口腔鱗癌是頭頸部最常見的惡性腫瘤之一,約占頜面部惡性腫瘤的90%。近年來(lái),隨著以手術(shù)為主,放化療為輔等綜合療法的應(yīng)用,口腔鱗癌的臨床療效逐漸改善,但中晚期口腔鱗癌病人的5年生存率仍然較低。因此,充分了解口腔鱗癌細(xì)胞增殖、遷移和侵襲的分子機(jī)制,尋找新的診療方法,對(duì)改善病人預(yù)后,提高病人5年生存率意義重大。微小RNAs(miRNAs)是一類由18~22個(gè)核苷酸組成的內(nèi)源性非編碼RNA分子。研究發(fā)現(xiàn),miRNAs在細(xì)胞增殖、轉(zhuǎn)移、分化和自噬等多種生物學(xué)過(guò)程中作用顯著,其表達(dá)異常參與腫瘤發(fā)生和進(jìn)展。吳巖等研究發(fā)現(xiàn)口腔鱗癌病人口腔黏膜組織中的miR-590表達(dá)水平顯著上調(diào),其可能參與了口腔粘膜細(xì)胞癌變的過(guò)程。但目前miR-590對(duì)口腔鱗癌生物行為的影響及其機(jī)制還不清楚。因此,本研究通過(guò)檢測(cè)miR-590在口腔鱗癌組織中的表達(dá)水平,初步探討其對(duì)口腔鱗癌細(xì)胞生物學(xué)行為的影響和可能機(jī)制,以期為口腔鱗癌提供有效診斷標(biāo)志物和治療靶點(diǎn)。
1.1 實(shí)驗(yàn)材料
52例口腔鱗癌組織樣本取自2014年1月至2017年1月于菏澤市牡丹人民醫(yī)院口腔科住院病人,將手術(shù)切除獲得口腔鱗癌組織及距離腫瘤邊緣2 cm的癌旁組織標(biāo)本,腫瘤組織經(jīng)病理鑒定為口腔鱗癌,癌旁組織標(biāo)本經(jīng)病理鑒定為正常組織。其中男性35例,女性17例;年齡40~75歲,中位年齡為61歲;舌癌30例,口底癌8例,牙齦癌11例,頰癌3例。所有病人術(shù)前均未接受化療和放射治療。所有病人或其近親屬均知情同意。本研究符合《世界醫(yī)學(xué)協(xié)會(huì)赫爾辛基宣言》相關(guān)要求。Tca-8113細(xì)胞購(gòu)于上海斯信生物科技有限公司;RPMI-1640培養(yǎng)基和胎牛血清為hyclone公司產(chǎn)品;PCR引物,miRNA抑制物陰性對(duì)照(anti-miR-NC)、miR-590抑制物(anti-miR-590)、pcDNA3.1、大腫瘤抑制基因1(LATS1)過(guò)表達(dá)載體(pcDNA3.1-LATS1)、小干擾RNA陰性對(duì)照(si-NC)、LATS1小干擾RNA(si-LATS1)以及LATS1野生型熒光素酶報(bào)告載體(WTLATS1)和LATS1突變型熒光素酶報(bào)告載體(MUTLATS1)的構(gòu)建測(cè)序等均有北京華大基因公司提供;四甲基偶氮唑鹽微量酶反應(yīng)比色法(MTT法)細(xì)胞增殖檢測(cè)試劑盒、RIPA裂解液、購(gòu)自北京索萊寶公司;Transwell小室購(gòu)自美國(guó)corning公司;Matrigel基質(zhì)膠購(gòu)自美國(guó)BD公司;雙熒光素酶報(bào)告基因檢測(cè)試劑盒購(gòu)自美國(guó)Promega公司;Lipofectamine2000和Trizol試劑,鼠源LATS1、細(xì)胞周期蛋白D1(Cyclin D1)、P21、上皮鈣黏素(E-cadherin)、基質(zhì)金屬蛋白酶2(MMP-2)、甘油醛-3-磷酸脫氫酶(GAPDH)抗體以及辣根過(guò)氧化物酶(HRP)標(biāo)記的羊抗鼠Ⅱ抗IgG均購(gòu)自Invitrogen公司產(chǎn)品。1.2 細(xì)胞培養(yǎng)、轉(zhuǎn)染和分組
Tca-8113細(xì)胞用RPMI-1640培養(yǎng)基(含有10%的胎牛血清和1%的青鏈霉素雙抗)放入37℃、5%二氧化碳的培養(yǎng)箱培養(yǎng),當(dāng)細(xì)胞融匯至80%時(shí),胰酶消化后進(jìn)行傳代培養(yǎng)。將對(duì)數(shù)期Tca-8113細(xì)胞接種于6孔板,利用Lipofectamine2000將anti-miR-NC、anti-miR-590、pcDNA3.1和pcDNA3.1-LATS1分別轉(zhuǎn)染至融匯至60%的Tca-8113細(xì)胞,依次標(biāo)記為anti-miR-NC組、antimiR-590組、pcDNA3.1組和pcDNA3.1-LATS1組,培養(yǎng)24~72 h后進(jìn)行功能實(shí)驗(yàn)。為證實(shí)miR-590是通過(guò)調(diào)控LATS1表達(dá)參與對(duì)口腔鱗癌細(xì)胞增殖、遷移和侵襲的調(diào)控,將si-NC或si-LATS1分別與antimiR-590共轉(zhuǎn)染至Tca-8113細(xì)胞,依次標(biāo)記為antimiR-590+si-NC組和anti-miR-590+si-LATS1,檢測(cè)抑制LATS1表達(dá)能否逆轉(zhuǎn)anti-miR-590對(duì)Tca-8113細(xì)胞增殖、遷移和侵襲的影響。1.3 實(shí)時(shí)熒光定量逆轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈反應(yīng)(qRTPCR)檢測(cè)
利用Trizol法分別提取52例口腔鱗癌組織和與其對(duì)應(yīng)的癌旁組織及各組Tca-8113細(xì)胞的總RNA,測(cè)定其濃度后,取1μg的RNA樣本利用逆轉(zhuǎn)錄試劑盒反轉(zhuǎn)錄為互補(bǔ)DNA(cDNA),用SYBR Green PCR試劑盒進(jìn)行qRT-PCR擴(kuò)增。以U6為內(nèi)源性參照,用2法計(jì)算miR-590的相對(duì)表達(dá)量。1.4 MTT法檢測(cè)細(xì)胞活力
各組取2×10個(gè)Tca-8113細(xì)胞接種96孔板,在培養(yǎng)24、48、72 h時(shí)各取出一板細(xì)胞,每孔加入MTT溶液20μL。再孵育4 h,每孔加入二甲基亞砜(DMSO)溶液150μL。在微量振蕩振蕩10 min直至結(jié)晶完全溶解。用全自動(dòng)酶標(biāo)儀檢測(cè)490 nm處吸光度以表示細(xì)胞活力。1.5 Transwell法檢測(cè)細(xì)胞遷移和侵襲能力
遷移實(shí)驗(yàn):用適量RPMI-1640培養(yǎng)液(不含有胎牛血清)重懸細(xì)胞。取600μL含10%胎牛血清培養(yǎng)液加入Transwell下室,取300μL的細(xì)胞懸液(約含有5×10個(gè)細(xì)胞)加入上室。常規(guī)培養(yǎng)24 h,用棉簽擦去上室膜附著細(xì)胞,甲醇固定下室膜附著細(xì)胞,結(jié)晶紫染液染色。將小室倒置于顯微鏡下,隨機(jī)選取5個(gè)視野進(jìn)行拍照和計(jì)數(shù),取均值為遷移數(shù)目。侵襲實(shí)驗(yàn):按照1∶8比例配置Matrigel膠工作液,取50μL加入Transwell小室,室溫放置30 min使Matrigel聚合成膠備用。其他步驟同侵襲實(shí)驗(yàn)。
1.6 雙熒光素酶報(bào)告基因檢測(cè)
生物信息軟件預(yù)測(cè)miR-590與LATS1的3"非翻譯區(qū)(UTR)存在互補(bǔ)序列。構(gòu)建含有miR-590結(jié)合序列的LATS1-3"UTR的野生型(WT)-LATS1和突變型(MUT)熒光素酶報(bào)告載體WT-LATS1、MUT-LATS1。在Tca-8113細(xì)胞中利用Lipofectamine2000分別將WT/MUT-LATS1與miR-590 mimics和miR-NC共轉(zhuǎn)染,裂解轉(zhuǎn)染48 h細(xì)胞,雙熒光素酶報(bào)告基因檢測(cè)試劑盒檢測(cè)各組Tca-8113細(xì)胞的相對(duì)熒光素酶活性。1.7 蛋白質(zhì)印跡法(Western blotting)檢測(cè)
RIPA裂解法獲得各組Tca-8113細(xì)胞總蛋白,BCA法定量。取30μg蛋白樣品進(jìn)行十二烷基硫酸鈉-聚丙烯酰胺凝膠電泳(SDS-PAGE)電泳,隨后將分離的細(xì)胞蛋白轉(zhuǎn)移至聚偏二氟乙烯(PVDF)膜,轉(zhuǎn)膜結(jié)束后,在室溫條件用Western封閉液孵育30 min,棄去封閉液,用Western洗滌液洗膜10 min,重復(fù)3次,然后用已稀釋的抗LATS1、GAPDH、CyclinD1、P21、Ecadherin和MMP-2蛋白的Ⅰ抗,室溫條件孵育2 h,Western洗滌液再次洗膜后,用稀釋好的Ⅱ抗室溫條件孵育1 h。利用增強(qiáng)型化學(xué)發(fā)光試劑盒ECL顯影,以GAPDH為內(nèi)參,Image J軟件分析目的蛋白表達(dá)量。2.1 miR
-590在口腔鱗癌組織和對(duì)應(yīng)癌旁組織中的表達(dá)
口腔鱗癌組織中miR-590的表達(dá)水平為(0.73±0.07),與癌旁組織的(0.30±0.03)比較顯著降低(t
=40.715,P
<0.001)。2.2 抑制miR
-590對(duì)細(xì)胞Tca
-8113增殖、遷移、侵襲的影響
anti-miR-590組Tca-8113細(xì)胞miR-590的表達(dá)與anti-miR-NC組比較顯著下調(diào)(P
<0.05),表明成功構(gòu)建抑制miR-590表達(dá)的Tca-8113細(xì)胞株。與anti-miR-NC組比較,anti-miR-590組Tca-8113細(xì)胞活力、遷移和侵襲數(shù)目、Cyclin D1和MMP-2蛋白表達(dá)量顯著降低,P21和E-cadherin蛋白表達(dá)量顯著升高(P
<0.05),見圖1、表1、表2。提示,抑制miR-590能夠抑制口腔鱗癌細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲能力。圖1 抑制miR-590對(duì)口腔鱗癌細(xì)胞Tca-8113增殖、遷移、侵襲蛋白表達(dá)的影響
表2 抑制miR-590對(duì)口腔鱗癌細(xì)胞Tca-8113遷移、侵襲的影響/±s
2.3 miR
-590靶向調(diào)控LATS1表達(dá)
生物信息學(xué)軟件預(yù)測(cè)miR-590的靶基因顯示,miR-590可以和LATS1的3"UTR相結(jié)合。與miR-NC和WT-LATS1共轉(zhuǎn)染組比較,miR-590 mimics和WT-LATS1共轉(zhuǎn)染后Tca-8113細(xì)胞的相對(duì)熒光素酶活性顯著下降(P
<0.05);與anti-miR-NC和MUT-LATS1共轉(zhuǎn)染組相比較,miR-590 mimics和MUT-LATS1共轉(zhuǎn)染后Tca-8113細(xì)胞的相對(duì)熒光素酶活性差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P
>0.05)。miR-590組Tca-8113細(xì)胞LATS1蛋白表達(dá)量為(0.06±0.01),與miR-NC組的(0.17±0.02)相比顯著降低(P
<0.05);anti-miR-590組Tca-8113細(xì)胞LATS1蛋白表達(dá)量為(0.58±0.05)與anti-miR-NC組的(0.19±0.02)相比顯 著升高(P
<0.05)(F
=547.059,P
<0.05)。見圖2、表3。以上結(jié)果表明,LATS1是miR-590的靶基因,miR-590可負(fù)性調(diào)控LATS1表達(dá)。表1 抑制miR-590對(duì)口腔鱗癌細(xì)胞Tca-8113增殖的影響/±s
圖2 miR-590靶向調(diào)控LATS1表達(dá):A為L(zhǎng)ATS1的3"UTR含有miR-590的互補(bǔ)序列;B為miR-590調(diào)控LATS1的表達(dá)
2.4 過(guò)表達(dá)LATS1對(duì)細(xì)胞Tca
-8113增殖、遷移、侵襲的影響
pcDNA3.1-LATS1組Tca-8113細(xì)胞LATS1蛋白表達(dá)量與pcDNA3.1組比較顯著降低,表明過(guò)表達(dá)LATS1的Tca-8113細(xì)胞株構(gòu)建成功。與pcDNA3.1組比較,pcDNA3.1-LATS1組Tca-8113細(xì)胞活力、遷移和侵襲數(shù)目、Cyclin D1和MMP-2蛋白表達(dá)量顯著降低(P
<0.05),P21和E-cadherin蛋白表達(dá)量顯著升高(P
<0.05),見圖3、表4、表5。提示,過(guò)表達(dá)LATS1能夠抑制口腔鱗癌細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲能力。注:E-cadherin為上皮鈣黏素,MMP-2為基質(zhì)金屬蛋白酶2。表3 miR-590靶向調(diào)控LATS1表達(dá)的雙熒光素酶報(bào)告實(shí)驗(yàn)/±s
圖3 過(guò)表達(dá)LATS1對(duì)口腔鱗癌細(xì)胞Tca-8113增殖、遷移、侵襲蛋白表達(dá)的影響
表4 過(guò)表達(dá)LATS1對(duì)口腔鱗癌細(xì)胞Tca-8113增殖的影響/±s
表5 過(guò)表達(dá)LATS1對(duì)口腔鱗癌細(xì)胞Tca-8113遷移、侵襲的影響/±s
2.5 抑制LATS1能逆轉(zhuǎn)抑制miR
-590對(duì)細(xì)胞Tca
-8113增殖、遷移、侵襲的抑制作用
與anti-miR-NC組比較,anti-miR-590組Tca-8113細(xì)胞LATS1、P21和E-cadherin蛋白的表達(dá)顯著升高,細(xì)胞活力、遷移和侵襲數(shù)目、Cyclin D1和MMP-2蛋白表達(dá)量顯著降低(P
<0.05);與anti-miR-590+si-NC組比較,antimiR-590+si-LATS1組Tca-8113細(xì)胞LATS1、P21和E-cadherin蛋白的表達(dá)顯著降低,細(xì)胞活力、遷移和侵襲數(shù)目、Cyclin D1和MMP-2蛋白表達(dá)量顯著升高(P
<0.05),見圖4、表6、表7。以上結(jié)果表明,抑制LATS1能購(gòu)逆轉(zhuǎn)抑制miR-590對(duì)口腔鱗癌細(xì)胞增殖、遷移、侵襲的影響。近年來(lái),口腔鱗癌的發(fā)病機(jī)制受到越來(lái)越多研究者的關(guān)注。Fu等研究發(fā)現(xiàn),miR-155通過(guò)調(diào)控p27Kip1表達(dá)能夠調(diào)控口腔鱗癌Tca8113細(xì)胞的增殖、周期和凋亡;Rastogi等研究表明下調(diào)miR-377通過(guò)靶向組蛋白去乙?;?(HDAC9)促進(jìn)口腔鱗狀細(xì)胞癌的生長(zhǎng)和遷移。此外,Wang等研究者指出miR-139-5p通過(guò)靶向同源盒A9(HOXA9)抑制口腔鱗癌細(xì)胞的發(fā)生和進(jìn)展。以上研究表明,miRNA在口腔鱗癌的進(jìn)展中發(fā)揮重要作用,探索與口腔鱗癌相關(guān)的miRNA,對(duì)口腔鱗癌的臨床診療意義重大。
圖4 抑制LATS1能逆轉(zhuǎn)抑制miR-590對(duì)口腔鱗癌細(xì)胞Tca-8113增殖、遷移、侵襲蛋白表達(dá)的影響
miR-590表達(dá)異常是惡性腫瘤中常見的分子事件。miR-590在結(jié)腸癌中呈高表達(dá),其與腫瘤臨床病理分期分期及遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移呈正相關(guān),并通過(guò)抑制Wnt抑制因子1(WIF1)和分泌性蛋白Dikkopf-1(DKK1)表達(dá)激活Wnt/β-catenin信號(hào)通路對(duì)結(jié)腸癌細(xì)胞增殖起正性調(diào)控作用;在肝癌細(xì)胞中,miR-590也呈高表達(dá),下調(diào)miR-590可引起肝癌細(xì)胞周期阻滯,抑制肝癌細(xì)胞生長(zhǎng),增加細(xì)胞的化療敏感性;此外,miR-590在卵巢癌中也發(fā)揮癌基因作用。然而,在乳腺癌細(xì)胞中,miR-590表達(dá)下調(diào),過(guò)表達(dá)miR-590可抑制乳腺癌細(xì)胞增殖,促進(jìn)細(xì)胞凋亡,在控制乳腺癌進(jìn)展和骨轉(zhuǎn)移方面具有潛在的臨床應(yīng)用價(jià)值;過(guò)表達(dá)miR-590還可抑制膠質(zhì)母細(xì)胞瘤的遷移、侵襲和上皮間充質(zhì)轉(zhuǎn)化。本研究發(fā)現(xiàn),miR-590在口腔鱗癌組織中表達(dá)水平顯著升高,抑制miR-590表達(dá)能夠抑制Cyclin D1、MMP-2蛋白,促進(jìn)P21和E-cadherin蛋白表達(dá),進(jìn)而降低口腔鱗癌細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲能力。以上研究首次揭示了miR-590在口腔鱗癌進(jìn)展中的作用。
表6 抑制LATS1能逆轉(zhuǎn)抑制miR-590對(duì)口腔鱗癌細(xì)胞Tca-8113增殖的影響/±s
表7 抑制LATS1能逆轉(zhuǎn)抑制miR-590對(duì)口腔鱗癌細(xì)胞Tca-8113遷移、侵襲的影響/±s
為了解miR-590調(diào)控口腔鱗癌的分子機(jī)制,用生物信息學(xué)軟件進(jìn)行miR-590靶基因預(yù)測(cè)發(fā)現(xiàn),LATS1是miR-590的潛在靶基因。LATS1是近年來(lái)發(fā)現(xiàn)的抑制腫瘤發(fā)生發(fā)展的激酶,其與白血病、星形細(xì)胞瘤、乳腺癌、前列腺癌、肺癌、肝癌等多種惡性腫瘤相關(guān)。在腎癌中,沉默LATS1促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的惡性表型,促進(jìn)腎癌細(xì)胞的增殖和轉(zhuǎn)移。在口腔鱗癌中,LATS1基因通過(guò)啟動(dòng)子甲基化而下調(diào),LATS1的表達(dá)下調(diào)與腫瘤的大小、分化程度以及是否有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移相關(guān)。本研究發(fā)現(xiàn),miR-590可靶向負(fù)性調(diào)控LATS1的表達(dá)。過(guò)表達(dá)LATS1可抑制口腔鱗癌細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲能力。實(shí)驗(yàn)表明,抑制LATS1顯著減弱抑制miR-590對(duì)口腔鱗癌細(xì)胞惡性生物學(xué)行為的抑制作用。提示miR-590通過(guò)靶向LATS1參與對(duì)口腔鱗癌進(jìn)展的調(diào)控。
綜上所述,miR-590在口腔鱗癌組織中呈高表達(dá),抑制miR-590通過(guò)靶向LATS1可抑制口腔鱗癌細(xì)胞增殖、遷移和侵襲,從而阻礙口腔鱗癌進(jìn)展。miR-590有望成為口腔鱗癌的新的診療靶點(diǎn)。