梁 磊,楊 波,吳園園,孫 莉
(中國人民解放軍聯(lián)勤保障部隊第九八〇醫(yī)院婦產(chǎn)科,河北石家莊 050082)
子宮內(nèi)膜癌是最常見的婦科惡性腫瘤之一,全世界2018 年估計有38 萬例新病例,9 萬例死亡病例[1]。子宮內(nèi)膜癌的5 年相對存活率約為82%,但在過去的幾十年中,子宮內(nèi)膜癌的發(fā)病率和死亡率都有所增加,晚期子宮內(nèi)膜癌仍缺乏有效的治療方法[2-3]。微小RNA(microRNA,miRNA,miR)是小的非編碼RNA 分子,大約為22 個核苷酸,通過與相應(yīng)mRNA 靶標(biāo)的3′-非翻譯區(qū)(3′-untranslated region,3′UTR)結(jié)合,導(dǎo)致mRNA降解和翻譯抑制,從而對基因調(diào)節(jié)起重要的作用。miRNA 參與增殖、轉(zhuǎn)移、凋亡等多種生物學(xué)過程。先前的研究發(fā)現(xiàn),差異表達(dá)的miRNA 如miR-135a[4]、miR-320a、miR-340-5p[5]和miR-27a-5p[6]可能與子宮內(nèi)膜癌的進(jìn)展有關(guān)。研究表明,miR-556-3p在食管癌組織中上調(diào)表達(dá),過表達(dá)miR-556-3p 促進(jìn)食管癌細(xì)胞的增殖和侵襲[7]。SASH1(SAM and SH3 domain-containing 1)在宮頸癌[8]和胃癌[9]組織中的表達(dá)下調(diào),可作為宮頸癌和胃癌患者的獨(dú)立預(yù)后因素。miR-128 通過靶向下調(diào)SASH1 的表達(dá)促進(jìn)了骨肉瘤細(xì)胞增殖,抑制了細(xì)胞凋亡[10]。但miR-556-3p和SASH1在子宮內(nèi)膜癌組織中的表達(dá)及其對子宮內(nèi)膜癌細(xì)胞活力、遷移和侵襲的影響,且二者是否存在靶向關(guān)系目前知之甚少。因此,本研究考察miR-556-3p 對子宮內(nèi)膜癌細(xì)胞活力、遷移和侵襲的影響,以及對SASH1 的靶向調(diào)控,以期為子宮內(nèi)膜癌靶向治療提供參考。
2015 年4 月~2017 年12 月在本院收集子宮內(nèi)膜癌和癌旁組織35 例。所有子宮內(nèi)膜癌樣品均從進(jìn)行子宮切除術(shù)的患者中收集,其中,子宮內(nèi)膜癌患者經(jīng)病理學(xué)確診,且術(shù)前未接受過放、化療,術(shù)前3 個月內(nèi)未進(jìn)行過激素治療。此項(xiàng)研究獲得所有參與者的知情同意,醫(yī)院倫理委員會予以批準(zhǔn)通過。每例樣本離體后,保存于液氮中,用于RT-qPCR分析。
子宮內(nèi)膜癌Ishikawa 細(xì)胞購自ATCC。DMEM培養(yǎng)基和胎牛血清(fetal bovine serum,F(xiàn)BS)均購自Gibco;Lipofectamine 2000 和Trizol 試劑均購自Invit?rogen;MTT 和二甲基亞砜(dimethylsulfoxide,DMSO)均購自Sigma-Aldrich;cDNA 反轉(zhuǎn)錄試劑盒(Thermo Fisher Scientific);RIPA 裂解緩沖液、兔抗SASH1 抗體、兔抗細(xì)胞周期蛋白D1(cyclin D1)抗體、兔抗p21 抗體、兔抗基質(zhì)金屬蛋白酶2(matrix metalloproteinase-2,MMP-2)抗體、兔抗基質(zhì)金屬蛋白酶9(matrix metalloproteinase-9,MMP-9)抗體和辣根過氧化物酶偶聯(lián)的II 抗均購自Abcam;增強(qiáng)型化學(xué)發(fā)光試劑購自Pierce;Dual-Luciferase Reporter As?say System購自Promega。
3.1 細(xì)胞培養(yǎng)、分組與轉(zhuǎn)染 Ishikawa 細(xì)胞在DMEM 培養(yǎng)基中培養(yǎng),該培養(yǎng)基含有10% FBS、1×105U/L青霉素和100 mg/L鏈霉素。將子宮內(nèi)膜癌細(xì)胞在37 ℃的含5%CO2的潮濕培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。選取對數(shù)生長期的細(xì)胞用于實(shí)驗(yàn)。將細(xì)胞分為anti-miR-556-3p 組(轉(zhuǎn)染anti-miR-556-3p)、anti-miR-NC 組(轉(zhuǎn)染陰性對照anti-miR-NC)、pcDNA-SASH1 組(轉(zhuǎn)染pcDNA-SASH1)、pcDNA 組(轉(zhuǎn)染陰性對照pcDNA 3.1)、miR-556-3p 組(轉(zhuǎn)染miR-556-3p)、miR-NC 組(轉(zhuǎn)染陰性對照miR-NC)、anti-miR-556-3p+si-NC 組(共轉(zhuǎn)染anti-miR-556-3p 和陰性對照si-NC)和antimiR-556-3p+si-SASH1 組(共轉(zhuǎn)染anti-miR-556-3p 和si-SASH1)。轉(zhuǎn)染時,使用胰蛋白酶消化并計數(shù)細(xì)胞。將Ishikawa 細(xì)胞以每孔2×105接種到6 孔板中,培養(yǎng)24 h。當(dāng)細(xì)胞融合度達(dá)到80%時,根據(jù)制造商的說明,使用Lipofectamine 2000進(jìn)行轉(zhuǎn)染。Ishikawa細(xì)胞在轉(zhuǎn)染培養(yǎng)基中于37℃、5% CO2環(huán)境中生長6 h,然后在新鮮培養(yǎng)基中培養(yǎng)以進(jìn)行進(jìn)一步的分析。anti-miR-556-3p、miR-556-3p、si-SASH1 和pcDNASASH1 及各自陰性對照anti-miR-NC、miR-NC、si-NC和pcDNA 3.1均獲自RiboBio。
3.2 RT-qPCR 檢測子宮內(nèi)膜癌組織、癌旁組織和Ishikawa 細(xì)胞中miR-556-3p 和SASH1 mRNA 的 表達(dá) 使用TRIzol 試劑提取子宮內(nèi)膜癌組織、癌旁組織或轉(zhuǎn)染后Ishikawa 細(xì)胞的總RNA;使用cDNA 反轉(zhuǎn)錄試劑盒,根據(jù)制造商的說明,將總RNA(1 μg)合成互補(bǔ)的cDNA 模板;使用RT-qPCR 測定miR-556-3p和SASH1 mRNA 的表達(dá)水平。U6 和GAPDH 用作內(nèi)參照。miR-556-3p 的正向引物序列為5′-GGGGTG?TAAACATCCTCGACTG-3′,反向引物序列為5′-ATTGCGTGTCGTGGAGTCG-3′;U6的正向引物序列為5′-GCTTCGGCAGCACATATACTAAAAT-3′,反向引物序列為5′-CGCTTCAGAATTTGCGTGTCAT-3′;SASH1 的正向引物序列為5′-CGGGAAAGCGT?CAAGTCGGA-3′,反向引物序列為5′-ATCTCCTTTCTTGAGCTTGAG-3′;GAPDH 的正向引物序列為5′-GTCAACGGATTTGGTCTGTATT-3′,反向引物序列為5′-AGTCTTCTGGGTGGCAGT?GAT-3′。
3.3 MTT 法檢測Ishikawa 細(xì)胞的活力 將Ishikawa細(xì)胞的濃度調(diào)至1×108/L,并在96 孔板中培養(yǎng)24 h。按照細(xì)胞分組進(jìn)行不同處理。24、48 和72 h 后,將20 μL MTT 試劑(5 g/L)添加到每個孔中,然后孵育2 h。用移液管棄去上清液,加入100 μL DMSO 并搖動15 min。用酶標(biāo)儀測量490 nm處的吸光度(A)。
3.4 Transwell小室法檢測Ishikawa細(xì)胞的遷移和侵襲能力 將Matrigel 與無血清DMEM 培養(yǎng)基按1∶5的比例混勻,包被上腔室用于侵襲分析(Transwell 遷移分析時,上腔室未用Matrigel 包被)。將轉(zhuǎn)染的Ishikawa細(xì)胞重懸于無血清的DMEM培養(yǎng)基中,并以每孔3×104細(xì)胞的密度加入到Transwell 上腔室中。下腔室加入500 μL 補(bǔ)充有10% FBS 的DMEM 培養(yǎng)基作為化學(xué)引誘劑。溫育24 h 后,除去未侵襲/遷移的細(xì)胞,并對侵襲/遷移的細(xì)胞染色,并在顯微鏡下計數(shù)。
3.5 Western blot 檢測SASH1、cyclin D1、p21、MMP-2 和MMP-9 的蛋白表達(dá) 使用RIPA 裂解緩沖液從轉(zhuǎn)染的Ishikawa細(xì)胞中提取總蛋白。30 μg蛋白進(jìn)行10% SDS-PAGE,并在120 V 下分離;然后將蛋白轉(zhuǎn)移到聚偏二氟乙烯膜上,并使用含5%脫脂奶粉的Tris-HCl-Tween 緩沖鹽溶液(Tris buffered saline with Tween,TBST)在室溫下封閉1 h;不同的Ⅰ抗(抗SASH1、cyclin D1、p21、MMP-2 和MMP-9 抗體,稀釋度均為1∶1 000)于4℃與膜孵育過夜;將膜用TBST溶液洗滌3 次,然后將膜與II 抗(稀釋度為1∶5 000)在室溫下孵育1 h,然后用TBST 溶液洗滌3 次;在增強(qiáng)型化學(xué)發(fā)光試劑中對蛋白進(jìn)行可視化。GAPDH被用內(nèi)參照,測定SASH1、cyclin D1、p21、MMP-2 和MMP-9蛋白的表達(dá)水平。
3.6 StarBase 預(yù)測和雙螢光素酶報告基因?qū)嶒?yàn)分析miR-556-3p 和SASH1 的靶向關(guān)系 使用StarBase(http://starbase.sysu.edu.cn/)在線數(shù)據(jù)庫檢測miR-556-3p 的潛在靶標(biāo),發(fā) 現(xiàn)miR-556-3p 與SASH1 的3′UTR 存在部分互補(bǔ)配對的序列,并由RiboBio 合成。分別通過PCR擴(kuò)增含有miR-556-3p假定結(jié)合位點(diǎn)的野生型(wild-type,WT)和突變型(mutant,MUT)SASH1 3′ UTR 片段,將擴(kuò)增的片段插入到pmirGLO 雙螢光素酶表達(dá)載體中,以構(gòu)建WT-SASH1和MUT-SASH1螢光素酶報告基因載體。將Ishikawa細(xì)胞以每孔5×104的濃度接種到24孔板中過夜;按照制造商的方案,使用Lipofectamine 2000 將細(xì)胞與WT-SASH1 或MUT-SASH1 和miR-NC 或miR-556-3p共轉(zhuǎn)染;48 h 后,使用Dual-Luciferase Reporter Assay System測定螢光素酶活性。
采用SPSS 22.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計和分析,結(jié)果以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(mean±SD)表示。兩組間比較采用t檢驗(yàn),多組間比較采用單因素方差分析,組間多重比較采用SNK-q檢驗(yàn)。以P<0.05 為差異有統(tǒng)計學(xué)顯著性。
RT-qPCR 和Western blot 檢測結(jié)果顯示,與癌旁組織比較,子宮內(nèi)膜癌組織中miR-556-3p 表達(dá)量顯著增加,SASH1的mRNA 和蛋白表達(dá)量顯著減少(P<0.05),見圖1。
如圖2 所示,與anti-miR-NC 組比較,anti-miR-556-3p 組子宮內(nèi)膜癌Ishikawa 細(xì)胞的miR-556-3p 表達(dá)量顯著減少,48 h和72 h的細(xì)胞活力顯著減弱,遷移細(xì)胞數(shù)和侵襲細(xì)胞數(shù)顯著減少,cyclin D1、MMP-2和MMP-9 蛋白水平顯著降低,p21 蛋白水平顯著升高(P<0.05)。
如圖3 所示,與pcDNA 組比較,pcDNA-SASH1組子宮內(nèi)膜癌Ishikawa 細(xì)胞中SASH1 蛋白表達(dá)量顯著增加,48 h和72 h的細(xì)胞活力顯著減弱,遷移細(xì)胞數(shù)和侵襲細(xì)胞數(shù)顯著減少,cyclin D1、MMP-2 和MMP-9 蛋白水平顯著降低,p21 蛋白水平顯著升高(P<0.05)。
Figure 1.Expression of miR-556-3p and SASH1 in endometrial cancer tissues.A:the expression of miR-556-3p in endometrial can?cer tissues;B:the mRNA expression of SASH1 in endometrial cancer tissues;C:the protein expression of SASH1 in endo?metrial cancer tissues(N:normal;T:tumor).Mean±SD. n=35.*P<0.05 vs normal tissues.圖1 miR-556-3p和SASH1在子宮內(nèi)膜癌組織中的表達(dá)
StarBase 預(yù)測結(jié)果顯示,SASH1 的3′UTR 部分核苷酸序列可與miR-556-3p 形成互補(bǔ)配對,見圖4A。雙螢光素酶報告基因?qū)嶒?yàn)結(jié)果顯示,與miRNC 組比較,miR-556-3p 組轉(zhuǎn)染W(wǎng)T-SASH1 的細(xì)胞螢光素酶活性顯著降低(P<0.05),而轉(zhuǎn)染MUT-SASH1的細(xì)胞螢光素酶活性無顯著變化(P>0.05),見圖4B。Western blot 檢測結(jié)果顯示,與miR-NC 組比較,miR-556-3p組細(xì)胞中SASH1蛋白的表達(dá)量顯著減少(P<0.05);與anti-miR-NC 組比較,anti-miR-556-3p組細(xì)胞中SASH1蛋白的表達(dá)量顯著增加(P<0.05)。
如圖5 所示,與anti-miR-NC 組比較,anti-miR-556-3p 組子宮內(nèi)膜癌Ishikawa 細(xì)胞的SASH1 蛋白表達(dá)量顯著增加,24 h、48 h 和72 h 的細(xì)胞活力顯著減弱,遷移細(xì)胞數(shù)和侵襲細(xì)胞數(shù)顯著減少,cyclin D1、MMP-2 和MMP-9 蛋白水平顯著降低,p21 蛋白水平顯著升高(P<0.05);與anti-miR-556-3p+si-NC 組比較,anti-miR-556-3p+si-SASH1 組細(xì)胞中SASH1 蛋白水平顯著降低,24 h、48 h、72 h 的細(xì)胞活力顯著增強(qiáng),遷移細(xì)胞數(shù)和侵襲細(xì)胞數(shù)顯著增多,cyclin D1、MMP-2 和MMP-9 蛋白表達(dá)量顯著增加,p21 蛋白表達(dá)量顯著減少(P<0.05)。
由于發(fā)生率高,子宮內(nèi)膜癌的臨床治療已引起越來越多的關(guān)注[11]。現(xiàn)階段,在治療該疾病方面已經(jīng)取得突破,大多數(shù)患者在手術(shù)、放療和化療后獲得了可喜的預(yù)后。然而,由于不及時或不適當(dāng)?shù)闹委?,某些患者也可能發(fā)生腫瘤轉(zhuǎn)移,嚴(yán)重影響了患者的預(yù)后[12]。因此,確定子宮內(nèi)膜癌增殖和轉(zhuǎn)移的關(guān)鍵分子機(jī)制將有助于為患者制定更好的治療策略。癌細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲是一個多步驟、多因素的生物學(xué)過程。越來越多的證據(jù)表明,miRNA 表達(dá)在腫瘤發(fā)生和發(fā)展中起著至關(guān)重要的作用,miRNA 通過調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞的增殖、遷移、凋亡和血管生成等影響多種腫瘤的病理演進(jìn)過程,包括子宮內(nèi)膜癌[13-15]。本研究鑒定了子宮內(nèi)膜癌中miR-556-3p水平及其促進(jìn)細(xì)胞活力、遷移和侵襲作用,此外,還將SASH1(子宮內(nèi)膜癌的一種可能的腫瘤抑制因子)確定為miR-556-3p 的直接功能靶標(biāo),這一發(fā)現(xiàn)將為子宮內(nèi)膜癌患者治療方法的改進(jìn)提供新的依據(jù)。
Figure 2.The effect of miR-556-3p expression knock-down on the viability,migration and invasion of endometrial cancer Ishikawa cells.A:the change of miR-556-3p expression level after transfection with anti-miR-556-3p;B:the change of cell viabili?ty after transfection with anti-miR-556-3p;C:the changes of migration and invasion abilities after transfection with antimiR-556-3p(scale bar=200 μm);D:the changes of cyclin D1,p21,MMP-2 and MMP-9 protein expression after transfec?tion with anti-miR-556-3p.Mean±SD. n=9.*P<0.05 vs anti-miR-NC group.圖2 敲減miR-556-3p表達(dá)對子宮內(nèi)膜癌Ishikawa細(xì)胞活力、遷移和侵襲的影響
在本研究中,RT-qPCR 檢測結(jié)果顯示,與癌旁組織相比,miR-556-3p 在子宮內(nèi)膜癌組織中顯著上調(diào),表明其參與子宮內(nèi)膜癌的發(fā)生發(fā)展過程。已有一些研究報道了miR-556-3p 在腫瘤中的功能和意義。例如,miR-556-3p 是人類食管癌[7]和膀胱癌的促癌基因,在膀胱癌組織和細(xì)胞中表達(dá)上調(diào),過表達(dá)miR-556-3p 促進(jìn)膀胱癌細(xì)胞的增殖、遷移、侵襲和集落形成[16]。然而,關(guān)于miR-556-3p 在子宮內(nèi)膜癌中的功能或分子機(jī)制了解甚少。本研究的功能實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,抑制miR-556-3p 表達(dá)顯著抑制子宮內(nèi)膜癌Ishikawa 細(xì)胞的活力、遷移、侵襲及cyclin D1、MMP-2和MMP-9 蛋白表達(dá),顯著提高p21 蛋白水平。這表明miR-556-3p 在子宮內(nèi)膜癌中充當(dāng)致癌因子,抑制miR-556-3p 具有抑制子宮內(nèi)膜癌細(xì)胞活力、遷移和侵襲的功能,與前人研究一致。
SASH1基因包括22 個外顯子和21 個內(nèi)含子,位于染色體位點(diǎn)6q24.3,長度為279 746 個堿基對。SASH1 是信號銜接蛋白SLY 家族的成員,編碼包含SAM 和SH3 結(jié)構(gòu)域的蛋白質(zhì),是蛋白與蛋白相互作用所必需的,并介導(dǎo)信號復(fù)合物的形成[17]。在數(shù)種類型的腫瘤中,SASH1 被鑒定為一種有效的腫瘤抑制劑,如宮頸癌[8]、胃癌[9]和食管鱗狀細(xì)胞癌[17]。SASH1 在肝癌細(xì)胞中低表達(dá),過表達(dá)SASH1 可以抑制肝癌細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲[18]。這些研究表明,SASH1 在許多癌癥中起著抑癌作用。本研究中,子宮內(nèi)膜癌組織中SASH1的mRNA 和蛋白表達(dá)顯著下調(diào),SASH1 過表達(dá)后,子宮內(nèi)膜癌Ishikawa 細(xì)胞的活力、遷移、侵襲及cyclin D1、MMP-2 和MMP-9 蛋白表達(dá)顯著降低,p21 蛋白水平則顯著升高,提示SASH1在子宮內(nèi)膜癌中同樣扮演著抑癌基因的角色,發(fā)揮一定的抗腫瘤作用,與前述報道[17-18]相同。
Figure 3.The effect of SASH1 over-expression on the viability,migration and invasion of endometrial cancer Ishikawa cells.A:the protein expression levels of SASH1,cyclin D1,p21,MMP-2 and MMP-9 after transfection with pcDNA-SASH1;B:the change of cell viability after transfection with pcDNA-SASH1;C:the changes of cell migration and invasion abilities after transfection with pcDNA-SASH1(scale bar=200 μm).Mean±SD. n=9.*P<0.05 vs pcDNA group.圖3 SASH1過表達(dá)對子宮內(nèi)膜癌Ishikawa細(xì)胞活力、遷移和侵襲的影響
miRNA 通過調(diào)節(jié)特定靶標(biāo)的表達(dá),在腫瘤的發(fā)展和進(jìn)程中發(fā)揮抑癌或致癌作用[19]。資料顯示,宮頸鱗狀細(xì)胞癌中的SASH1 受hsa-miR-21 調(diào)控[19];miR-17 通過靶向骨肉瘤細(xì)胞中的SASH1,促進(jìn)細(xì)胞增殖和遷移,并抑制細(xì)胞凋亡[20]。已有證據(jù)表明,miR-556-3p 可以靶向DAB2IP 調(diào)控食管癌[7]和膀胱癌[16]的惡性進(jìn)展;PPP2R2A 是miR-556-5p 促進(jìn)前列腺癌細(xì)胞增殖的直接靶標(biāo)[21]。由于并未發(fā)現(xiàn)miRNA對其下游靶基因的表達(dá)調(diào)控有細(xì)胞特異性,猜想這些靶基因可能在不同類型的細(xì)胞中均發(fā)揮作用。本研究為了確定miR-556-3p在子宮內(nèi)膜癌中致癌作用的潛在靶標(biāo),利用生物信息學(xué)預(yù)測和雙螢光素酶報告基因?qū)嶒?yàn)進(jìn)行分析,結(jié)果顯示,SASH1是miR-556-3p 的下游靶基因。此外miR-556-3p 的上調(diào)或下調(diào)可降低或升高SASH1 的表達(dá)水平;抑制miR-556-3p表達(dá)對Ishikawa 細(xì)胞活力、遷移和侵襲的抑制作用可被干擾SASH1表達(dá)所逆轉(zhuǎn)。這些結(jié)果說明抑制miR-556-3p 表達(dá)通過下調(diào)靶基因SASH1的表達(dá)水平而發(fā)揮抑制子宮內(nèi)膜癌細(xì)胞活力、遷移和侵襲的作用。
總之,miR-556-3p在子宮內(nèi)膜癌中表達(dá)上調(diào),抑制miR-556-3p 通過靶向SASH1抑制子宮內(nèi)膜癌細(xì)胞的活力、侵襲和遷移。這為鑒定子宮內(nèi)膜癌新的診斷和治療方法的進(jìn)一步研究提供了基礎(chǔ)。
Figure 4.miR-556-3p targeted SASH1 and regulated its expression.A:the 3′UTR of SASH1 contained a nucleotide sequence com?plementary to miR-556-3p;B:dual-luciferase reporter experiment;C:miR-556-3p regulated the protein expression of SASH1.Mean±SD. n=9.*P<0.05 vs miR-NC group;#P<0.05 vs anti-miR-NC group.圖4 miR-556-3p靶向調(diào)控SASH1的表達(dá)
Figure 5.Knock-down of SASH1 expression reversed the effect of miR-556-3p expression inhibition on the viability,migration and in?vasion of endometrial cancer Ishikawa cells.A:the protein levels of SASH1,cyclin D1,p21,MMP-2 and MMP-9 after transfection with anti-miR-556-3p and si-SASH1;B:the cell viability after transfection with anti-miR-556-3p and si-SASH1;C:the cell migration and invasion abilities after transfection with anti-miR-556-3p and si-SASH1(scale bar=200 μm).Mean±SD. n=9.*P<0.05 vs anti-miR-NC group;#P<0.05 vs anti-miR-556-3p+si-NC group.圖5 敲減SASH1表達(dá)逆轉(zhuǎn)了抑制miR-556-3p表達(dá)對子宮內(nèi)膜癌Ishikawa細(xì)胞活力、遷移和侵襲的作用