韓建秋,郝麗惠,邢雅玲,張艷,吳維光
卵巢癌是女性生殖系統(tǒng)常見的惡性腫瘤之一,2018年全球新發(fā)病例超過29.5萬例,死亡病例超過18.4萬例[1]。2015年我國確診卵巢癌患者約52 100例,卵巢癌患者死亡約22 500 例。晚期卵巢癌患者在5年內出現(xiàn)對鉑類化療藥物耐藥而復發(fā)的比例高達70%,是卵巢癌治療失敗的重要原因[2]。探索卵巢癌耐藥的分子機制,提高卵巢癌細胞順鉑敏感性成為當前的研究熱點。長鏈非編碼RNA(long noncoding RNA,lncRNA)是長度超過200個核苷酸的功能性RNA 分子,通常缺失開放性閱讀框,可導致原癌基因或抑癌基因表達失衡[3]。上皮性卵巢癌轉錄因子2(HOST2)是一種在卵巢癌細胞中高表達的lncRNA[4],參與乳腺癌[5]、肝細胞癌[6]、腦膠質瘤[7]、胰腺癌[8]等多種惡性腫瘤的發(fā)生發(fā)展。磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)/蛋白質絲氨酸蘇氨酸激酶(Akt)信號通路是多種生長因子、細胞因子的下游信號轉導通路,其在卵巢癌細胞增殖及鉑類耐藥中起重要作用。目前有關卵巢癌細胞lncRNA HOST2 表達與PI3K/Akt 信號通路關系的研究報道尚少見。本研究應用RNA 干擾(siRNA)技術,下調卵巢癌 SKOV3 細胞lncRNA HOST2 表達,探討 lncRNA HOST2 對卵巢癌SKOV3細胞順鉑敏感性的調控作用及相關機制,為提高卵巢癌化療敏感性提供新的治療策略。
1.1 實驗材料 人卵巢癌SKOV3細胞購自武漢典型培養(yǎng)物保藏中心;RPMI1640 培養(yǎng)液、胎牛血清、兔抗人IgG、辣根過氧化物酶標記羊抗兔IgG二抗購自武漢博士德生物科技有限公司;注射用順鉑(10 mg)購自齊魯制藥;FITC-annexin V 凋亡試劑盒、RNA 提取試劑盒、Lipofectamine 2000轉染試劑、胰蛋白酶、總蛋白提取試劑盒購自Invitrogen 公司;反轉錄試劑盒、實時熒光定量PCR(quantitative real-time PCR,qPCR)試劑盒、CCK-8 試劑盒購自TaKaRa 公司;硝酸纖維素(PVDF)膜和蛋白Marker 購自美國NEB 公司。層流超凈工作臺、qPCR 儀(Bio-Rad 公司,美國),電泳儀(六一儀器廠,北京),臺式高速離心機(5415DR,Eppendorf公司,德國),CO2細胞培養(yǎng)箱(Thermo Fisher Scientific公司,美國)。
1.2 方法
1.2.1 細胞培養(yǎng)及轉染 SKOV3細胞采用含10%胎牛血清的RPMI1640 培養(yǎng)基,置于37 ℃、5%CO2的細胞培養(yǎng)箱中常規(guī)培養(yǎng),每1~2 d 更換培養(yǎng)液,待細胞融合度達80%~90%時,用胰蛋白酶消化傳代。取對數(shù)生長期細胞,以1×106個/孔接種于6孔板,更換無血清的RPMI1640培養(yǎng)基,待細胞貼壁生長至融合度為60%時進行細胞轉染。實驗設空白對照組、陰性對照組和siRNA 干擾組,其中空白對照組未進行轉染,陰性對照組和siRNA 干擾組SKOV3 細胞應用Lipo?fectamine 2000 分別轉染陰性對照siRNA 和lncRNA HOST2-siRNA,按Lipofectamine 2000 轉染試劑盒說明書進行操作。siRNA 由生工生物工程(上海)股份有限公司合成,lncRNA HOST2-siRNA 序 列 為 :正 義 5'-GACUAAACAAGGU?CUUAAUTT-3',反 義 5'-AUUAAGACCUUGUUUAGUCTT-3';陰性對照siRNA 序列為:正義5'-UUCUCCGAACGUGU?CACGUTT-3',反義 5'-ACGUGACACGUUCGGAGAATT-3'。轉染6 h后更換RPMI1640完全培養(yǎng)基,48 h后進行相關指標檢測。
1.2.2 RNA提取及反轉錄 采用RNA提取試劑盒提取細胞總RNA,應用反轉錄試劑盒反轉錄為cDNA。反轉錄體系:RNA 2 μg,隨機引物1 μL,反應緩沖液1 μL,RNA酶抑制劑1 μL,dNTP 1 μL,逆轉錄酶1 μL。轉錄條件為:65 ℃ 5 min,42 ℃ 1 h,70 ℃ 5 min。cDNA于-20 ℃儲存。
1.2.3 qPCR 法檢測lncRNA HOST2表達情況 應用SYBR Premix Ex Taq 試劑盒,以 β-actin 為內參照,PCR 引物由生工生物工程(上海)股份有限公司設計并合成,序列見表1。反應體系(20 μL):2×SYBR Green Mix 10 μL,ROX 0.4 μL,上游引物(5 μmol/L)0.8 μL,下游引物(5 μmol/L)0.8 μL,ddH20 7.0 μL,cDNA 1.0 μL。反應條件:95 ℃ 3 min;95 ℃ 30 s,50 ℃ 15 s,72 ℃ 30 s,共40個循環(huán)。采用2-ΔΔCt法計算目的基因的相對表達水平。
Tab.1 qPCR primer sequences表1 qPCR引物序列
1.2.4 Western blot 檢測PI3K/Akt 信號通路相關蛋白的表達 應用蛋白裂解液,冰上裂解SKOV3 細胞10 min,提取細胞總蛋白,BCA 蛋白定量試劑盒進行蛋白定量。定量后取20 μg 上樣,進行 12%SDS-PAGE 凝膠電泳,分離后電轉移至PVDF 膜上,脫脂牛奶(50 g/L)封閉,洗膜,加入兔抗人一抗(1∶500稀釋)及辣根過氧化物酶標記的羊抗兔二抗(1∶2 000稀釋),ECL 發(fā)光壓片顯色,以β-actin 蛋白作為內參照,用Quantity One 軟件對PI3K/Akt 信號通路相關蛋白Akt、p-Akt(S473)、p-Akt(S380)及 Bcl-2 條帶的光密度(OD)值進行分析。
1.2.5 順鉑作用于細胞 分別取3組細胞,無雙抗培養(yǎng)液重懸為單細胞懸液,體積為100 μL,按2×103個細胞/孔接種于96孔細胞培養(yǎng)板,置于37 ℃、5%CO2的細胞培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24 h。更換含順鉑濃度為0、20、40、60、80、100 μmol/L 的培養(yǎng)基,繼續(xù)培養(yǎng)24 h。
1.2.6 CCK-8法檢測細胞存活情況 應用CCK-8試劑盒,取不同濃度順鉑作用后的96 孔培養(yǎng)板,按10 μL 每孔加入CCK-8液,培養(yǎng)2 h后在酶標儀上檢測450 nm處的OD值,每組設3個復孔,取平均值,計算3組不同濃度順鉑作用下的細胞存活率。細胞存活率(%)=(實驗孔OD值-空白孔OD值)/(對照孔OD 值-空白孔OD 值)×100%。應用SPSS 17.0 軟件的Probit 程序計算半抑制濃度(IC50)。以細胞存活率為縱坐標,順鉑濃度為橫坐標,繪制細胞存活曲線。
1.2.7 流式細胞術檢測細胞凋亡率 FITC-annexin V凋亡試劑盒取20 μmol/L 順鉑作用24 h 后的3 組細胞,胰蛋白酶消化,室溫下1 600 r/min 離心10 min,棄上清,預冷的PBS 液洗滌細胞2次,2 000 r/min離心8 min,棄上清,500 μL結合緩沖液重懸細胞,分別加入5 μL的Annexin V和5 μL的碘化丙錠(PI)。震蕩混勻后采用流式細胞儀檢測細胞早期凋亡率。
1.3 統(tǒng)計學方法 應用SPSS 17.0 統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)分析。符合正態(tài)分布的計量資料以均數(shù)±標準差()表示,多組間比較采用單因素方差分析,組間多重比較行LSD-t檢驗,P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。
2.1 siRNA對卵巢癌SKOV3細胞lncRNA HOST2表達的影響 qPCR 結果顯示,siRNA 干擾組lncRNA HOST2表達水平(0.55±0.15)低于空白對照組(1.00±0.00)和陰性對照組(0.98±0.24),差異有統(tǒng)計學意義(n=3,F(xiàn)=5.217,P<0.05)。
2.2 下調lncRNA HOST2 對卵巢癌SKOV3 細胞PI3K/Akt 信號通路相關蛋白表達的影響 Western blot 結果顯示,siRNA 干擾組 p-Akt(S473)、p-Akt(S380)和Bcl-2 蛋白表達水平均低于空白對照組和陰性對照組,差異有統(tǒng)計學意義(均P<0.05);3 組Akt 蛋白表達水平差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05),見表2、圖1。
2.3 下調lncRNA HOST2表達對順鉑作用下SKOV3細胞存活率的影響 CCK-8 法檢測結果顯示,3 組細胞存活率均隨順鉑藥物濃度的增加而降低,見圖2??瞻讓φ战M、陰性對照組和siRNA 干擾組IC50分別 為(59.58±5.97)、(51.42±5.22)和(39.75±5.31)μmol/L,siRNA干擾組IC50明顯低于空白對照組和陰性對照組,差異有統(tǒng)計學意義(n=3,F(xiàn)=9.819,P<0.05),見圖2。
Tab.2 Comparison of PI3K/Akt signal transduction pathway-related protein expressions between three groups表2 3組PI3K/Akt信號通路相關蛋白表達水平比較(n=3,%,)
Tab.2 Comparison of PI3K/Akt signal transduction pathway-related protein expressions between three groups表2 3組PI3K/Akt信號通路相關蛋白表達水平比較(n=3,%,)
*P<0.05;a與空白對照組比較,b與陰性對照組比較,P<0.05
組別空白對照組陰性對照組siRNA干擾組F Akt 55.72±3.42 58.43±4.13 51.69±4.26 2.202 p-Akt(S473)41.64±3.91 43.42±4.25 32.97±3.83ab 5.860*p-Akt(S380)36.82±3.63 34.54±3.21 21.65±3.94ab 15.425*Bcl-2 30.42±2.74 28.37±3.15 19.68±3.06ab 10.905*
2.4 下調lncRNA HOST2表達對SKOV3細胞凋亡的影響 siRNA干擾組細胞凋亡率(12.42%±1.46%)明顯高于空白對照組(7.53%±1.25%)和陰性對照組(8.16%±1.31%),差異有統(tǒng)計學意義(n=3,F(xiàn)=11.753,P<0.05),見圖3。
迄今為止,人類基因組測序發(fā)現(xiàn)約98%的基因轉錄產(chǎn)物為非編碼RNA,包括lncRNA 和微小RNA(microRNA)。lncRNA與腫瘤的發(fā)生發(fā)展關系密切,其能夠在染色體修飾、基因組印記、轉錄過程中調控下游基因的表達,進而導致細胞分化異常[9-10]。lncRNA HOST2 長度約為 2.9 kb,它是由 Rangel 于2003 年在卵巢癌細胞株和原位癌中發(fā)現(xiàn)的一種高表達lncRNA[11]。已有研究證實lncRNA HOST2參與卵巢癌細胞的增殖、侵襲及凋亡等多種生物學過程[12]。
順鉑作為治療卵巢癌最常用的化療藥物之一,可與DNA 和非DNA 靶點結合,形成交聯(lián)及單加合物,從而阻斷DNA復制并誘導細胞凋亡。卵巢癌病死率位居婦科腫瘤之首,細胞耐藥是導致其高病死率的重要原因之一。Feng 等[13]研究發(fā)現(xiàn),抑制宮頸癌細胞lncRNA ZFAS1 的表達可增強其對順鉑的化療敏感性。本研究應用siRNA 技術抑制卵巢癌SKOV3細胞lncRNA HOST2的表達,結果顯示,下調lncRNA HOST2表達后,3組細胞存活率均隨順鉑藥物濃度的增加而降低,而siRNA干擾組IC50明顯低于空白對照組和陰性對照組,SKOV3細胞凋亡率明顯高于空白對照組和陰性對照組,提示抑制lncRNA HOST2 表達可增強SKOV3 細胞對順鉑的敏感性。檢測腫瘤細胞內lncRNA HOST2 水平對于預估化療敏感性具有重要意義。
PI3K/Akt 信號通路是參與細胞增殖、凋亡及能量代謝的關鍵信號轉導通路,該通路的活化與順鉑、阿霉素等化療藥物的耐藥密切相關[14]。Ma 等[15]研究發(fā)現(xiàn),lncRNA DANCR 可通過激活 PI3K/Akt 信號通路,導致神經(jīng)膠質瘤細胞對順鉑的耐藥性。PI3K屬于磷脂激酶家族,是由一個P110催化亞基單位和一個P85調節(jié)亞基單位組成的異二聚體結構。作為聯(lián)系細胞外信號與細胞應答效應的橋梁分子,PI3K能夠被許多細胞外因子激活。活化的PI3K 使二磷酸磷脂酰肌醇(PIP2)磷酸化成三磷酸磷脂酰肌醇(PIP3),進一步激活Akt。激活的Akt從細胞膜異位到細胞質和細胞核中,通過抑制或激活下游靶蛋白,進而參與調控細胞增殖、分化及血管生成。研究發(fā)現(xiàn),卵巢癌細胞中Akt活化增加,激活的PI3K/Akt信號通路導致卵巢癌細胞耐藥及不良預后。抑制該通路能夠明顯減少卵巢癌細胞增殖,增加順鉑誘導的細胞凋亡[16]。本研究結果顯示,下調lncRNA HOST2 后,卵巢癌 SKOV3 細胞中 p-Akt(S473)、p-Akt(S380)和Bcl-2 蛋白表達水平均明顯降低,提示沉默lncRNA HOST2 能夠抑制PI3K/Akt 信號通路的激活,從而增強SKOV3細胞對順鉑的敏感性。
綜上所述,lncRNA HOST2可通過PI3K/Akt信號通路參與調控卵巢癌SKOV3細胞的增殖、分化及凋亡,抑制lncRNA HOST2 表達可增強SKOV3 細胞對順鉑的敏感性。