模式培養(yǎng)物集存庫(American type culture collection,ATCC)。以上所有細(xì)胞系由空軍軍醫(yī)大學(xué)西京醫(yī)院肝膽胰脾外科實(shí)驗(yàn)室保存。80例胰腺癌組織及其癌旁正常組織標(biāo)本由空軍軍醫(yī)大學(xué)西京醫(yī)院肝膽胰脾外科實(shí)驗(yàn)室提供,實(shí)時(shí)熒光定量逆轉(zhuǎn)錄-聚合酶鏈反應(yīng)(quantitative real-time reverse transcription-polymerase chain reaction,qRT-PCR)儀購自美國(guó)Bio-Rad公司,總RNA提取試劑(Trizol)、LipofectamineTM2000均購自美國(guó)Invitrogen公司,反轉(zhuǎn)錄試劑盒購自日本Takara公司,Smart SpecTMPlus分光光度計(jì)購自美國(guó)Biotek公司,DMEM高糖培養(yǎng)基購自美國(guó)Hyclone公司,CCK-8檢測(cè)試劑盒購自碧云天生物技術(shù)研究所,胎牛血清購自以色列BI公司。
1.2.1 細(xì)胞培養(yǎng) 將人胰腺癌細(xì)胞系SW 1990、Capan-1、Capan-2、PANC-1、AsPC-1和正常的人類胰腺導(dǎo)管上皮細(xì)胞HPDE6c-7均放入含10%胎牛血清的DMEM高糖培養(yǎng)基中,置于37℃、5%CO2飽和濕度培養(yǎng)箱中進(jìn)行培養(yǎng),后儲(chǔ)存于-130℃冰箱中保存待用。
1.2.2 qRT-PCR法檢測(cè)MIR31HG的表達(dá)水平嚴(yán)格按照Trizol試劑說明書的步驟提取全部組織和細(xì)胞的總RNA,采用Smart SpecTMPlus分光光度計(jì)檢測(cè)RNA的濃度和純度,參照反轉(zhuǎn)錄試劑盒說明書將純化的RNA反轉(zhuǎn)錄合成cDNA;以β-actin為內(nèi)參,以cDNA作為模板進(jìn)行qRT-PCR檢測(cè)(表1)。qRT-PCR的反應(yīng)條件:95℃預(yù)變性10 min;95 ℃ 變性10 s,59 ℃擴(kuò)增 30 s,72 ℃延伸30 s,共40個(gè)循環(huán)。應(yīng)用2-△△Ct法進(jìn)行相對(duì)定量分析,計(jì)算M IR31HG的表達(dá)水平。實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次。
表1 qRT-PCR引物序列
1.2.3 細(xì)胞轉(zhuǎn)染及分組 選擇增殖速度較快的AsPC-1、PANC-1、Capan-2細(xì)胞進(jìn)行實(shí)驗(yàn),取對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的AsPC-1、PANC-1、Capan-2細(xì)胞接種于6孔板,待達(dá)到70%~90%的融合度時(shí)進(jìn)行細(xì)胞轉(zhuǎn)染,細(xì)胞轉(zhuǎn)染嚴(yán)格按照LipofectamineTM2000說明書的步驟進(jìn)行操作。將轉(zhuǎn)染SiM IR31HG的AsPC-1、PANC-1、Capan-2細(xì)胞分別作為SiA組、SiB組、SiC組,將轉(zhuǎn)染空載體的AsPC-1、PANC-1、Capan-2細(xì)胞分別作為NC1組、NC2組、NC3組(表2)。轉(zhuǎn)染48 h后,采用Trizol提取細(xì)胞總RNA,通過qRT-PCR法檢測(cè)轉(zhuǎn)染后細(xì)胞中M IR31HG的表達(dá)情況,以驗(yàn)證轉(zhuǎn)染效果,然后再次轉(zhuǎn)染細(xì)胞用于后續(xù)實(shí)驗(yàn)。
表2 SiM IR31HG和空載體序列
1.2.4 CCK-8法檢測(cè)細(xì)胞增殖能力 取轉(zhuǎn)染48 h后的各組細(xì)胞,以2000/孔接種于96孔板中。設(shè)置5個(gè)重復(fù)孔,于固定時(shí)間吸凈培養(yǎng)基,于待測(cè)的每孔細(xì)胞中加入l0μl CCK-8溶液的新鮮培養(yǎng)基100μl,孵箱中孵育2 h,在酶標(biāo)儀450 nm處測(cè)量各孔細(xì)胞的光密度(optical density,OD)值。連續(xù)重復(fù)同樣的步驟檢測(cè)5天,然后根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)繪制各組細(xì)胞的生長(zhǎng)曲線,觀察各組細(xì)胞的增殖能力。實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次,取平均值。
1.2.5 Transwell小室檢測(cè)細(xì)胞遷移能力 取轉(zhuǎn)染48 h后的各組細(xì)胞進(jìn)行Transwell實(shí)驗(yàn)。采用無血清的DMEM培養(yǎng)液重懸細(xì)胞,調(diào)整細(xì)胞密度為4×105/ml。上室中加入200μl細(xì)胞懸液(無血清培養(yǎng)液),下室加入500μl含10%胎牛血清的完全培養(yǎng)液,每組設(shè)置3個(gè)重復(fù)孔。細(xì)胞繼續(xù)培養(yǎng)24~48 h后,取出小室,磷酸鹽緩沖液(phosphate buffered saline,PBS)洗滌2次,以95%乙醇固定細(xì)胞10 min,結(jié)晶紫染色30 min,PBS洗滌3次,擦除小室內(nèi)部細(xì)胞,在光學(xué)顯微鏡下隨機(jī)選取5個(gè)高倍視野(×200)進(jìn)行穿膜細(xì)胞數(shù)目的計(jì)數(shù)。實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次,取平均值。
1.2.6 體外藥物敏感性實(shí)驗(yàn) 檢測(cè)各組細(xì)胞5-氟尿嘧啶(5-FU)的半數(shù)抑制濃度(half inhibition concentration,IC50)的變化,取轉(zhuǎn)染48 h后的各組(SiA組、SiB組、NC1組、NC2組)細(xì)胞,以6×103/孔細(xì)胞接種于96孔板中,每孔細(xì)胞加入100μl培養(yǎng)液。常規(guī)培養(yǎng)細(xì)胞貼壁后,移除孔內(nèi)原培養(yǎng)液,加入100μl含不同濃度梯度的5-FU培養(yǎng)液,每個(gè)藥物濃度設(shè)置5個(gè)重復(fù)孔。常規(guī)培養(yǎng)48 h后,每孔細(xì)胞加入10μl CCK-8溶液,繼續(xù)培養(yǎng)2 h,于酶聯(lián)免疫檢測(cè)儀上測(cè)定450 nm波長(zhǎng)處各孔的OD值,取5個(gè)重復(fù)孔的平均OD值計(jì)算細(xì)胞的增殖抑制率。采用GraphPad軟件計(jì)算細(xì)胞的IC50。
檢測(cè)同一濃度5-FU處理后72小時(shí)各組(SiA組、SiB組、NC1組、NC2組)細(xì)胞的存活率。轉(zhuǎn)染24 h后,采用胰蛋白酶消化細(xì)胞,以培養(yǎng)液重懸,以6×103/孔細(xì)胞接種于96孔板中,每孔加入100μl培養(yǎng)液。常規(guī)培養(yǎng)細(xì)胞貼壁后,移除孔內(nèi)原培養(yǎng)液,分別使用濃度為200、5000μg/ml的5-FU處理PANC-1和AsPC-1細(xì)胞,設(shè)置5個(gè)重復(fù)孔。設(shè)置多個(gè)時(shí)間點(diǎn),每個(gè)孔加入10μl CCK-8溶液,繼續(xù)培養(yǎng)2 h后終止培養(yǎng)。在酶聯(lián)免疫檢測(cè)儀上測(cè)定450 nm波長(zhǎng)處各孔的OD值,同樣取5個(gè)重復(fù)孔的平均OD值計(jì)算細(xì)胞的增殖抑制率。通過GraphPad軟件比較各組細(xì)胞的增殖抑制率。實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次,取平均值。
采用SPSS 16.0軟件和GraphPad軟件對(duì)-數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(±s)表示,組間比較采用t檢驗(yàn)。計(jì)數(shù)資料以例數(shù)和率(%)表示,組間比較采用χ2檢驗(yàn)或Fisher確切概率法,以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
qRT-PCR檢測(cè)結(jié)果顯示,胰腺癌組織中M IR31HG的表達(dá)水平為(0.81±0.09),明顯高于癌旁正常組織的(0.12±0.02),差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。 AsPC-1、PANC-1、Capan-1、Capan-2、SW 1990胰腺癌細(xì)胞中M IR31HG的表達(dá)水平分別為(1.75±0.06)、(2.37±0.17)、(3.85±0.59)、(2.44±0.07)、(10.21±1.23),均高于正常的人類胰腺導(dǎo)管上皮細(xì)胞HPDE6c-7的(1.00±0.13),差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=5.247、6.444、4.741、9.885、7.432,P<0.05)。
根據(jù)M IR31HG在80例胰腺癌組織和癌旁正常組織中的表達(dá)水平,以同組癌旁組織中M IR31HG的表達(dá)水平為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行劃分,將高于此標(biāo)準(zhǔn)的作為高表達(dá)組(n=66),將低于此標(biāo)準(zhǔn)的作為低表達(dá)組(n=14)。結(jié)果顯示,不同性別、年齡胰腺癌患者胰腺癌組織中M IR31HG的表達(dá)水平比較,差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05);腫瘤直徑>3 cm、有遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移、臨床分期為Ⅲ~Ⅳ期、分化程度為低分化、CA19-9表達(dá)水平高的胰腺癌患者胰腺癌組織中M IR31HG的表達(dá)水平均高于腫瘤直徑≤3 cm、無遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移、臨床分期為Ⅰ~Ⅱ期、分化程度為高分化、CA19-9表達(dá)水平低的胰腺癌患者,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)(表3)。
2.3.1 SiMIR31HG敲低效率驗(yàn)證 qRT-PCR檢測(cè)結(jié)果顯示,SiA組和SiB組細(xì)胞中M IR31HG的表達(dá)水平分別為(0.13±0.02)、(0.26±0.06),分別明顯低于 NC1組和 NC2組細(xì)胞的(0.80±0.03)、(1.00±0.06),差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=18.22、9.07,P<0.01)。
表3 不同臨床特征胰腺癌患者胰腺癌組織中M IR31HG的表達(dá)情況比較
2.3.2 下調(diào)MIR31HG表達(dá)對(duì)胰腺癌細(xì)胞增殖能力的影響 CCK-8實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,第4、5天,SiA組和SiB組細(xì)胞的OD值分別明顯低于NC1組和NC2組,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。(圖1)
圖1 下調(diào)M IR31HG表達(dá)后PANC-1、AsPC-1細(xì)胞的增殖情況
2.3.3 下調(diào)MIR31HG表達(dá)對(duì)胰腺癌細(xì)胞遷移能力的影響 先期采用Transwell實(shí)驗(yàn)檢測(cè)胰腺癌細(xì)胞的遷移能力,轉(zhuǎn)染了AsPC-1細(xì)胞并證實(shí)其轉(zhuǎn)染后M IR31HG的表達(dá)明顯下調(diào),后再進(jìn)行Transwell實(shí)驗(yàn),結(jié)果發(fā)現(xiàn),SiA組和NC1組均未出現(xiàn)明顯的遷移,遂將SiA組的AsPC-1細(xì)胞調(diào)整為易于遷移的Capan-2細(xì)胞。結(jié)果顯示,SiB組和SiC組細(xì)胞的穿膜細(xì)胞數(shù)目分別為(13.33±0.88)、(28.33±1.20),均明顯少于NC2組和NC3組的(70.33±3.18)、(57.33±1.45),差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=17.270、15.380,P<0.01)。(圖2)
SiA組和SiB組細(xì)胞的IC50分別為1057、168.6 μg/ml,分別低于 NC1組和 NC2組的5030、234.3 μg/ml,差異均有 統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=7.811、3.024,P<0.05)。(圖3)
圖2 下調(diào)M IR31HG表達(dá)后PANC-1、Capan-2細(xì)胞的遷移情況(結(jié)晶紫染色,×200)
圖3 下調(diào)M IR31HG表達(dá)后PANC-1、AsPC-1細(xì)胞的5-Fu IC50
在同一濃度5-Fu處理下,在0~72小時(shí)內(nèi),SiB組和SiA組細(xì)胞的存活率分別低于NC2組和NC1組,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=3.175、3.903,P<0.05)。(圖4)
圖4 下調(diào)M IR31HG表達(dá)后同一濃度5-Fu處理下PANC-1、AsPC-1細(xì)胞的存活情況
胰腺癌的發(fā)病原因尚不清楚,它的發(fā)生發(fā)展是一個(gè)極其復(fù)雜的過程。近年來,相關(guān)研究表明,LncRNA在多種疾病的發(fā)生發(fā)展過程中發(fā)揮著重要的調(diào)控作用,如X染色體沉默、基因組印跡、染色質(zhì)修飾、轉(zhuǎn)錄激活、轉(zhuǎn)錄干擾、核轉(zhuǎn)運(yùn)等。LncRNA也參與著細(xì)胞分化和發(fā)育的多層次調(diào)控,與疾病的發(fā)生密切相關(guān)。有學(xué)者指出lncRNA在腫瘤基因表達(dá)過程中的調(diào)節(jié)功能明顯,能于不同層次完成對(duì)基因表達(dá)的調(diào)節(jié),對(duì)細(xì)胞的發(fā)育、生長(zhǎng)產(chǎn)生干擾,從而完成對(duì)腫瘤細(xì)胞形成、變化、轉(zhuǎn)移的參與[17-18]。
研究表明,LncRNA不但在腫瘤等疾病中發(fā)揮著重要的作用,某些藥物的作用機(jī)制也是通過LncRNA實(shí)現(xiàn)的,這就為藥物的研究和開發(fā)提供了新的思路。在喉鱗狀細(xì)胞癌中,順鉑和紫杉醇可以使LncRNA CDKN2B-AS1、HOTAIR和MALAT1的水平降低,并達(dá)到抑制腫瘤生長(zhǎng)的效果[19]。在食管鱗狀細(xì)胞癌中,β-欖香烯可以通過促進(jìn)LncRNA CDKN2B-AS1的轉(zhuǎn)錄來抑制hTERT酶的表達(dá),從而抑制腫瘤細(xì)胞的增殖[20]。在前列腺癌中,染料黃木酮通過下調(diào)原癌基因HOTAIR的表達(dá),抑制前列腺癌細(xì)胞的生長(zhǎng)[21]。在乳腺癌中,17β-雌二醇通過降低MALAT-1的表達(dá)水平抑制乳腺癌細(xì)胞的增殖、侵襲和遷移[22]。
本研究收集空軍軍醫(yī)大學(xué)西京醫(yī)院80例經(jīng)冰凍切片和HE染色明確診斷為胰腺癌的經(jīng)手術(shù)切除的胰腺癌組織及其癌旁正常組織,采用qRT-PCR檢測(cè)M IR31HG的表達(dá)水平,發(fā)現(xiàn)M IR31HG在胰腺癌組織中的表達(dá)水平較高。然后,在正常的人類胰腺導(dǎo)管上皮細(xì)胞HPDE6c-7及胰腺癌細(xì)胞SW 1990、Capan-1、Capan-2、PANC-1、AsPC-1中應(yīng)用qRT-PCR進(jìn)行驗(yàn)證,發(fā)現(xiàn)與正常的人類胰腺導(dǎo)管上皮細(xì)胞HPDE6c-7中M IR31HG的表達(dá)水平相比,SW 1990、AsPC-1、Capan-1、Capan-2、PANC-1胰腺癌細(xì)胞中M IR31HG的表達(dá)水平均較高。Augoff等[23]認(rèn)為miRNA-31和M IR31HG沉默是由CpG島甲基化引起的,且認(rèn)為轉(zhuǎn)錄的沉默可能是M IR31HG在癌旁正常組織、正常胰腺導(dǎo)管上皮細(xì)胞HPDE6c-7內(nèi)低表達(dá)的部分原因。
由于大量的PCR結(jié)果證實(shí)M IR31HG在胰腺癌組織中異常表達(dá),因此,有必要對(duì)M IR31HG的表達(dá)水平和胰腺癌患者臨床特征的關(guān)系進(jìn)行分析。本研究結(jié)果顯示,臨床分期為Ⅲ~Ⅳ期的胰腺癌患者胰腺癌組織中M IR31HG的表達(dá)水平高于臨床分期為Ⅰ~Ⅱ期的胰腺癌患者,而臨床分期與胰腺癌患者的生存時(shí)間又有直接的關(guān)系,這就提示M IR31HG的表達(dá)可能與胰腺癌患者的預(yù)后有關(guān)。本研究亦發(fā)現(xiàn),腫瘤直徑>3 cm、有遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移、分化程度為低分化、CA19-9表達(dá)水平高的胰腺癌患者胰腺癌組織中M IR31HG的表達(dá)水平均高于腫瘤直徑≤3 cm、無遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移、分化程度為高分化、CA19-9水平低的胰腺癌患者(P<0.05),提示M IR31HG與胰腺癌的發(fā)生、發(fā)展有關(guān),可作為胰腺癌患者篩查的潛在客觀指標(biāo)。以上研究表明,M IR31HG在胰腺癌的發(fā)生、發(fā)展中可能發(fā)揮著重要的調(diào)控作用。
細(xì)胞發(fā)育與增殖調(diào)控機(jī)制的失常是惡性腫瘤發(fā)生的主要原因,因此,檢測(cè)細(xì)胞的增殖活性可以對(duì)腫瘤細(xì)胞的惡性特征進(jìn)行有效的評(píng)價(jià)。CCK-8實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn),PANC-1、AsPC-1細(xì)胞的增殖會(huì)因M IR31HG表達(dá)的下調(diào)而受到明顯的抑制,下調(diào)M IR31HG表達(dá)后,第4、5天,AsPC-1和PANC-1細(xì)胞的增殖能力均被抑制。Transwell實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,SiB組和SiC組細(xì)胞的穿膜細(xì)胞數(shù)目明顯少于NC2組和NC3組(P<0.01),表明胰腺癌細(xì)胞的遷移能力會(huì)因M IR31HG表達(dá)的下調(diào)而下降,說明M IR31HG在胰腺癌的轉(zhuǎn)移過程中發(fā)揮了重要的作用。
本研究發(fā)現(xiàn),下調(diào)M IR31HG的表達(dá)可引起AsPC-1、PANC-1細(xì)胞的IC50下調(diào);另外,在同一濃度5-FU處理下,檢測(cè)未下調(diào)M IR31HG表達(dá)的胰腺癌細(xì)胞和下調(diào)M IR31HG表達(dá)的胰腺癌細(xì)胞的存活情況發(fā)現(xiàn),下調(diào)M IR31HG表達(dá)的胰腺癌細(xì)胞的存活率下降,表明下調(diào)M IR31HG的表達(dá)可以明顯地增強(qiáng)胰腺癌細(xì)胞對(duì)5-Fu的敏感性,降低其耐藥性,此過程中的細(xì)節(jié)機(jī)制目前尚未明確,有待進(jìn)一步研究。
綜上所述,本研究發(fā)現(xiàn)M IR31HG在胰腺癌組織中的表達(dá)水平明顯高于癌旁正常組織,而且M IR31HG的高表達(dá)可能與胰腺癌患者較高的臨床分期、有遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移、分化程度低和CA19-9水平高有關(guān)。下調(diào)M IR31HG的表達(dá)可使胰腺癌細(xì)胞的增殖、遷移能力減弱,胰腺癌細(xì)胞5-Fu的IC50明顯下降,并可明顯增強(qiáng)胰腺癌細(xì)胞對(duì)5-Fu的敏感性,降低其耐藥性。因此,M IR31HG可能成為胰腺癌新的潛在的干預(yù)靶點(diǎn)及化療藥物耐藥的重要分子靶標(biāo)。