楊 鵬,何 洋,李 成,王黎洲,蔣天鵬,許國輝,周 石
肝細(xì)胞肝癌(HCC)是發(fā)生在肝內(nèi)膽管或肝細(xì)胞內(nèi)惡性腫瘤主要類型,其治療方案包括手術(shù)切除、介入治療、放化療、生物治療、靶向藥物治療等[1]。目前很多研究表明諸多癌癥發(fā)生和發(fā)展與微小核糖核酸(microRNA,miRNA,miR)在體內(nèi)表達(dá)增多有一定聯(lián)系[2],甚至限定某種特定 miR 表達(dá)增多,可能與某種特定癌癥有著單一對(duì)象聯(lián)系[3]。其中不同miRNA又大致分為兩種,一種起類癌基因作用,另一類起抑癌基因作用[4]。有研究發(fā)現(xiàn) miR-7 在肝癌、結(jié)腸癌、乳腺癌、肺癌中表達(dá)均有所下降,因此起到抑癌基因作用[5-6],但具體作用機(jī)制未完全明確。表皮細(xì)胞生長因子受體(EGFR)可在大多數(shù)腫瘤中過度表達(dá)和/或突變,與腫瘤細(xì)胞增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移、血管生成密切相關(guān)[7]。近年臨床研究證實(shí)EGFR存在于許多實(shí)體瘤體中,其表達(dá)與miR-7 表達(dá)有一定關(guān)聯(lián)[8]。因此,本研究探討 miR-7 是否通過靶向調(diào)控肝癌細(xì)胞中EGFR,進(jìn)而對(duì)肝癌細(xì)胞增殖和侵襲轉(zhuǎn)移產(chǎn)生影響,為其治療新策略提供潛在靶點(diǎn)。
將HepG2 人肝癌細(xì)胞株(美國菌種保藏中心ATCC)置于10%胎牛血清(FBS)并加入100 mg/mL鏈霉素、100 U/mL 青霉素的Roswell Park 紀(jì)念研究所(RPMI)培養(yǎng)基,在 37℃、5%CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng),觀察細(xì)胞生長為80%時(shí)進(jìn)行細(xì)胞傳代。
在線數(shù)據(jù)庫(Http://www.xnicroma.org/microma/home.do)查找相應(yīng)資料,確定EGFR 是否為miR-7目的基因;從Ensembl 網(wǎng)站查找EGFR 基因序列,再將找到的條件合適的基因序列復(fù)制到Primer designing tool 網(wǎng)站設(shè)計(jì)合適引物,方便為下一步聚合酶鏈反應(yīng)(PCR)實(shí)驗(yàn)做準(zhǔn)備。將HepG2 人肝癌細(xì)胞分為miR-7 上調(diào)組和miR-7 下調(diào)組,其中上調(diào)組又分為激動(dòng)劑組(mimic)、激動(dòng)劑陰性對(duì)照組(mimic negative)、空白對(duì)照組(mock);下調(diào)組又分為抑制劑組(inhibitor)、抑制劑陰性對(duì)照組(inhibitor negative)、空白對(duì)照組(mock)。
在6 孔細(xì)胞培養(yǎng)板中接種適當(dāng)數(shù)量HepG2 人肝癌細(xì)胞,密度為30%~50%。準(zhǔn)備mimic-Lipo2000混合液:稀釋制備micro RNA mimic 50 μL,稀釋制備 Lipo2000 250 μL,室溫孵育 5 min;二者混勻,室溫孵育 20 min。將混合液加入培養(yǎng)孔中,37℃、CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng),48~72 h 后測序。進(jìn)入 Ensembl 網(wǎng)站查找miR-7 基因序列,條件合適的基因序列復(fù)制至Primer designing tool 網(wǎng)站設(shè)計(jì)合適引物。引物序列見表1。
表1 引物序列表
取 TRIzol 裂解液(美國 Invitrogen 公司),按 1∶0.2比例加入氯仿,將混合后的TRIzol 裂解液轉(zhuǎn)移至離心管中,離心管中加入事先培養(yǎng)好的肝癌細(xì)胞,37°恒溫水浴鍋孵育10 min,放入4℃離心機(jī),10 000 r/min離心10 min。離心后取上層無色透明相,進(jìn)行RNA沉淀。將無色透明相放入新Eppendorf 管中,加入等體積異丙醇,37°恒溫水浴鍋孵育10 min,隨即放入 4℃離心機(jī),10 000 r/min 離心10 min。棄上清,按1∶1.5 比例加入TRIzol 裂解液和75%乙醇對(duì)蛋白進(jìn)行清洗,放入4℃離心機(jī),6 000 r/min 離心5 min。采用紫外吸收法進(jìn)行RNA 質(zhì)量檢測,讀取其在260~280 nm 處吸收值。
采用放射免疫沉淀測定(RIPA)裂解緩沖液(北京百泰克生物技術(shù)公司)從HepG2 人肝癌細(xì)胞分離總蛋白。采用二辛可酸(BCA)測定試劑盒(美國BioTek 公司)測定蛋白濃度。通過10%十二烷基硫酸鈉-聚丙烯酰胺(SDS-PAGE)(碧云天生物技術(shù)研究所)分級(jí)分離總蛋白(20 μg),轉(zhuǎn)移至聚偏二氟乙烯(PVDF)膜(美國 Millipore 公司)。含 0.1%Tween溶液的 Tris 緩沖 0.9%NaCl 溶液(TBST)和 10%脫脂奶粉在室溫下封閉PVDF 膜1 h,阻斷非特異性位點(diǎn)。4℃下將膜與小鼠抗人EGFR 單克隆一抗(1∶1 000,ab155944)和小鼠抗人 GADPH 單克隆一抗(1∶1 000,ab9484,英國 Abcam 公司)孵育過夜。TBST 洗滌膜3 次,并與山羊抗小鼠IgG 辣根過氧化物酶偶聯(lián)的二抗體(1∶3 000,ab6789,英國 Abcam 公司)室溫下再孵育2 h。TBST 洗滌3 次,采用增強(qiáng)的化學(xué)發(fā)光溶液(美國Thermo Fisher 科技公司)使膜可視化。
每組細(xì)胞轉(zhuǎn)染24 h 后,磷酸緩沖液(PBS)清洗一遍,選用胰酶消化細(xì)胞,進(jìn)行細(xì)胞計(jì)數(shù),按每200 μL含 200 個(gè)細(xì)胞計(jì)數(shù)鋪96 孔板,各組細(xì)胞鋪8 個(gè)復(fù)孔,共 4 塊 96 孔板,置于 37℃、CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。設(shè) 定 0 h、24 h、48 h、72 h 4 個(gè) 時(shí) 間點(diǎn) 。在 細(xì) 胞miRNA 或siRNA 轉(zhuǎn)染48 h 后每孔加入溴化噻唑藍(lán)四氮唑(MTT)溶液 20 μL,37℃孵育 4 h;棄上清,每孔加 150 μL 二甲基亞砜(DMSO)溶解(美國 Sigma-Aldrich 公司) 10 min,采用酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)(ELISA)讀數(shù)器(美國 BioTek 公司)檢測 490 nm 處吸光度(OD),根據(jù)OD 值計(jì)算細(xì)胞增殖率(細(xì)胞增殖率=每天細(xì)胞MTT OD 值/0 d 細(xì)胞 MTT OD 值×100%)。
先用記號(hào)筆做好標(biāo)志,每隔0.5 cm 畫一橫線,每孔至少穿過5 條線。HepG2 人細(xì)胞置于CO2飽和濕度培養(yǎng)箱中,定期更換培養(yǎng)液,37℃保溫培養(yǎng)。將細(xì)胞接種在孔板中,待其生長至表面融合時(shí),用無菌槍頭在表層細(xì)胞上均勻劃痕,隨后用PBS 輕柔洗滌。以 0 h、24 h、48 h 為時(shí)間點(diǎn),觀察不同時(shí)點(diǎn)細(xì)胞遷移情況,顯微鏡下觀察并計(jì)數(shù)。
采用SPSS 19.0 軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算和分析,計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(±s)表示,計(jì)量資料及組間和組內(nèi)比較用相關(guān)性分析檢驗(yàn),計(jì)數(shù)和等級(jí)資料分析用卡方檢驗(yàn)和秩和檢驗(yàn)。P<0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
熒光定量PCR 證實(shí),miR-7 經(jīng)脂質(zhì)體轉(zhuǎn)染后在HepG2 細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)染成功,EGFR mRNA 表達(dá)與miR-7呈 負(fù) 相 關(guān) 。mimic 組 、mimic negative 組 、mock 組EGFR mRNA 表達(dá)量分別為 1213±0.97、0.36±0.12、0.58±0.3; mimic 組與 mimic negative 組、mock 組相比,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。inhhibitor 組、inhhibitor negative 組、mock 組 EGFR mRNA 表達(dá)量分 別 為 1.8±0.56、0.44±0.32、4.03±0.76; inhhibitor組與 inhhibitor negative 組、mock 組相比,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),見圖1。
蛋白印跡法觀察顯示,miR-7 表達(dá)同樣與EGFR表達(dá)呈負(fù)相關(guān)。在上調(diào)組,EGFR 在mimic 組表達(dá)下調(diào),mimic negative 組和 mock 組次之,在下調(diào)組,EGFR在inhibitior 組表達(dá)上調(diào),mimic negative 組和mock組次之;mimic 組、mimic negative 組、mock 組 EGFR平均光密度值表達(dá)量分別為 0.43±0.03、0.28±0.26、0.21±0.04,mimic 組與 mimic negative 組、mock 組相比,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);inhhibitor 組、inhhibitor negative 組、mock 組 EGFR 表達(dá)量分別為 0.21±0.05、0.32±0.02、0.19±0.03,inhhibitor 組與 inhhibitor negative組、mock 組相比,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),見圖2。
MTT 試驗(yàn)結(jié)果顯示,在高表達(dá)組,隨著miR-7表達(dá)上調(diào),肝癌細(xì)胞增殖速度明顯減慢;在低表達(dá)組,隨著miR-7 表達(dá)下調(diào),肝癌細(xì)胞增殖速度明顯增快,見表2、圖3。
劃痕試驗(yàn)結(jié)果顯示,在高表達(dá)組,mock 組劃痕速度最快,隨后依次為mimic negative 組、mimic 組;在低表達(dá)組,inhibitior 組劃痕速度最快,隨后依次為inhibitior negative 組、mock 組,見圖4。
肝癌具體發(fā)病機(jī)制有諸多可能,目前認(rèn)為最基本發(fā)病機(jī)制當(dāng)屬原癌基因與抑癌基因關(guān)系失衡[9-11]。有研究證實(shí)miRNA 與原發(fā)性肝癌發(fā)展有著十分密切聯(lián)系[12]。EGFR、 血管內(nèi)皮細(xì)胞生長因子受體(VEGFR)、肝細(xì)胞生長因子受體、成纖維細(xì)胞生長因子受體等,尤其是VEGFR,是目前公認(rèn)的最有效的肝癌靶向藥物[13]?;谝陨涎芯?,本研究選擇EGFR作為目的基因,通過相關(guān)調(diào)節(jié)因素miRNA,觀察是否能控制EGFR 表達(dá),進(jìn)而從側(cè)面印證EGFR 可能作為肝癌治療的一有意義靶點(diǎn)。
圖1 EGFR mRNA 在上調(diào)各組和下調(diào)各組轉(zhuǎn)染情況
圖2 EGFR 在miR-7 中表達(dá)和蛋白印跡檢測結(jié)果
表2 不同組間肝癌細(xì)胞增殖速度 ±s
表2 不同組間肝癌細(xì)胞增殖速度 ±s
**與 mimic 組相比,P<0.01; △△與 inhibitor 組相比,P<0.01
24 h 48 h 72 h組別 0 h高表達(dá)組mimic 0.145±0.376 0.180±0.342 0.227±0.384 0.434±0.394 mimic negative 0.133±0.235** 0.207±0.784** 0.267±0.483** 0.665±0.482**mock 0.135±0.456** 0.208±0.383** 0.302±0.732** 0.665±0.722**低表達(dá)組inhibitor 0.243±0.566 0.277±0.382 0.604±0.783 0.845±0.345 inhibitor negative 0.184±0.320△△ 0.204±0.872△△ 0.306±0.982△△ 0.628±0.837△△mock 0.154±0.273△△ 0.187±0.823△△ 0.233±0.739△△ 0.526±0.642△△
圖3 肝癌細(xì)胞在不同組間增殖速度
圖4 肝癌細(xì)胞在不同組中的侵襲速度
miRNA 家族中miR-7,主要充當(dāng)抑癌基因的作用。有研究顯示,其具有控制腫瘤細(xì)胞生長、轉(zhuǎn)移及抑制細(xì)胞分化的作用[14]。miR-7 同時(shí)還與體內(nèi)多條信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路相關(guān),通過參與不同通路過程對(duì)體內(nèi)不同生物活動(dòng)和內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)進(jìn)行調(diào)節(jié)[15]。miR-7 可在包括肝癌、卵巢癌、胃癌、肺癌、乳腺癌、膀胱癌、膠質(zhì)瘤、腸癌等多種腫瘤發(fā)展過程中起到關(guān)鍵作用[15]。有研究顯示,miR-7 可通過抑制EGFR 表達(dá)抑制乳腺癌細(xì)胞增殖和遷徙[16]。本研究發(fā)現(xiàn) miR-7 在 HepG2細(xì)胞轉(zhuǎn)染成功后,熒光定量PCR 檢測顯示EGFR mRNA 表達(dá)量與miR-7 呈負(fù)相關(guān),蛋白印跡檢測也證實(shí) miR-7 表達(dá)與 EGFR 表達(dá)呈負(fù)相關(guān),說明EGFR 極有可能是原發(fā)性肝癌的關(guān)鍵基因之一;與之前報(bào)道[16]不同的是,驗(yàn)證了miR-7 同樣可通過調(diào)控EGFR 抑制肝癌細(xì)胞增殖和遷移。
近期有研究發(fā)現(xiàn)miR-7 可改變黏著斑激酶磷酸化及基質(zhì)金屬蛋白酶表達(dá),從而介導(dǎo)肝癌細(xì)胞浸潤和轉(zhuǎn)移[17]。本研究通過 MTT 試驗(yàn)和劃痕實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),miR-7 高表達(dá)mimic 組中肝癌細(xì)胞增殖和轉(zhuǎn)移速度明顯低于陰性和空白對(duì)照組,miR-7 低表達(dá)inhhibitor 組中肝癌細(xì)胞增殖和轉(zhuǎn)移速度明顯高于陰性和空白對(duì)照組;表明肝癌細(xì)胞中EGFR 表達(dá)對(duì)于細(xì)胞增殖和遷徙均有一定的調(diào)控作用,且受到內(nèi)源性miR-7 影響。
本研究結(jié)論認(rèn)為,miR-7 可通過直接靶向調(diào)節(jié)EGFR 蛋白表達(dá),進(jìn)而對(duì)肝癌細(xì)胞增殖和侵襲轉(zhuǎn)移產(chǎn)生負(fù)相關(guān)調(diào)節(jié)影響,可能是未來肝癌治療新策略的潛在靶點(diǎn)。