楊梅 皮國濤 高歡 柳英輝 陳文習
(鄂州市中心醫(yī)院消化內(nèi)科,湖北 鄂州 436000)
胃癌是臨床中常見的一種癌癥,老年人是常發(fā)病人群,主要是由于老年患者對其臨床癥狀的變化不敏感,一旦發(fā)現(xiàn)時,大部分老年患者已經(jīng)處于胃癌中晚期〔1,2〕。目前關于胃癌發(fā)病機制尚不明確,老年患者因為免疫能力降低,大部分患者手術后產(chǎn)生的并發(fā)癥較多,因此具有較高的病死率,研究指出,在老年胃癌患者中常采用新輔助化療配合免疫生物進行治療,能有效地提高患者生存時間〔3〕。RNA干擾是雙鏈RNA經(jīng)過轉錄后導致基因沉默,研究顯示可以替代基因敲除,在腫瘤及病毒感染導致的疾病中被廣泛應用〔4〕。黑色素瘤抗原基因(MAGE)被稱為沉默腫瘤基因,在正常細胞中基本不見表達,在腫瘤細胞轉錄、翻譯中具有重要作用,參與腫瘤演進過程〔5〕。本研究探討siRNA介導MAGE-3沉默抗老年大鼠胃癌活性的作用及相關機制。
1.1材料 選取30只清潔級SD雄性老年大鼠,22~24周齡,體重680~850 g,均由河北伊維沃生物科技有限公司提供,許可證號:YXK(冀)2019-008。均在室溫22℃、濕度50%環(huán)境下飼養(yǎng),自由飲食和飲水。主要試劑和儀器:N-甲基-N′-硝基-N-亞硝基胍(MNNG,山東淄博張店東方化學股份有限公司);蘇木素-伊紅(HE,上海吉瑪公司);四甲基偶氮唑藍(MTT)比色法試劑(中國碧云天生物技術研究所);BglⅡ、HindⅢ內(nèi)切酶(美國Fermentas公司);酶標儀(上海博蘭生物科技有限公司);端粒酶催化亞單位(hTERT)、信號轉導與激活因子(STAT)3、p53、血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)單克隆抗體(美國Amresco公司);二氨基聯(lián)苯胺(DAB)顯色試劑(中國碧云天生物技術研究所)。
1.2方法
1.2.1胃癌模型建立 30只老年大鼠參考張丹等〔6〕文獻建立胃癌模型,具體操作:給予濃度為100 μg/ml MNNG飲用水(在使用前配制,避光保存),連續(xù)干預4 w,之后大鼠出現(xiàn)直徑約為1 cm的腫塊視為胃癌模型建立成功,之后更換為飲用水,共建模成功27只,隨機分為模型組、對照組和MAGE-3沉默組各9只。
1.2.2MAGE-3基因沉默
1.2.2.1靶向MAGE-3基因寡核苷酸建立 嚴格按照siRNA片段設計原則完成,以GenBank中MAGE-3基因序列。通過設計軟件,確定997-1015(GCAGTGATCCTGCATGTFA)、464-482(GGACTCCAGCAACCAAGAA),設計過程中BglⅡ、HindⅢ酶切殘端2對發(fā)卡樣DNA寡核苷酸均由金斯瑞生物科技有限公司完成。寡核苷酸各序列組成為:SiM11:5′-GATCCCCGGACTCCAGCAACCAAGAATT CAAGAGATTCTTGGTTGCTGGAGTCCTTTTTA-3′;SiM12:5′-GGGCCTGAGGTCGTTGGTTCTTAAGTTCT CTAAGAACCAACGACCTCAGGAAAAATTCGA-3′;SiM21:5′-GATCCCCGCAGTGATCCTGCATGTTATTC AAGAGATAACATGCAGGATCACTGCTTTTTTA-3′,SiM22:5′-GGGCGTCACTAGGACGTACAATAAGTTCT CTATTGTACGTCCTAGTGACGAAAAATTCGA-3′。
1.2.2.2寡核苷酸退火及pSUPERneoGFP連接 將提前合成的寡核苷酸SiM11、SiM12、SiM21、SiM22與50 μl H2O溶解,濃度為2 μg/μl;各取2 μl的SiM11、SiM12,加36 μl的退火緩沖液充分混合均勻,在95℃連續(xù)孵育4 min,70℃連續(xù)孵育10 min,緩慢冷卻至4℃。BglⅡ、HindⅢ酶切殘端2對發(fā)卡樣DNA寡核苷酸(pSUPERneoGFP)分別與退火完成后的對照序列,實驗序列重組,反應體系,分為對照組和MAGE-3沉默組。
1.2.3胃癌腫瘤生長狀況及病理學觀察 將大鼠處死后,剝離腫瘤,采用電子天平稱取大鼠腫瘤質(zhì)量,計算腫瘤體積和抑瘤率??焖偬崛√幩来笫笪葛つそM織制作標本,將其置于4%的多聚甲醛中進行固定,制作常規(guī)石蠟切片,在濃度0.5% HE染色10 min,自來水沖洗1次;使用乙醇梯度進行脫水處理,最后用中性樹膠進行封片。
1.2.4胃癌細胞增殖情況 提取大鼠胃癌細胞接種在24孔板中,(5~10)×104/孔,加入1 000 μl的培養(yǎng)基。過夜培養(yǎng)后加50 μl的MTT,連續(xù)培養(yǎng)3~4 h,離心處理后,加500 μl的二甲基亞砜(DMSO)溶液,對藍紫色結晶進行溶解,震蕩處理后加快其完全溶解,通過酶標儀在490 nm波長觀察吸光值。計算各組大鼠胃癌細胞增殖指數(shù)。
1.2.5hTERT、STAT3、p53、VEGF蛋白表達檢測 采用Western印跡檢測,將采集到的血液標本10 000 r/min離心處理10 min,對上清液進行提取后,二喹啉甲酸(BCA)進行蛋白定量檢測,在2×十二烷基硫酸鈉(SDS)凝膠緩沖液中加入50 μg蛋白,在100℃環(huán)境中加熱5 min有助于蛋白發(fā)生變性。凝膠電泳完、轉膜,取膜,4℃環(huán)境下在5%脫脂牛奶中固定、封閉處理時間為1 h,將一抗使用0.05%~0.10% TBST給予稀釋(hTERT、STAT3、p53、VEGF一抗為1∶1 000),4℃孵育過夜保存,之后使用0.05%~0.10% TBST洗膜,3次,5 min/次,二抗被0.05%~0.10% TBST稀釋(1∶10 000),搖動孵育時間為1 h,再次采用TBST連續(xù)洗膜3次,5 min/次。DAB顯色,定量分析蛋白表達情況。以GAPDH為內(nèi)參。
1.3統(tǒng)計學處理 采用SPSS20.0軟件行方差分析、獨立樣本t檢驗。
2.1各組胃癌腫瘤生長狀況比較 與模型組相比,對照組腫瘤質(zhì)量、腫瘤體積升高,MAGE-3沉默組腫瘤質(zhì)量、腫瘤體積下降,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。與對照組相比,MAGE-3沉默組腫瘤質(zhì)量、腫瘤體積降低,抑瘤率〔(16.20±2.72)%vs (24.14±5.15)%〕增加,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。見表1。
2.2各組病理學觀察 模型組和對照組胃黏膜中腺體數(shù)量出現(xiàn)不同程度的減少,胃黏膜固有層逐漸變薄,黏膜下層伴有充血,水腫出現(xiàn),淋巴細胞、嗜酸性粒細胞浸潤嚴重;MAGE-3沉默組胃黏膜厚度逐漸恢復正常,腺體排列整齊,但仍有商量的淋巴細胞浸潤。見圖1。
2.3各組胃癌細胞增殖情況及hTERT、STAT3、p53、VEGF蛋白表達比較 與模型組相比,對照組胃癌細胞增殖指數(shù)、hTERT、STAT3、p53、VEGF蛋白表達升高,MAGE-3沉默組胃癌細胞增殖指數(shù)、hTERT、STAT3、p53、VEGF蛋白表達下降,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。與對照組相比,MAGE-3沉默組胃癌細胞增殖指數(shù)、hTERT、STAT3、p53、VEGF蛋白表達下降,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。見表1、圖2。
表1 各組胃癌腫瘤生長狀況、胃癌細胞增殖指數(shù)hTERT、STAT3、p53、VEGF蛋白表達比較
圖1 各組病理學觀察(HE染色,×200)
圖2 各組hTERT、STAT3、p53、VEGF蛋白表達比較
臨床中胃癌患者發(fā)病特點是惡性程度高,患者具有較高的死亡率,因此導致胃癌治療難度增加。老年胃癌患者隨著年齡增加,各種器官的儲備功能逐漸降低,會伴隨多種基礎疾病發(fā)生〔7〕。目前臨床中多采用手術治療,但患者治療效果不顯著,采用化療會對患者正常細胞帶來損傷,降低免疫力〔8〕。
MAGE-3在黑色素瘤中廣泛存在,并且在多種腫瘤中均有表達,可以作為一種腫瘤特異性共享抗原〔9〕。相關研究顯示,在皮膚損傷愈合過程中,MAGE-1在正常新生皮膚組織中有過表達,因此推測MAGE不僅參與腫瘤發(fā)展,同時在組織細胞正常生長、分化中也有重要作用,可能參與炎癥及組織損傷修復過程〔10,11〕。
本研究結果表明,siRNA介導MAGE-3沉默能明顯抑制胃癌腫瘤生長,從而控制疾病發(fā)展。張國俊等〔12〕研究結果中也證實,RNA干擾介導MAGE3基因表達沉默能明顯降低肺癌獨立性生長能力,從而對肺癌細胞定植起到一定的抑制作用。
端粒酶被稱為逆轉錄酶,hTERT是一種被端粒酶催化的活性亞單位,其水平的高低受細胞端粒酶活性的影響,兩者之間呈正相關〔13〕,因此臨床中主要通過檢測hTERT來反應端粒酶的活性。研究顯示,端粒酶被激活后,端??s短停止,處于動態(tài)平衡,細胞因此具有無限增殖的能力,端粒酶激活、端粒長度,在細胞惡性病變中發(fā)揮著關鍵性的作用〔14,15〕。在胃黏膜細胞-胃癌前病變-胃癌這一過程中,端粒酶逐漸被激活,其活性水平逐漸升高,參與胃癌形成過程〔16〕。本研究結果說明,siRNA介導MAGE-3沉默能抑制端粒酶活性,有助于抑制胃癌惡性增殖,維持細胞穩(wěn)定,從而能進一步維持胃癌細胞增殖、凋亡過程中的重要平衡。
STAT3在信號傳導、通路轉錄中可以作為一種激活因子,參與多種細胞生長、分化、凋亡過程,有研究認為,STAT3在胃癌組織中顯示高水平,在胃癌患者診斷及預后評估中發(fā)揮著關鍵性的作用,可以作為臨床中一種分子標志物,為胃癌治療提供新的研究方向〔17,18〕。p53蛋白表達水平較高及基因大鼠突變,均會促進腫瘤發(fā)展,可能在癌前病變各個階段發(fā)揮作用〔19〕。本文研究中siRNA介導MAGE-3沉默能通過下調(diào)STAT3、p53蛋白表達,抑制腫瘤生長,從而抑制腫瘤活性。VEGF對血管內(nèi)皮細胞有絲分裂過程有一定的誘導作用,促進血管生成,增加血管通透性,參與血管生長過程〔20,21〕。
本研究結果證實,siRNA介導MAGE-3沉默能下調(diào)老年胃癌大鼠VEGF蛋白表達,從而抑制新生血管產(chǎn)生,對胃癌有一定的阻斷和逆轉作用,也是治療胃癌的重要作用機制。
綜上,siRNA介導MAGE-3沉默能抑制老年大鼠胃癌腫瘤生長,通過調(diào)控hTERT、STAT3、p53、VEGF蛋白表達,抑制胃癌活性。