舒家武,李熙君,朱力勤,王燕燕
三陰性乳腺癌(triple-negative breast cancer,TNBC)是一種人表皮生長因子2(human epidermal growth factor receptor 2,HER2)、雌激素受體(estrogen receptor,ER)和孕激素受體(progesterone receptor,PR)均為陰性的乳腺癌。TNBC大約占所有乳腺癌患者的15%~20%,常見于年輕女性,并具有高侵襲、惡性程度高的特點[1]。目前,化療仍然是治療TNBC的主要手段。雖然在治療前期,傳統(tǒng)的化療有效,但TNBC惡性程度高,與其他亞型相比更易復(fù)發(fā)和死亡,4年內(nèi)的復(fù)發(fā)率超過70%[2]。因此,尋找TNBC的治療手段意義重大。
Long non-coding RNA(LncRNA)是一種長度大于200個核苷酸、不具有編碼蛋白質(zhì)功能的RNA,它們參與著細胞增殖、分化、染色體重塑、表觀遺傳調(diào)控、轉(zhuǎn)錄及轉(zhuǎn)錄后調(diào)控等過程[3]。研究發(fā)現(xiàn)LncRNA在乳腺癌、結(jié)腸癌、前列腺癌等腫瘤細胞的生長、耐藥及上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelial-tomesenchymal transition,EMT)等過程中起著重要作用[4]。LncRNA WT1-AS是Wilm’s腫瘤基因的翻譯轉(zhuǎn)錄物,編碼鋅指結(jié)構(gòu)域,同時具有致癌與抑癌作用[5],它的表達量與肝癌患者的生存期呈正相關(guān)[6],而與早期宮頸癌患者生存呈負相關(guān)[7]。有研究發(fā)現(xiàn)WT1-AS在TNBC中表達顯著上調(diào)[8]。但目前關(guān)于WT1-AS在TNBC中的研究仍較少,本文通過檢測WT1-AS在TNBC細胞中的表達,探討WT1-AS對TNBC細胞侵襲、遷移的影響,探討其在TNBC發(fā)生發(fā)展的作用機制。
人乳腺上皮細胞MCF-10A和人乳腺癌細胞MDA-MB-231、MDA-MB-453、MDA-MB-468購自北京協(xié)和細胞資源中心;DMEM/F12和L15培養(yǎng)基購自美國Hyclone公司;馬血清購自上海Solarbio公司;胎牛血清購自美國Gibco公司;胰蛋白酶、BCA蛋白濃度測定試劑盒、RIPA裂解液、5×上樣緩沖液、RNA提取試劑和反轉(zhuǎn)錄試劑、嘌呤霉素及ECL超敏發(fā)光液購自上海Solarbio公司;Lipofectamine RNAiMAX和SYBR Select Master Mix試劑盒購自美國ThermoFisher Scientific公司;shRNA-WT1-AS購自上海RealGene公司;引物購自上海英濰捷基公司;E-cadherin鼠單克隆抗體、N-cadherin鼠單克隆抗體、Vimentin鼠單克隆抗體、Snail鼠單克隆抗體、GAPDH鼠單克隆抗體和HRP標(biāo)記抗鼠抗體購自美國Cell Signaling Technology公司;其余試劑均為國產(chǎn)分析純試劑,購自中國國藥集團化學(xué)試劑有限公司。
1.2.1 細胞培養(yǎng)與慢病毒感染 人乳腺上皮細胞MCF-10A使用含5%熱滅活馬血清、10 μg/ml胰島素、20 ng/ml EGF、100 ng/ml霍亂毒素和0.5 μg/ml氫化可的松DMEM/F12培養(yǎng)基于37℃、5%CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng),每隔兩天更換培養(yǎng)基。
人乳腺癌細胞MDA-MB-231、MDA-MB-453和MDA-MB-468使用含有10%熱滅活胎牛血清(FBS)的L15培養(yǎng)基于37℃,無CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng),每隔兩天更換培養(yǎng)基。
使用10cm的培養(yǎng)皿培養(yǎng)細胞,當(dāng)融合至50%~60%后進行轉(zhuǎn)染。使用Lipofectamine RNAiMAX將WT1-AS轉(zhuǎn)染至MDA-MB-231細胞。感染后培養(yǎng)4周,換成含嘌呤霉素(1.5 μg/ml)的培養(yǎng)基繼續(xù)培養(yǎng)兩周,每3天更換含嘌呤霉素的培養(yǎng)基獲得慢病毒感染且穩(wěn)定敲除WS1-AS的MDAMB-231細胞株。
1.2.2 實時熒光定量PCR(qRT-PCR) 參照說明書利用TRIzol提取細胞總RNA,用反轉(zhuǎn)錄試劑盒進行反轉(zhuǎn)錄得到cDNA。然后利用SYBR Select Master Mix試劑盒在ABI 7900儀器上進行qRT-PCR實驗。采用2-ΔΔCt計算基因相對表達量。引物序列:WT1-AS:5’-GCCTCTCTGTCCTCTTCTTTGT-3’(正義引物),長度22 bp,5’-GCTGTGAGTCCTGGTGCTTAG-3’(反義引物),長度21 bp;GAPDH:5’-GCTCTCTGCTCCTCCTGTTC-3’(正義引物),長度20 bp,5’-ACGACCAAATCCGTTGACTC3’(反義引物),長度20 bp。
1.2.3 劃痕實驗 將對數(shù)生長期的MDA-MB-231細胞接種至6孔板,培養(yǎng)24 h后用200 μl槍頭劃痕,然后用0.01 mol/L PBS沖洗3次,并更換為含有1%血清的培養(yǎng)基,劃痕后0、24 h觀察細胞遷移并拍照。遷移率=(寬度0h-寬度24h)/寬度0h×100%。
1.2.4 Transwell實驗 將Transwell小室放置24孔板中,小室內(nèi)膜用Matrigel膠(1:8稀釋)80 μl均勻涂抹,37℃孵育30 min使膠凝固。使用無血清培養(yǎng)基稀釋腫瘤細胞,將1×105個細胞(100 μl)加入Transwell上室,在下室中加入600 μl含10%FBS的培養(yǎng)基,置于培養(yǎng)箱培養(yǎng)24 h。然后將細胞固定并用結(jié)晶紫染色,擦拭去掉內(nèi)膜的細胞,于鏡下拍照并統(tǒng)計細胞數(shù)量。
1.2.5 Western blot實驗 收集各組的心肌細胞,使用含有蛋白酶抑制劑Cocktail的RIPA裂解液冰上裂解細胞提取總蛋白,通過BCA法測定蛋白濃度,并將蛋白液95℃處理5 min變性。取50 μg蛋白樣本行8%SDS-PAGE。濕法轉(zhuǎn)印至PVDF膜上,5%脫脂牛奶室溫封閉1 h,加入E-cadherin、N-cadherin、Vimentin、Snail和GAPDH抗體4℃過夜。二抗室溫孵育1 h,凝膠成像系統(tǒng)采集圖像。
采用GraphPad Prism 8軟件進行統(tǒng)計分析。數(shù)據(jù)用()表示,組間比較采用Student’st-test檢驗。P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
qRT-PCR結(jié)果顯示,TNBC細胞MDAMB-231、MDA-MB-453、MDA-MB468中LncRNA WT1-AS的表達量顯著高于正常乳腺細胞MCF10A(P=0.001、P=0.007、P=0.005),見圖1A。轉(zhuǎn)染后MDA-MB-231細胞LncRNA WT1-AS的表達量顯著降低(P=0.001),見圖1B。
圖1 LncRNA WT1-AS在TNBC細胞中的表達Figure 1 Expression of LncRNA WT1-AS in triplenegative breast cancer (TNBC) cells
Transwell結(jié)果顯示,在沉默MDA-MB-231細胞LncRNA WT1-AS表達后,穿膜細胞的數(shù)量由107±6下降至61±5,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.005),見圖 2。表明下調(diào)LncRNA WT1-AS可以抑制MDA-MB-231細胞侵襲能力。
劃痕實驗結(jié)果表明,沉默MDA-MB-231細胞LncRNA WT1-AS表達后,細胞在24 h時的遷移率顯著下降(Vector:(52.0±2.7)%,Si-WT1-AS:(35.6±2.9)%;P=0.002),見圖3。表明下調(diào)LncRNA WT1-AS可以抑制MDA-MB-231細胞遷移能力。
Western blot結(jié)果顯示,沉默MDA-MB-231細胞LncRNA WT1-AS表達后,E-cadherin表達量顯著上調(diào)(P=0.000),N-cadherin、Vimentin和Snail表達量顯著下調(diào)(P=0.000),見圖4。說明下調(diào)LncRNA WT1-AS抑制了MDA-MB-231細胞的EMT能力。
圖2 Transwell實驗檢測LncRNA WT1-AS對MDAMB-231細胞侵襲能力的影響 (×200)Figure 2 Effect of LncRNA WT1-AS on invasion ability of MDA-MB-231 cells detected by Transwell assay (×200)
圖3 劃痕實驗檢測LncRNA WT1-AS對MDA-MB-231細胞侵襲能力的影響(×100)Figure 3 Effect of LncRNA WT1-AS on invasion ability of MDA-MB-231 cells detected by wound healing assay (×100)
圖4 Western blot檢測LncRNA WT1-AS對MDA-MB-231細胞E-cadherin、N-cadherin、Vimentin和Snail表達的影響Figure 4 Effect of LncRNA WT1-AS on E-cadherin,N-cadherin,Vimentin and Snail expression in MDAMB-231 cells detected by Western blot
TNBC是乳腺癌中預(yù)后最差的亞型,其中位生存期很少超過18月[9]。只有30%~45%的TNBC患者可以達到與其他乳腺癌亞型相同的病理完全緩解和生存率[10]。目前,仍然沒有有效的靶點治療TNBC。LncRNA在腫瘤的發(fā)生發(fā)展中扮演著重要作用。眾多LncRNA在腫瘤中發(fā)生失調(diào),它們可能是治療腫瘤的潛在靶點[3]。研究發(fā)現(xiàn),WT1-AS在人胃癌組織中表達下調(diào),過表達后胃癌細胞的增殖、遷移、侵襲受到抑制[11-12]。此外,過表達WT1-AS抑制了宮頸癌細胞的凋亡、遷移、侵襲[12]。目前關(guān)于WT1-AS在TNBC中的表達及其發(fā)生發(fā)展中的作用未見報道。我們檢測發(fā)現(xiàn)WT1-AS在MDAMB-231、MDA-MB-453及MDA-MB-468等TNBC細胞中表達升高。沉默WT1-AS后,通過Transwell和劃痕實驗發(fā)現(xiàn),MDA-MB-231細胞的侵襲和遷移能力受到抑制。這說明WT1-AS具有促進TNBC細胞MDA-MB-231侵襲與遷移的能力。
EMT是一種高度保守的細胞程序,調(diào)控極化上皮細胞轉(zhuǎn)化為可運動的間質(zhì)細胞,在腫瘤發(fā)生發(fā)展過程中,細胞間的黏附性降低,極性喪失,基質(zhì)重塑。EMT與腫瘤的發(fā)生、惡性進展、腫瘤干細胞、遷移、腫瘤細胞進入血循環(huán)、侵襲及藥物抵抗相關(guān)[12]。E-cadherin、N-cadherin是跨膜黏附糖蛋白,EMT的進程中出現(xiàn)上皮細胞標(biāo)志物E-cadherin表達降低,間質(zhì)細胞標(biāo)志物N-cadherin表達上調(diào),此外,Vimentin和Snail亦是EMT發(fā)生的兩個標(biāo)志物[13]。本研究發(fā)現(xiàn),沉默WT1-AS后,E-cadherin表達上調(diào),N-cadherin、Vimentin和Snail表達下調(diào)。說明沉默WT1-AS逆轉(zhuǎn)了MDA-MB-231細胞EMT的過程。
綜上所述,本研究發(fā)現(xiàn)WT1-AS在TNBC細胞的侵襲遷移過程中發(fā)揮著重要作用,并發(fā)現(xiàn)WT1-AS通過調(diào)控EMT促進TNBC細胞的侵襲遷移。這提示了調(diào)控WT1-AS也許是治療TNBC可能的手段之一,但其具體機制仍需要進一步研究。