王申,金建平,夏兵華,常濤
(蘇州市第九人民醫(yī)院 耳鼻咽喉科,江蘇 蘇州 215200)
鼻咽癌(nasopharyngeal carcinoma,NPC)是一種起源于鼻咽部黏膜上皮的腫瘤,具有生長隱匿、不易早期診斷、較早發(fā)生淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移等特點。其發(fā)生、發(fā)展是一個多途徑、多階段、多機制積累及多遺傳變異的復雜過程。抑癌基因失活、癌基因激活及其之間的互作失衡是鼻咽癌發(fā)生、發(fā)展的分子機制[1-3]。因此,尋找影響鼻咽癌發(fā)生、發(fā)展相關基因,并進一步研究其機制,對該病的診療具有重要意義。microRNA(miRNA)是一類非編碼的小分子RNA,可控制細胞的增殖、凋亡、分化等多種生物進程,在腫瘤中充當癌基因或抑癌基因作用,并可調(diào)控下游的一些靶基因影響腫瘤的發(fā)生、發(fā)展[4]。多項研究表明,miRNAs 異常表達與鼻咽癌發(fā)生、發(fā)展密切相關[5-6]。miR-19b 是miRNAs 家族中的一員,有研究發(fā)現(xiàn),鼻咽癌中miR-19b 的表達升高,與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、分期等有關,可能作為潛在的鼻咽癌診斷標志物[7]。鼻咽癌患者血清中miR-19b 表達水平升高。研究提示miR-19b 可能在鼻咽癌發(fā)生、發(fā)展過程中發(fā)揮重要作用[8]。有研究表明,miR-19b-3p 可通過靶向TNFAIP3/NF-κB 調(diào)控鼻咽癌放療敏感性[9]。但目前miR-19b 對鼻咽癌細胞凋亡影響及機制尚未明確。因此,本研究旨在抑制或表達miR-19b 對鼻咽癌細胞系HONE1 增殖凋亡的影響,并進一步研究引起細胞增殖凋亡的機制。
選取2016年5月—2018年8月蘇州市第九人民醫(yī)院收治的鼻咽癌患者40 例作為研究對象,同時收集癌旁組織作為對照。所有標本經(jīng)病理證實均為鱗癌。其中,男性27 例,女性13 例;年齡19~85 歲。所有患者術前均未接受放化療及其他治療,且均為首次確診,研究經(jīng)本院醫(yī)學倫理委員會批準。
人永生化鼻咽上皮細胞系NP69 及鼻咽癌細胞系HONE1、5-8F 和CNE1 購自美國ATCC 公司。miR-19b 抑制表達(miR-19b inhibitor)、miR-19b 過表達和無意義序列(Scrambled)的慢病毒載體(miR-19b mimics)由上海吉瑪生物制藥有限公司構(gòu)建。MTT 及RNA 提取試劑盒購自美國Gibco 公司,Annexin V-APC 和7-AAD細胞凋亡檢測試劑及流式細胞儀購自美國BD 公司,二喹啉甲酸(bicinchoninic acid,BCA)蛋白定量試劑盒購自美國Thermo 公司,Ki-67、p53、β-連環(huán)蛋白(β-catenin)抗體,細胞周期素D1(Cyclin D1)和C-myc購自美國Cell signal 公司,PCR 擴增儀購自美國ABI 公司,酶標儀購自美國Thermo Labsystem 公司。
1.3.1 細胞培養(yǎng) NP69、HONE1、5-8F 和CNE1 細胞在含10% FBS 的RPMI 1640 培養(yǎng)基中,于體積分數(shù)5%二氧化碳CO2、95%飽和濕度的恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。
1.3.2 鼻咽癌組織及細胞中miR-19b 的表達 采用實時熒光定量聚合酶鏈反應(qRT-PCR)。Trizol 法提取鼻咽癌細胞及組織總RNA,逆轉(zhuǎn)錄總RNA 為cDNA,以cDNA 為模板,使用qRT-PCR 儀進行PCR反應,PCR 的反應體系為20μl。PCR 反應體系及反應條件參照PCR 反應試劑盒說明書。以U6 作為內(nèi)參基因,根據(jù)反應所得Ct 均值,采用2-△△Ct法計算miR-19b 相對于內(nèi)參的表達量。
1.3.3 慢病毒轉(zhuǎn)染HONE1 細胞 構(gòu)建miR-19b 抑制表達(miR-19b inhibitor 組)、miR-19b 過表達(miR-19b mimics 組)和無意義序列(Scrambled 組)的慢病毒載體,并設定空白組。以最佳的MOI 值轉(zhuǎn)染 HONE1細胞,慢病毒轉(zhuǎn)染細胞參照慢病毒包裝與使用工具手冊,收集慢病毒轉(zhuǎn)染細胞成功的細胞,參照1.3.2 方法檢測各組細胞miR-19b mRNA 相對表達量。
1.3.4 細胞活性檢測 采用MTT 法檢測各組細胞活力。胰酶消化HONE1 細胞,調(diào)整細胞濃度為3×103個/ 孔,按200 μl/孔接種于96 孔板,接種24 h 后將空白組、miR-19b inhibitor 組和miR-19b mimics 組轉(zhuǎn)染細胞,于轉(zhuǎn)染后的24、48 和72 h 收集細胞,每孔細胞中加入MTT 溶液(5 mg/ml)20 μl,置于37℃培養(yǎng)6 h,棄掉上清液,每孔中加入DMSO 200 μl,輕微震蕩混勻20 min,酶標儀測定570 nm 處各孔的吸光度值(A 值)。實驗重復3 次。
1.3.5 細胞凋亡檢測 收集生長至對數(shù)期的細胞,將細胞懸液濃度調(diào)整為6×104個/ml,鋪細胞于6 孔板,置于37℃、5% CO2培養(yǎng)箱培養(yǎng)24 h 后進行轉(zhuǎn)染,轉(zhuǎn)染48 h 后加入干擾素-α(IFN-α)(10 000 IU/ml),72 h 后采用Annexin V-APC 和7-AAD 雙染法,通過流式細胞儀檢測各組細胞的凋亡率。具體操作參照試劑盒。實驗重復3 次。
1.3.6 Ki-67、p53、β-catenin,Cyclin D1 和c-myc蛋白表達檢測 細胞中加入裂解液提取細胞總蛋白,BCA 檢測試劑盒測定蛋白濃度,每泳道取等量的蛋白樣品行SDS-PAGE,電泳結(jié)束后電轉(zhuǎn)移至PVDF 膜,電轉(zhuǎn)好的PVDF 膜置于封閉液中2 h,洗膜,加入一抗4℃過夜,一抗Ki-67、p53、β-catenin,Cyclin D1 和 C-myc均按照1∶500稀釋,內(nèi)參GAPDH按照1∶1 000稀釋,洗膜,次日加入二抗,洗膜后常溫孵育二抗(1∶2 000 稀釋HRP 標記的羊抗兔)2 h,洗膜,顯色液顯色,暗室環(huán)境進行壓片、顯影、定影。
數(shù)據(jù)分析采用SPSS 21.0 統(tǒng)計軟件,計量資料以均數(shù)±標準差(±s)表示,比較采用t檢驗或單因素方差分析或重復測量設計的方差分析,多組間進一步的兩兩比較采用LSD-t檢驗,P<0.05 為差異有統(tǒng)計學意義。
以癌旁組織中miR-19b 的表達及人永生化鼻咽上皮細胞系NP69 中miR-19b 的表達為1,qRT-PCR 結(jié)果顯示,鼻咽癌組織miR-19b 表達為(5.13±0.52),高于癌旁組織表達(1.01±0.10)(t=48.847,P=0.000);NP69、HONE1、5-8F 和CNE1 細胞中miR-19b 表達分別為(1.00±0.00)、(6.63±0.61)、(5.15±0.51)和(5.63± 0.50),4 組細胞miR-19b 表達水平比較,差異有統(tǒng)計學意義(F=83.447,P=0.000),鼻咽癌細胞中miR-19b 表達高于NP69 細胞(HONE1:t=255.188,P=0.000;5-8F:t=114.085,P=0.000;CNE1:t=259.424,P=0.000)。選取HONE1 細胞作為研究對象。見圖1、2。
通過qRT-PCR 檢測抑制或過表達miR-19b后HONE1 細胞miR-19b 的表達情況,與空白組(1.00±0.16)比較,Scrambled 組、miR-19b inhibitor 組、miR-19b mimics組細胞中miR-19b的表達分別為(1.03± 0.02)、(0.22±0.02)和(4.52±1.13),4 組細胞miR-19b 的表達水平差異有統(tǒng)計學意義(F=34.011,P=0.000)。Scrambled 組與空白組比較,差異無統(tǒng)計學意義(t=0.104,P=0.763),與空白組比較,miR-19b inhibitor 組miR-19b 的表達降低(t=70.200,P=0.001),miR-19b mimics 組miR-19b 的表達升高(t=28.538,P=0.006)。見圖3。
圖1 miR-19b 在鼻咽癌及癌旁組織中的表達(±s)
圖2 miR-19b 在4 種細胞中的表達(±s)
圖3 miR-19b 在各組細胞中的表達(±s)
通過MTT 法檢測各組細胞活力,空白組、miR-19b inhibitor 組和miR-19b mimics 組24 h 的OD 值分別為(0.61±0.06)、(0.56±0.06)和(0.78±0.07),48 h 的 OD 值分別為(0.80±0.09)、(0.43±0.05)和(1.34± 0.13),72 h 的OD 值分別為(0.85±0.10)、(0.31±0.04)和(1.89±0.22),3組24、48、72 h 的OD 值比較,采用重復測量設計的方差分析,結(jié)果:①不同時間點的OD 值有差異(F=255.817,P=0.004);②3組的OD值有差異(F=164.528,P=0.006);③3組的OD 值變化趨勢有差異(F=141.676,P=0.007)。與空白組比較,miR-19b inhibitor 組在48 和72 h 細胞活力降低(t=41.656 和88.657,P=0.003 和0.001),而miR-19b mimics組在48 和72 h 細胞活力升高(t=38.009 和55.721,P=0.004 和0.001)。見圖4。
圖4 各組不同時間的OD 值比較(±s)
采用Annexin V-APC 和7-AAD 雙染法,通過流式細胞儀檢測各組細胞的凋亡率,空白組、miR-19b inhibitor 組和miR-19b mimics 組細胞凋亡率分別為(12.88±1.32)%、(19.17±1.45)%和(6.21±0.74)%,3組比較,差異有統(tǒng)計學意義(F=86.061,P=0.000);與空白組比較,miR-19b inhibitor 組細胞凋亡率升高(t=30.870,P=0.005),miR-19b mimics 組細胞凋亡率降低(t=58.282,P=0.002)。見圖5、6。
Western blotting 檢測各組細胞中增殖相關蛋白Ki-67、凋亡相關蛋白p53 及β-catenin,Cyclin D1 和 C-myc 的蛋白表達,空白組、miR-19b inhibitor 組和miR-19b mimics 組Ki-67 蛋白表達量分別為(0.29± 0.03)、(0.12±0.02)和(0.48±0.06),p53 蛋白表達量分別為(0.13±0.02)、(0.25±0.03)和(0.05±0.01),β-catenin 蛋白表達量分別為(0.16±0.020)、(0.09± 0.01)和(0.36±0.04),Cyclin D1 蛋白表達量分別為(0.25±0.03)、(0.11±0.01)和(0.41±0.05),C-myc 蛋白表達量分別為(0.30±0.03)、(0.11±0.01)和(0.44±0.04);3組Ki-67、p53、β-catenin,Cyclin D1和C-myc 表達差異有統(tǒng)計學意義(F=59.769、88.383、53.133、70.783 和83.650,P=0.000、0.000、0.002、0.000 和0.000);與空白組比較,miR-19b inhibitor 組Ki-67 和β-catenin、Cyclin D1 和C-myc 的表達降低(t=59.769、76.568、63.362 和83.465,P=0.000、0.000、0.001和0.001),p53 的表達升高(t=45.522,P=0.003);與空白組比較,miR-19b mimics 組Ki-67、β-catenin、Cyclin D1 和C-myc 的表達升高(t=23.458、53.133、29.546 和83.450,P=0.008、0.002、0.006 和0.000),p53 的表達降低(t=47.041,P=0.002)。見圖7、8。
圖5 流式細胞儀檢測結(jié)果顯示各組的細胞凋亡情況
圖6 各組的細胞凋亡率的比較(±s)
圖7 各組Ki-67、p53、β-catenin,Cyclin D1 和C-myc蛋白的表達(Western blotting)
圖8 各組Ki-67、p53、β-catenin,Cyclin D1 和C-myc蛋白相對表達量比較(±s)
MicroRNA(miRNA)由22~25 個核苷酸組成,是一種內(nèi)源性的單鏈非編碼小分子RNA,在腫瘤中可能是一類潛在的癌基因或抑癌基因,可通過與靶基因的配對結(jié)合而調(diào)控靶基因表達[10]。目前已有大量研究證實,miRNAs 表達及功能失調(diào)影響腫瘤發(fā)生、發(fā)展[11-12]。有研究顯示,miR-143 能夠抑制鼻咽癌細胞CNE-2Z 的增殖、遷移和侵襲能力[13]。miR-324-3p可能通過誘導EMT 改變調(diào)控鼻咽癌細胞的侵襲轉(zhuǎn)移能力[14]。提示miRNAs 可能對鼻咽癌的診斷、治療及預后評價有重要意義。miR-19b 是miRNAs 家族中的一員,可影響多種腫瘤的生物學過程[15],在鼻咽癌中表達升高,但對其生物學特性研究還未清楚。
本研究中抑制或過表達miR-19b 的慢病毒轉(zhuǎn)染EBV 陰性鼻咽癌細胞系HONE1,獲得穩(wěn)定的慢病毒轉(zhuǎn)染細胞細胞后,通過MTT 法檢測細胞活力,流式細胞儀檢測其對IFN-α誘導的細胞凋亡的影響,結(jié)果顯示,抑制miR-19b 表達的鼻咽癌細胞活力降低,凋亡率增加,而過表達miR-19b 的鼻咽癌細胞活力升高,凋亡率降低。提示miR-19b 對鼻咽癌發(fā)生、發(fā)展的影響。Ki-67 是一個可標記細胞增殖狀態(tài)的抗原,與多種腫瘤的增殖有密切關系,能可靠和全面地反映細胞的增殖狀態(tài),目前已在細胞增殖研究中有廣泛應用[15]。Ki-67在鼻咽癌中的研究相對較少,但有研究發(fā)現(xiàn)其可影響鼻咽癌細胞增殖,且可作為鼻咽癌預后判斷的一個獨立指標[16]。p53是一個重要的抑癌基因,有啟動細胞凋亡、阻滯細胞周期等作用,其失活是多種腫瘤發(fā)生、發(fā)展的一個重要事件[17]。鼻咽癌中p53 的活化可誘導癌細胞的凋亡[18]。為檢測miR-19b 引起鼻咽癌增殖凋亡的機制,本研究進一步檢測miR-19b 對Ki-67和p53 表達的影響。結(jié)果顯示,抑制miR-19b 表達可下調(diào)Ki-67 表達,上調(diào)p53 表達,而過表達miR-19b可上調(diào)Ki-67 表達,下調(diào)p53 表達。提示miR-19b 可通過調(diào)節(jié)Ki-67 和p53 表達影響鼻咽癌增殖和凋亡。Wnt/β-catenin 信號通路是細胞內(nèi)一條重要的信號途徑,參與細胞增殖、凋亡、分化等過程的調(diào)控,與多種腫瘤的發(fā)生密切相關,且在多種腫瘤中出現(xiàn)異常激活[19-20]。抑制Wnt/β-catenin 信號通路可降低鼻咽癌細胞生長[21-22]。本研究檢測各組細胞中Wnt/β-catenin信號通路關鍵分子β-catenin、Cyclin D1 和C-myc 的表達,結(jié)果顯示,抑制鼻咽癌中miR-19b 的表達可下調(diào)β-catenin、Cyclin D1 和c-myc 的表達,而過表達miR-19b 可上調(diào)β-catenin、Cyclin D1 和C-myc 表達。提示miR-19b 可通過下調(diào)Wnt/β-catenin 信號通路降低鼻咽癌的發(fā)生、發(fā)展。
綜上所述,抑制miR-19b 表達載體轉(zhuǎn)染鼻咽癌HONE1 細胞可降低細胞活力,誘導細胞凋亡及下調(diào)Wnt/β-catenin 信號通路,降低細胞活力方式是下調(diào)Ki-67 表達,誘導細胞凋亡方式是上調(diào)p53 表達,而轉(zhuǎn)染過表達miR-19b 載體反之。本研究提示miR-19b可能是鼻咽癌診療的一個有效的分子靶點。