陳佳權(quán),趙 歡,武曉萌,尹洪麗,艾恒玲?
(1.牡丹江醫(yī)學(xué)院附屬第二醫(yī)院婦產(chǎn)科,黑龍江牡丹江 157000;2.牡丹江醫(yī)學(xué)院附屬第二醫(yī)院藥劑科,黑龍江牡丹江 157000;3.上海市徐匯區(qū)中心醫(yī)院婦科,上海 200030)
和厚樸酚(Honokiol)是一種從木蘭屬植物的葉和樹皮中分離得到的酚類天然化合物,其對多種癌癥均具有治療作用而被廣泛研究[1-2]。自古至今,大量研究報道,和厚樸酚在宮頸癌中具有治療作用[3],但是其治療作用的機(jī)制尚未完全明白。血小板反應(yīng)蛋白2(Thrombospondin-2,THBS2)在癌癥的發(fā)生發(fā)展中具有重要作用[4],其中包括宮頸癌。但是,和厚樸酚在宮頸癌中的作用與THBS2 的關(guān)系尚未清楚。黏著斑激酶(Focal adhesion kinase,F(xiàn)AK)為是生長因子受體和整合素介導(dǎo)的信號的關(guān)鍵調(diào)控因子,通過其激酶活性調(diào)控正常細(xì)胞和癌細(xì)胞的基本過程[5]。FAK的表達(dá)和活性增加發(fā)生在許多原發(fā)性和轉(zhuǎn)移性癌癥中,并且與較差的臨床預(yù)后相關(guān)[6]。但是,和厚樸酚、THBS2 在宮頸癌中的作用是否與該通路相關(guān),尚未有研究報道。本研究擬以宮頸癌細(xì)胞siha 為研究對象,觀察和厚樸酚、THBS2 對其增殖、遷移和侵襲的影響,揭示其作用機(jī)制與FAK 信號通路相關(guān),為和厚樸酚作為抗癌藥的開發(fā)奠定理論基礎(chǔ)。
1.1 材料 宮頸癌細(xì)胞siha 購自美國ATCC 公司(BNCC252935);和厚樸酚(99.9%)購自西安昊軒公司(批號20170203);DMEM 培養(yǎng)基(批號20150523)、胎牛血清(批號20150521)、MTT(批號20150623)、胰蛋白酶(批號20150712)均購自美國Sellect 公司;LipofectamineTM2000(批號20160103)、BCA 蛋白定量試劑盒(批號20160206)、逆轉(zhuǎn)錄試劑盒(批號20160305)購自大連Takara 公司;SDS-PAGE 試劑盒(P0012A)、ECL 發(fā)光液(批號20160405)和RIPA 蛋白裂解液(批號20160412)均購自碧云天生物技術(shù)公司;Matrigel 基質(zhì)膠(批號20151203)、Transwell 小室(批號20151105)購自美國Corning 公司;兔抗人 THBS2(sc-133061)、FAK(sc-271126)、MMP-9(sc-21736)抗體購自美國Santa Cruz 公司;HRP 標(biāo)記的山羊抗兔二抗(ab171522)購自美國Abcam 公司;Trizol 試劑購自北京全式金生物技術(shù)有限公司(批號20161002);反轉(zhuǎn)錄(批號20160926)與實時熒光定量PCR 試劑盒(批號20160815)購自北京天根生化科技有限公司。凝膠電泳儀器DYCZ-24DN 購自北京海天友誠科技有限公司;Molecular Devices 酶標(biāo)儀購自美谷分子儀器(上海)有限公司;X71 倒置相差顯微鏡購自日本奧林巴斯公司;7500 型熒光定量PCR 儀購自美國ABI 公司。
1.2 方法
1.2.1 細(xì)胞培養(yǎng) 將宮頸癌細(xì)胞siha 用含10%胎牛血清的DMEM 培養(yǎng)基,置于37 ℃,5% CO2的恒溫培養(yǎng)箱中常規(guī)培養(yǎng),待細(xì)胞生長至融合度75%左右,用胰蛋白酶消化約1 min,按照1∶3 的比例更換培養(yǎng)基,每2 d 傳代一次。
1.2.2 細(xì)胞轉(zhuǎn)染與分組 將和厚樸酚(5、10、15 μg/mL)處理siha 細(xì)胞48 h 分別標(biāo)記為5 μg/mL 組、10 μg/mL組、15 μg/mL 組。將正常培養(yǎng)的siha 細(xì)胞標(biāo)記為對照組。將pcDNA 組(轉(zhuǎn)染pcDNA)、pcDNA-THBS2 組(轉(zhuǎn)染pcDNA-THBS2)、和厚樸酚+pcDNA 組(轉(zhuǎn)染pcDNA并用和厚樸酚處理)、和厚樸酚+pcDNA-FAK 組(轉(zhuǎn)染pcDNA-FAK 并用和厚樸酚處理),用脂質(zhì)體LipofectamineTM2000 轉(zhuǎn)染至siha 細(xì)胞,轉(zhuǎn)染6 h 后,更換新鮮培養(yǎng)液繼續(xù)培養(yǎng)48 h,檢測轉(zhuǎn)染效率,轉(zhuǎn)染成功后用于后續(xù)試驗。
1.2.3 實時熒光定量聚合酶鏈反應(yīng)(qRT-PCR)檢測THBS2、FAK mRNA 表達(dá) 收集對照組、5 μg/mL 組、10 μg/mL組、15 μg/mL 組、pcDNA 組、pcDNA-THBS2 組siha 細(xì)胞,采用Trizol 法提取細(xì)胞中的總RNA,應(yīng)用Nanodrop2000c 超微量分光光度計檢測RNA 濃度。參照反轉(zhuǎn)錄試劑盒說明書將總RNA 反轉(zhuǎn)錄合成cDNA。THBS2 正向引物5′-ACTGCCAGCTCCTCTTCAAT-3′,反向引物5′-CATCAATGTCCACGGAGCAG-3′;FAK 正向引物5′-CACGGAATCATGCCAGACAG-3′,反向引物5′-TCATCAACCA CTGGCTGTC T-3′;GAPDH 正向引物5′-AACGGATTTGGTCGTATTG-3′,反向引物5′-GGAAGATGGTG ATG GGATT-3′,引物均由上海生工生物工程股份有限公司設(shè)計合成。以cDNA 為模板進(jìn)行qRT-PCR 實驗,參照實時熒光定量PCR 試劑盒配置反應(yīng)體系,反應(yīng)條件為95 ℃預(yù)變性2 min,95 ℃變性15 s,59 ℃退火30 s,72 ℃延伸30 s,共40 次循環(huán),THBS2、FAK 均以GAPDH 為內(nèi)參,采用2-ΔΔCt法計算THBS2、FAK mRNA 相對表達(dá)量。
1.2.4 MTT 法檢測細(xì)胞抑制率 取適量“1.2.2”項下各組細(xì)胞,加入20 μL 5 g/L MTT 溶液,培養(yǎng)4 h,然后棄去上清,每孔加入150 μL DMSO 振蕩使結(jié)晶溶解,在490 nm波長下檢測細(xì)胞吸光度(A)。細(xì)胞抑制率= [1-A490樣品/A490對照]×100%。
1.2.5 Transwell 法檢測細(xì)胞遷移和侵襲 將Transwell 小室置于孔上,放入細(xì)胞培養(yǎng)箱平衡30 min。然后將各組細(xì)胞消化,用純RPMI 1640 培養(yǎng)基配制成5×105/mL 細(xì)胞懸液。每個小室加入200 μL 細(xì)胞懸液,即每孔細(xì)胞約為1×105個。每組設(shè)置3 個復(fù)孔,將24 孔板放入37 ℃、5%CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24 h 后取出上腔,棉簽擦去上室膜上未遷移的細(xì)胞,PBS 洗滌2 次,甲醇固定30 min,自然晾干后用1 g/L 結(jié)晶紫染液染色20 min,棄染液,雙蒸水洗2 次,取出后于倒置顯微鏡下觀察拍照(400 倍),計數(shù)上、下、左、右、中5 個視野的總細(xì)胞數(shù)取平均值。
將轉(zhuǎn)染成功的對數(shù)期細(xì)胞進(jìn)行Transwell 侵襲實驗?;|(zhì)膠和培養(yǎng)基按1∶8比例稀釋后(60 μL)鋪于培養(yǎng)小室上,風(fēng)干后備用,其他步驟同Transwell 體外遷移實驗。
1.2.6 Western blot 檢測細(xì)胞中THBS2、FAK、MMP-9 蛋白表達(dá) 收集細(xì)胞,加入裂解液,冰上裂解30 min,12 000 r/min 離心10 min,取上清置于EP 管中,加入5×SDS 上樣緩沖液,沸水煮沸10 min,電泳后用轉(zhuǎn)膜儀將蛋白轉(zhuǎn)移至PVDF 膜,5%脫脂奶粉將膜封閉2 h,洗膜,加入Ⅰ抗,4 ℃孵育過夜,洗膜,加Ⅱ抗,4 ℃處理2 h,加發(fā)光液曝光。
1.2.7 統(tǒng)計學(xué)處理 采用SPSS 21.0 軟件進(jìn)行分析,計量資料以()表示,多組間比較采用單因素方差分析,2組間比較采用t檢驗。P<0.05 表示差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。
2.1 和厚樸酚對宮頸癌細(xì)胞的抑制作用 如表1 所示,與對照組比較,10、15 μg/mL 組siha 細(xì)胞的抑制率均升高(P<0.05)。
表1 和厚樸酚對宮頸癌細(xì)胞抑制率的影響(, n=9)
表1 和厚樸酚對宮頸癌細(xì)胞抑制率的影響(, n=9)
注:與對照組比較,?P<0.05。
2.2 和厚樸酚對宮頸癌細(xì)胞遷移侵襲的影響 如圖1、表2 所示,與對照組比較,和厚樸酚10、15 μg/mL 組siha 細(xì)胞的遷移細(xì)胞數(shù)和侵襲細(xì)胞數(shù)均減少,MMP-9 蛋白表達(dá)量降低(P<0.05)。
圖1 和厚樸酚對宮頸癌細(xì)胞遷移及侵襲的影響
表2 和厚樸酚對宮頸癌細(xì)胞遷移侵襲的影響(, n=9)
表2 和厚樸酚對宮頸癌細(xì)胞遷移侵襲的影響(, n=9)
注:與對照組比較,?P<0.05。
2.3 和厚樸酚對宮頸癌細(xì)胞中THBS2 表達(dá)的影響 如圖2、表3 所示,與對照組比較,和厚樸酚10、15 μg/mL 組siha 細(xì)胞中THBS2 mRNA 和蛋白表達(dá)均升高(P<0.05)。
圖2 和厚樸酚處理的宮頸癌細(xì)胞中THBS2 的蛋白表達(dá)
表3 和厚樸酚對宮頸癌細(xì)胞中THBS2 表達(dá)的影響(,n=9)
表3 和厚樸酚對宮頸癌細(xì)胞中THBS2 表達(dá)的影響(,n=9)
注:與對照組比較,?P<0.05。
2.4 過表達(dá)THBS2 對宮頸癌細(xì)胞增殖遷移侵襲的影響 如圖3、表4 所示,與pcDNA 組比較,pcDNA-THBS2 組siha細(xì)胞的抑制率升高,遷移細(xì)胞數(shù)和侵襲細(xì)胞數(shù)均降低,MMP-9 蛋白表達(dá)降低(P<0.05)。
圖3 過表達(dá)THBS2 對宮頸癌細(xì)胞遷移及侵襲的影響
表4 過表達(dá)THBS2 對宮頸癌細(xì)胞增殖遷移侵襲的影響(, n=9)
表4 過表達(dá)THBS2 對宮頸癌細(xì)胞增殖遷移侵襲的影響(, n=9)
注:與pcDNA 組比較,?P<0.05。
圖4 和厚樸酚處理、過表達(dá)THBS2 的宮頸癌細(xì)胞中THBS2、FAK 的蛋白表達(dá)
2.5 和厚樸酚、過表達(dá)THBS2 對宮頸癌細(xì)胞中FAK 信號通路的影響 用10 μg/mL 和厚樸酚處理后的siha 細(xì)胞標(biāo)記為honokiol 組。如圖4、表5 所示,與對照組比較,honokiol 組siha 細(xì)胞中THBS2 蛋白表達(dá)升高,F(xiàn)AK mRNA、蛋白表達(dá)均升高;與pcDNA 組比較,pcDNA-THBS2 組siha細(xì)胞中THBS2 蛋白表達(dá)升高,F(xiàn)AK mRNA 和蛋白表達(dá)均升高(P<0.05)。
表5 和厚樸酚、過表達(dá)THBS2 對宮頸癌細(xì)胞中FAK 信號通路的影響(, n=9)
表5 和厚樸酚、過表達(dá)THBS2 對宮頸癌細(xì)胞中FAK 信號通路的影響(, n=9)
注:與對照組比較,?P<0. 05;與pcDNA 組比較,#P<0.05。
2.6 過表達(dá)FAK 逆轉(zhuǎn)和厚樸酚對宮頸癌細(xì)胞增殖遷移侵襲的抑制作用 如圖5、表6 所示,與和厚樸酚+pcDNA 組比較,和厚樸酚+pcDNA-FAK 組siha 細(xì)胞中FAK、MMP-9的蛋白表達(dá)均升高,THBS2 蛋白表達(dá)、細(xì)胞抑制率降低,遷移細(xì)胞數(shù)、侵襲細(xì)胞數(shù)均升高(P<0.05)。
圖5 過表達(dá)FAK 逆轉(zhuǎn)和厚樸酚對宮頸癌細(xì)胞遷移及侵襲的抑制作用
表6 過表達(dá)FAK 逆轉(zhuǎn)和厚樸酚對宮頸癌細(xì)胞遷移及侵襲的抑制作用(, n=9)
表6 過表達(dá)FAK 逆轉(zhuǎn)和厚樸酚對宮頸癌細(xì)胞遷移及侵襲的抑制作用(, n=9)
注:與和厚樸酚+pcDNA 組比較,?P<0.05。
和厚樸酚是中國傳統(tǒng)藥物厚樸中分離的化學(xué)式為C18H18O2的一種化合物,其具有抗腫瘤、抗炎、抗氧化的功效[7-8]。和厚樸酚在腫瘤中的功能及機(jī)制研究受到關(guān)注。Banik 等[9]報道,和厚樸酚可有效地預(yù)防多種腫瘤的生長,如乳腺癌、宮頸癌、結(jié)腸癌、肝癌、肺癌、前列腺癌等。最近的研究表明,這種植物化學(xué)物質(zhì)可調(diào)節(jié)各種分子靶點,其可單獨使用或與其他化學(xué)治療藥物組合用于預(yù)防和治療癌癥。自古至今,大量研究報道,和厚樸酚在宮頸癌中具有治療作用[10]。和厚樸酚在宮頸癌中的作用機(jī)制有調(diào)控miRNA、p38 信號通路[11]。本研究運用MTT 法、Transwell法檢測了和厚樸酚治療的宮頸癌細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲發(fā)現(xiàn),和厚樸酚可呈濃度依賴性抑制宮頸癌細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲,最適濃度為10 μg/mL,這些結(jié)果均與前人所作的實驗結(jié)果相一致;深入研究發(fā)現(xiàn),和厚樸酚可上調(diào)宮頸癌細(xì)胞中THBS2 的表達(dá),這是國內(nèi)外首次發(fā)現(xiàn),和厚樸酚的作用機(jī)制可能與調(diào)控THBS2 的表達(dá)相關(guān),這為和厚樸酚的臨床治療的應(yīng)用提供了理論參考。
THBS2 在多種晚期癌癥中出現(xiàn)異常表達(dá),尤其宮頸癌。Zhou 等[12]在研究中報道,THBS2 在宮頸癌組織和細(xì)胞中的表達(dá)明顯下調(diào),且其為miR-20a 的靶標(biāo),THBS2 的敲減可消除宮頸癌細(xì)胞中miR-20a 抑制劑介導(dǎo)的抗增殖、促凋亡和抗自噬作用。Wei 等[13]、Wu 等[14]在宮頸癌的研究中發(fā)現(xiàn),THBS2 可被miR-221-3p 直接靶向負(fù)調(diào)控,進(jìn)而參與宮頸癌或?qū)m頸鱗癌的轉(zhuǎn)移和血管生成。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),THBS2 在和厚樸酚治療的宮頸癌細(xì)胞中表現(xiàn)出明顯的上調(diào),并且過表達(dá)THBS2 具有與和厚樸酚相同的抑制宮頸癌細(xì)胞增殖、遷移和侵襲的作用,這說明THBS2 在宮頸癌中具有抑制癌癥進(jìn)一步惡化的作用,并且和厚樸酚可增強這種作用。重要的是,我們發(fā)現(xiàn),和厚樸酚或過表達(dá)THBS2均可抑制宮頸癌中FAK 信號通路的活性,推測該通路可能參與宮頸癌的惡性化進(jìn)展。
FAK 信號通路可整合多條下游信號通路,包括FAKPI3K、FAK-MAPK、FAK-GTPase、FAK-p53 等,其在腫瘤的惡性化進(jìn)展中具有重要的作用[15-16]報道,纖維連接蛋白可通過激活FAK 信號通路促進(jìn)宮頸癌的發(fā)生發(fā)展。Zhou等[17]、郝臻鳳等[18]報道,F(xiàn)AK 在宮頸癌中的表達(dá)顯著升高,并與宮頸癌的分期、浸潤、轉(zhuǎn)移程度呈正相關(guān)。本研究的結(jié)果發(fā)現(xiàn),和厚樸酚治療、過表達(dá)THBS2 在宮頸癌中具有相同的失活FAK 信號通路的作用,并且過表達(dá)FAK的宮頸癌細(xì)胞中,THBS2 表達(dá)明顯下調(diào),宮頸癌細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲能力均得到增強,這說明不僅和厚樸酚聯(lián)合THBS2 可失活FAK 信號通路,相反,F(xiàn)AK 信號通路也可逆向調(diào)控和厚樸酚聯(lián)合THBS2 的抗宮頸癌作用,揭示了和厚樸酚聯(lián)合THBS2 的抑制宮頸癌細(xì)胞增殖、遷移和侵襲的作用可能與失活FAK 信號通路密切相關(guān)。
綜上所述,和厚樸酚聯(lián)合THBS2 可抑制宮頸癌細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲,其機(jī)制可能與失活FAK 信號通路有關(guān),為和厚樸酚用于宮頸癌的治療提供更多依據(jù)。