趙瑩,丁俊姍,楊慧麗
作者單位:1河南省胸科醫(yī)院體檢中心,河南 鄭州 450000;2鄭州市婦幼保健院,a婦科二區(qū),b產(chǎn)科二區(qū),河南 鄭州 450000
卵巢癌是常見的女性生殖系統(tǒng)惡性腫瘤,嚴(yán)重威脅女性生命健康。卵巢癌的治療以手術(shù)切除和以鉑類為基礎(chǔ)的化療為主,化療耐藥是卵巢癌復(fù)發(fā)和治療失敗的主要原因之一[1]。因此,尋找安全有效的抗腫瘤藥物迫在眉睫。魚藤素是一種從豆科植物中提取的黃酮類化合物,具有抗腫瘤活性。研究顯示,魚藤素可誘導(dǎo)胃癌SGC7901/VCR 細(xì)胞程序性壞死[2],抑制非小細(xì)胞肺癌細(xì)胞遷移和侵襲[3]。Kruppel 樣因子(KLFs)作為一個轉(zhuǎn)錄因子家族,在DNA 結(jié)合以及核定位中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。Kruppel樣因子15(KLF15)是KLFs家族成員之一,從人腎臟cDNA 文庫中獲得。KLF15 表達(dá)于人體多個組織,如肝臟、腎臟和骨骼肌等[4]。近年來研究顯示,KLF15在腫瘤的發(fā)生發(fā)展中起關(guān)鍵作用。如高溫杰等[5]研究表明,KLF15 基因在乳腺癌組織中呈低表達(dá),上調(diào)其表達(dá)可抑制癌細(xì)胞增殖及克隆能力,對癌細(xì)胞周期進(jìn)程起到阻滯作用,可作為乳腺癌治療的潛在分子靶點。但目前,有關(guān)KLF15 對卵巢癌細(xì)胞增殖及凋亡影響的研究甚少。本研究于2019年3月至2020 年3 月進(jìn)行,探討了魚藤素是否能通過調(diào)控KLF15而影響卵巢癌SKOV3細(xì)胞增殖及凋亡,旨在為魚藤素用于卵巢癌的治療奠定實驗基礎(chǔ)。
1.1 材料與試劑卵巢癌SKOV3 細(xì)胞由中國科學(xué)院上海細(xì)胞庫提供,魚藤素(純度>97%)購自美國Selleck 公司,RPMI 1640 培養(yǎng)基由北京索萊寶科技有限公司提供,細(xì)胞計數(shù)試劑盒-8(CCK-8)及二喹啉甲酸(BCA)試劑盒由上海碧云天生物技術(shù)有限公司提供,LipofectamineTM2000 試劑盒及Trizol 試劑由美國Invitrogen 公司提供,KLF15 的小干擾RNA(si-KLF15)、亂序無意義陰性序列(si-NC)以及KLF15過表達(dá)載體(pcDNA-KLF15)、空載體(pcDNA)由上海吉瑪制藥技術(shù)有限公司提供,細(xì)胞凋亡試劑盒由江蘇凱基生物技術(shù)股份有限公司提供,兔抗人細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶抑制劑1(P21、)細(xì)胞周期蛋白D1(CyclinD1)、B 淋巴細(xì)胞瘤-2(Bcl-2)以及B 淋巴細(xì)胞瘤-2 相關(guān)X 蛋白(Bax)單克隆抗體均由武漢博士德生物技術(shù)有限公司提供,兔抗人甘油醛-3-磷酸脫氫酶(GAPDH)多克隆抗體和山羊抗兔二抗多克隆抗體由武漢博士德生物技術(shù)有限公司提供,羊抗人KLF15 多克隆抗體由美國Abcam 公司提供,逆轉(zhuǎn)錄、PCR 試劑盒均由深圳晶美生物工程有限公司提供,PCR引物由上海生工生物工程有限公司提供。
1.2 實驗方法
1.2.1SKOV3細(xì)胞培養(yǎng)和轉(zhuǎn)染 復(fù)蘇SKOV3細(xì)胞,用含10%胎牛血清的RPMI 1640 培養(yǎng)基培養(yǎng),常規(guī)在37 ℃、5%二氧化碳、97%濕度的培養(yǎng)箱培養(yǎng),當(dāng)細(xì)胞融合至90%時,常規(guī)進(jìn)行細(xì)胞清洗、消化及傳代培養(yǎng)。取對數(shù)生長期SKOV3細(xì)胞,1×105個/孔接種于6孔板,細(xì)胞融合達(dá)到60%時,以不含胎牛血清的RP?MI 1640 培養(yǎng)基進(jìn)行更換。將pcDNA-KLF15、pcD?NA、si-KLF15和si-NC轉(zhuǎn)染至SKOV3細(xì)胞。轉(zhuǎn)染6 h后,以含10%胎牛血清的RPMI 1640 培養(yǎng)基進(jìn)行更換,于轉(zhuǎn)染48 h 時進(jìn)行qRT-PCR 驗證無誤后再收集細(xì)胞進(jìn)行后續(xù)實驗,均嚴(yán)格按試劑盒說明進(jìn)行操作。
1.2.2細(xì)胞分組 未轉(zhuǎn)染的SKOV3 細(xì)胞根據(jù)魚藤素劑量分為低劑量魚藤素組(Deguelin-L)、中劑量魚藤素組(Deguelin-M)、高劑量魚藤素組(Deguelin-H)及對照組(Control)。對照組細(xì)胞用常規(guī)培養(yǎng)基進(jìn)行培養(yǎng),Deguelin-L、Deguelin-M、Deguelin-H 組細(xì)胞分別用含2.5 μmol/L、5 μmol/L、10 μmol/L[6]魚藤素的培養(yǎng)基培養(yǎng)。轉(zhuǎn)染pcDNA-KLF15、pcDNA 的細(xì)胞常規(guī)培養(yǎng)基正常培養(yǎng),分別記為pcDNA-KLF15 組和pcDNA 組。用含10μmol/L 魚藤素的培養(yǎng)基對轉(zhuǎn)染si-KLF15、si-NC 的細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng),分別記為Degue?lin+si-KLF15組和Deguelin+si-NC組。
1.2.3CCK-8 檢測細(xì)胞增殖 未轉(zhuǎn)染及轉(zhuǎn)染后的SKOV3 細(xì) 胞 以0.5×104個/孔 接 種 于96 孔 板,按“1.2.2”中分組方法進(jìn)行分組處理,每組3 個復(fù)孔。在培養(yǎng)48 h 時,每孔加入CCK-8 工作液100μL。繼續(xù)培養(yǎng)2 h 后,應(yīng)用酶標(biāo)儀對450 nm 處光密度值(OD)進(jìn)行測定。OD值越小表明細(xì)胞活性越低。
1.2.4流式細(xì)胞儀檢測細(xì)胞凋亡 未轉(zhuǎn)染及轉(zhuǎn)染后的SKOV3 細(xì)胞以2.5×104個/孔接種于24 孔板,按“1.2.2”中分組方法進(jìn)行分組處理,每組3個復(fù)孔。在培養(yǎng)48 h時,吸棄培養(yǎng)基,用0.25%胰蛋白酶進(jìn)行消化,并收集細(xì)胞。取1.0×106個細(xì)胞,用PBS進(jìn)行2次清洗,并與500μL結(jié)合緩沖液混勻。依次加入10μL的膜聯(lián)蛋白V-FITC(Annexin V-FITC),5 μL 碘化丙啶(PI),混勻后室溫下避光孵育10 min,用流式細(xì)胞儀嚴(yán)格按凋亡檢測試劑盒說明檢測細(xì)胞凋亡情況。
1.2.5Western blotting 法檢測細(xì)胞中相關(guān)蛋白表達(dá) 未轉(zhuǎn)染及轉(zhuǎn)染后的SKOV3 細(xì)胞以2.5×104個/孔接種于24 孔板,按“1.2.2”中分組方法進(jìn)行分組處理,每組3 個復(fù)孔。在培養(yǎng)48 h 時,吸棄培養(yǎng)基,用0.25%胰蛋白酶進(jìn)行消化,并收集細(xì)胞。常規(guī)加入RIPA細(xì)胞裂解液對細(xì)胞蛋白進(jìn)行提取,BCA蛋白試劑盒對蛋白含量進(jìn)行檢測,取適量蛋白溶液進(jìn)行蛋白變性后,進(jìn)行SDS-PAGE,將分離的蛋白凝膠轉(zhuǎn)移至PVDF 膜,常規(guī)室溫封閉2 h。分別加入P21(兔抗人單克隆抗體,1∶1 000)、CyclinD1(兔抗人單克隆抗體,1∶2 000)、Bcl-2(兔抗人單克隆抗體,1∶2 000)、Bax(兔抗人單克隆抗體,1∶2 000)、KLF15(羊抗人多克隆抗體,1∶1 000)及GAPDH(兔抗人多克隆抗體,1∶2 000)一抗,4 ℃進(jìn)行24 h 孵育。TBST 洗膜。加入辣根過氧化酶標(biāo)記的二抗(山羊抗兔多克隆抗體,1∶5 000),室溫孵育1 h。TBST洗膜。加入ELC,暗室顯影、拍照。以GAPDH 為內(nèi)參,應(yīng)用Image J軟件對各蛋白條帶灰度值進(jìn)行分析,并計算各蛋白相對表達(dá)水平。
1.2.6實時熒光定量PCR(RT-qPCR)檢測KLF15 mRNA 表達(dá) 未轉(zhuǎn)染的SKOV3 細(xì)胞以2.5×104個/孔接種于24孔板,按照“1.2.2”中分組方法進(jìn)行分組處理,每組3 個復(fù)孔。在培養(yǎng)48 h 時,吸棄培養(yǎng)基,用0.25%胰蛋白酶進(jìn)行消化,并收集細(xì)胞。Trizol試劑對細(xì)胞總RNA 進(jìn)行提取,應(yīng)用紫外分光光度計對RNA的純度及濃度進(jìn)行定量檢測。按逆轉(zhuǎn)錄試劑盒說明快速將RNA 逆轉(zhuǎn)錄為cDNA。PCR 擴(kuò)增條件:95 ℃預(yù)變性5 min,95 ℃變性15 s,60 ℃退火30 s,72 ℃延伸30 s,共35 個循環(huán)。引物序列:KLF15 正向引物5'-GCGTAGA GTCHAGCTGCTGAACG-3',反向 引 物 5'-CGAAAGCTGCGAACCGTCGATGC-3';GAPDH 正向引物5'-CGAGAGAATCCGCGGACAT-3',反 向 引 物5'-TTGTGCAATACAGCGTGGAC-3'。以GAPDH 為內(nèi)參,2-ΔΔCt法計算KLF15mRNA 的相對表達(dá)水平。
1.3 統(tǒng)計學(xué)方法應(yīng)用SPSS 22.0 軟件對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。計量資料均符合正態(tài)分布,以xˉ±s表示。兩組間比較采用兩獨立樣本t檢驗。多組間比較采用單因素方差分析及兩兩比較的SNK-q檢驗。以P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
2.1 魚藤素對卵巢癌細(xì)胞增殖的影響與對照組比較,魚藤素組SKOV3 細(xì)胞活性及CyclinD1 蛋白表達(dá)水平降低(P<0.05),P21 蛋白表達(dá)水平升高(P<0.05),且具有劑量依賴性(P<0.05)。見圖1,表1。
表1 魚藤素對SKOV3細(xì)胞活性及CyclinD1和P21蛋白表達(dá)的影響/±s
表1 魚藤素對SKOV3細(xì)胞活性及CyclinD1和P21蛋白表達(dá)的影響/±s
注:Control為對照組,Deguelin-L為低劑量魚藤素組,Deguelin-M為中劑量魚藤素組,Deguelin-H 為高劑量魚藤素組,P21 為細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶抑制劑1,CyclinD1為細(xì)胞周期蛋白。
?
圖1 魚藤素對SKOV3細(xì)胞中CyclinD1和P21蛋白表達(dá)的影響
2.2 魚藤素對卵巢癌細(xì)胞凋亡的影響與對照組比較,魚藤素組SKOV3細(xì)胞凋亡率、Bax蛋白表達(dá)水平升高(P<0.05),Bcl-2 蛋白表達(dá)水平降低(P<0.05),且具有劑量依賴性(P<0.05)。見圖2,表2。
表2 魚藤素對SKOV3細(xì)胞凋亡及Bax和Bcl-2蛋白表達(dá)的影響/±s
表2 魚藤素對SKOV3細(xì)胞凋亡及Bax和Bcl-2蛋白表達(dá)的影響/±s
注:Control為對照組,Deguelin-L為低劑量魚藤素組,Deguelin-M為中劑量魚藤素組,Deguelin-H 為高劑量魚藤素組,Bcl-2 為B 淋巴細(xì)胞瘤-2,Bax為B淋巴細(xì)胞瘤-2相關(guān)X蛋白。①與Control 組比較,P<0.05。②與Deguelin-L 組比較,P<0.05;③與Deguelin-M組比較,P<0.05。
?
圖2 魚藤素對SKOV3細(xì)胞凋亡及Bax和Bcl-2蛋白表達(dá)的影響:A為流式細(xì)胞術(shù)檢測魚藤素作用SKOV3細(xì)胞后細(xì)胞凋亡情況;B為Western blotting檢測魚藤素作用SKOV3細(xì)胞后細(xì)胞中Bax和Bcl-2蛋白表達(dá)
①與Control 組比較,P<0.05。②與Deguelin-L 組比較,P<0.05。③與Deguelin-M組比較,P<0.05。
2.3 魚藤素對卵巢癌細(xì)胞KLF15 表達(dá)的影響與對照組比較,魚藤素組SKOV3細(xì)胞中KLF15蛋白表達(dá)水平升高(P<0.05),且具有劑量依賴性(P<0.05)。見圖3,表3。
表3 魚藤素對SKOV3細(xì)胞中KLF15表達(dá)的影響/±s
表3 魚藤素對SKOV3細(xì)胞中KLF15表達(dá)的影響/±s
注:Control為對照組,Deguelin-L為低劑量魚藤素組,Deguelin-M為中劑量魚藤素組,Deguelin-H 為高劑量魚藤素組,KLF15 為Krup?pel樣因子15。①與Control 組比較,P<0.05。②與Deguelin-L 組比較,P<0.05。③與Deguelin-M組比較,P<0.05。
?
圖3 魚藤素對SKOV3細(xì)胞中KLF15蛋白表達(dá)的影響
2.4 上調(diào)KLF15 表達(dá)對卵巢癌細(xì)胞增殖和凋亡的影響與pcDNA 組比較,pcDNA-KLF15 組SKOV3細(xì)胞活性、CyclinD1 及Bcl-2 蛋白表達(dá)水平降低(P<0.05),細(xì)胞凋亡率、P21及Bax蛋白表達(dá)水平升高(P<0.05)。見表4,5。
表4 上調(diào)KLF15表達(dá)對SKOV3細(xì)胞活性及CyclinD1和P21蛋白表達(dá)的影響/±s
表4 上調(diào)KLF15表達(dá)對SKOV3細(xì)胞活性及CyclinD1和P21蛋白表達(dá)的影響/±s
注:KLF15 為Kruppel樣因子15,pcDNA 為空載體,pcDNAKLF15 為KLF15 過表達(dá)載體,P21 為細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶抑制劑1,CyclinD1為細(xì)胞周期蛋白D1。
?
2.5 下調(diào)KLF15 表達(dá)降低了魚藤素對卵巢癌細(xì)胞增殖和凋亡的影響與魚藤素+si-NC 組比較,魚藤素+si-KLF15 組SKOV3 細(xì)胞活性、CyclinD1 及Bcl-2蛋白表達(dá)水平升高(P<0.05),細(xì)胞凋亡率、P21 及Bax蛋白表達(dá)水平降低(P<0.05)。見表6,7。
表5 上調(diào)KLF15表達(dá)對SKOV3細(xì)胞凋亡及Bax和Bcl-2蛋白表達(dá)的影響/±s
表5 上調(diào)KLF15表達(dá)對SKOV3細(xì)胞凋亡及Bax和Bcl-2蛋白表達(dá)的影響/±s
注:KLF15 為Kruppel 樣 因 子15,pcDNA 為 空 載 體,pcDNAKLF15 為KLF15 過表達(dá)載體,Bcl-2 為B 淋巴細(xì)胞瘤-2,Bax 為B 淋巴細(xì)胞瘤-2相關(guān)X蛋白。
?
表6 下調(diào)KLF15表達(dá)對魚藤素作用的SKOV3細(xì)胞活性及CyclinD1和P21蛋白表達(dá)的影響/±s
表6 下調(diào)KLF15表達(dá)對魚藤素作用的SKOV3細(xì)胞活性及CyclinD1和P21蛋白表達(dá)的影響/±s
注:KLF15為Kruppel樣因子15,Deguelin+si-NC為魚藤素+亂序無意義陰性序列,Deguelin+si-KLF15為魚藤素+LF15的小干擾RNA,P21為細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶抑制劑1,CyclinD1為細(xì)胞周期蛋白D1。
?
表7 下調(diào)KLF15表達(dá)對魚藤素作用的SKOV3細(xì)胞凋亡及Bax和Bcl-2蛋白表達(dá)的影響/±s
表7 下調(diào)KLF15表達(dá)對魚藤素作用的SKOV3細(xì)胞凋亡及Bax和Bcl-2蛋白表達(dá)的影響/±s
注:KLF15 為Kruppel 樣因子15,Deguelin+si-NC 為魚藤素+亂序無意義陰性序列,Deguelin+si-KLF15 為魚藤素+KLF15 的小干擾RNA,Bcl-2為B淋巴細(xì)胞瘤-2,Bax為B淋巴細(xì)胞瘤-2相關(guān)X蛋白。
?
近年來研究顯示,魚藤素可通過調(diào)控多條信號通路調(diào)控腫瘤細(xì)胞的生物學(xué)行為,并且對正常組織細(xì)胞無明顯損傷,具有良好的應(yīng)用前景[7-8]。如Chen等[9]研究顯示,魚藤素能通過時間及劑量依賴性發(fā)揮其抑制結(jié)腸癌細(xì)胞系SW620及RKO增殖的作用,并誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡,其機制與激活p38 MAPK 途徑有關(guān)。Li 等[10]研究顯示,魚藤素通過下調(diào)B 細(xì)胞特異的莫洛尼白血病毒插入位點1(Bmi1)表達(dá)抑制非小細(xì)胞肺癌細(xì)胞的生長。Ye等[11]研究顯示,魚藤素通過下調(diào)半乳糖凝集素-1(Galectin-1)的表達(dá)誘導(dǎo)肺鱗狀細(xì)胞癌細(xì)胞凋亡。但目前,魚藤素對卵巢癌細(xì)胞增殖和凋亡的影響及機制還未知。
細(xì)胞增殖異常是惡性腫瘤生物學(xué)特征之一,抑制腫瘤細(xì)胞增殖可延緩腫瘤進(jìn)展。CyclinD1作為一種細(xì)胞周期調(diào)控因子,其高表達(dá)能加速細(xì)胞分裂由G1期向S期轉(zhuǎn)化,從而促進(jìn)細(xì)胞的增殖[12-13]。而P21作為一種腫瘤抑制因子,其高表達(dá)能抑制細(xì)胞增殖[14]。本研究顯示,2.5μmol/L、5μmol/L、10μmol/L的魚藤素作用于卵巢癌SKOV3細(xì)胞后,細(xì)胞活性及CyclinD1 蛋白表達(dá)降低,P21 蛋白表達(dá)升高,這表明魚藤素對SKOV3細(xì)胞增殖具有抑制作用。誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡是腫瘤臨床治療的一種途徑。促凋亡蛋白Bax 及抗凋亡蛋白Bcl-2 共同參與細(xì)胞凋亡的調(diào)控,Bax 表達(dá)增加誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡,而Bcl-2 表達(dá)增加則會抑制細(xì)胞凋亡[15-16]。本研究中魚藤素可提高SKOV3細(xì)胞凋亡率及Bax蛋白表達(dá),抑制Bcl-2蛋白表達(dá),并存在劑量依賴性,說明魚藤素具有誘導(dǎo)SKOV3細(xì)胞凋亡的作用,可能是潛在的治療卵巢癌的藥物。
KLF15 作為KLFs 家族成員,N 端的絲氨酸和脯氨酸,能發(fā)揮轉(zhuǎn)錄激活功能,有研究表明,KLF15 參與了多種腫瘤的發(fā)生及發(fā)展,可能作為腫瘤分子治療的潛在靶點[17-18]。研究顯示,KLF15 蛋白在肺腺癌組織中呈低表達(dá),且生存率也隨其表達(dá)的降低而降低,上調(diào)其表達(dá)對肺腺癌細(xì)胞生長具有明顯抑制作用,可作為肺腺癌病人的潛在治療靶點和預(yù)后分子標(biāo)志物[19]。KLF15 蛋白在胃癌組織中呈低表達(dá),其表達(dá)水平與病人臨床分期呈負(fù)相關(guān),且表達(dá)水平越低,淋巴結(jié)及遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移風(fēng)險越高,上調(diào)KLF15 表達(dá)可抑制胃癌細(xì)胞增殖[20]。本研究通過轉(zhuǎn)染KLF15過表達(dá)載體上調(diào)KLF15 表達(dá)后,SKOV3 細(xì)胞的活性降低,細(xì)胞凋亡率升高,表明上調(diào)KLF15 表達(dá)對SKOV3 細(xì)胞增殖具有抑制作用,并能促進(jìn)細(xì)胞凋亡,可作為卵巢癌分子治療的潛在靶點。本研究還顯示,魚藤素可促進(jìn)卵巢癌SKOV3細(xì)胞中KLF15蛋白及mRNA 的表達(dá),而下調(diào)KLF15 表達(dá)能逆轉(zhuǎn)魚藤素抑制SKOV3細(xì)胞增殖及促進(jìn)細(xì)胞凋亡的作用,提示魚藤素能通過上調(diào)KLF15 表達(dá)抑制SKOV3 細(xì)胞的增殖,同時誘導(dǎo)SKOV3細(xì)胞的凋亡。
綜上所述,魚藤素可有效抑制卵巢癌SKOV3細(xì)胞增殖,并誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡,其可能通過上調(diào)細(xì)胞中KLF15 表達(dá)發(fā)揮作用,具有開發(fā)為治療卵巢癌藥物的潛在價值。