鄭小影,郭新建,陳瑞慧,王豐梅,冶俊玲,慧 芳
1.1 實驗材料
1.1.1標本來源 收集2018~2020年青海大學附屬醫(yī)院胃腸外科行CRC根治性手術的80例CRC癌組織及癌旁正常組織石蠟標本,患者年齡40~75歲,平均(50.2±4.5)歲。納入標準:所有患者均未接受術前放、化療及靶向治療;排除標準:合并其他系統(tǒng)惡性腫瘤。所有病例均經(jīng)病理科高年資醫(yī)師會診后確診,本實驗經(jīng)我院醫(yī)學倫理委員會批準通過,且患者均知情同意。
1.1.2細胞系 CRC細胞系SW480、LOVO、HCT116、SW620、RKO及正常腸上皮細胞NCM460均購自上海細胞庫。
1.2 主要試劑與儀器DMEM培養(yǎng)基、血清(美國Gibco公司),Lipofectamine 3000(美國Invitrogen公司),RASSF7抗體(美國Origene公司),RASSF7 plasmid、ShRNA及ShNC(中國GenePhrma公司),Transwell小室(美國Corning公司),MTT及DMSO(武漢華美公司),倒置顯微鏡(日本OLYMPUS),免疫組化試劑及DAB顯色試劑盒(北京中杉金橋公司)。
1.3 方法
1.3.1生物信息學分析 基于GEPIA2數(shù)據(jù)庫(http://gepia2.cancer-pku.cn/#index)使用標準的處理管分析來自GTEx和TCGA數(shù)據(jù)庫中結腸癌(colon adenocarcinoma, COAD)和直腸癌(rectum adenocarcinoma, READ)的667例正常樣本和367例腫瘤樣本的RASSF7 RNA測序表達數(shù)據(jù)。
1.3.2免疫組化及結果判讀 (1)染色:切取4 μm厚石蠟切片,具體操作步驟嚴格按免疫組化SP試劑盒及DAB顯色說明書進行,陰性對照選用PBS代替一抗。(2)判讀標準:RASSF7蛋白在CRC中的表達主要定位于細胞質。根據(jù)著色細胞百分比評分:≤25%為1分,26%~50%為2分,51%~75%為3分,76%~100%為4分;根據(jù)染色強度評分:未著色為0分,淺黃色顆粒為1分,深黃色或黃褐色顆粒為2分。將兩項評分相乘即為該切片的最終得分(0~8分):≤4分定義為低表達,>4分定義為高表達。
1.3.3Western blot 收集待測細胞,提取總蛋白,蛋白定量并配制為同一濃度后煮沸至蛋白變性。10% SDS-PAGE的凝膠電泳,PVDF膜轉膜。5%BSA封閉2 h,加入一抗,4 ℃孵育過夜。洗膜后加入對應的二抗,25 ℃孵育2 h。ECL顯色劑發(fā)光,Bio-Image系統(tǒng)測定條帶灰度值,將其與GAPDH條帶灰度值的比值作為目的蛋白的相對表達量。實驗重復3次,取平均值。
在使用奧斯本檢核表檢核實驗方案時,可以圍繞實驗目的將9個檢核項目進一步細化,拓展出多個不同的問題進行思考,通過小組討論合作探究,形成新的實驗思路或方案,具體檢核方法見表1。
1.3.4細胞培養(yǎng)與轉染 SW480、LOVO、HCT116、SW620、RKO及NCM460置于含10%胎牛血清的DMEM培養(yǎng)基中,在37 ℃、5%CO2飽和濕度的培養(yǎng)箱中孵育。每1~2天換液1次。取對數(shù)生長期的SW480和HCT116細胞接種于6孔板,待細胞密度達60%,采用Lipofectamine 3000對細胞進行瞬時轉染。轉染6 h后更換新鮮培養(yǎng)基,繼續(xù)培養(yǎng)至48 h。
1.3.5MTT法檢測細胞增殖能力 將轉染24 h的細胞按每孔100 μL培養(yǎng)基中含1 000個細胞的密度接種于96孔板中,分別于24、48、72、96、120 h收集細胞,測吸光度。各組細胞加入10 μL MTT(5 mg/mL),培養(yǎng)4 h,吸去上清,每孔加入150 μL DMSO,水平震蕩15 min,酶聯(lián)免疫檢測儀檢測490 nm處各孔的吸光度(A),實驗重復3次,取平均數(shù),繪制細胞生長曲線。
1.3.6Transwell實驗檢測細胞侵襲能力 細胞轉染24 h后,將5×105個細胞接種到不含血清、鋪有基質膠的Transwell上室,繼續(xù)培養(yǎng)24 h后,擦掉表面非侵襲的細胞,用10%中性福爾馬林固定剩余細胞,蘇木精染色。隨機選取10個視野,計數(shù)侵襲到小室下的細胞數(shù)。實驗重復3次,取平均值。
2.1 CRC組織中RASSF7的表達基于GEPIA2數(shù)據(jù)庫分析發(fā)現(xiàn),定義|Log2FC|≤1,P<0.05時,RASSF7在COAD、READ癌組織中的表達量明顯高于癌旁正常組織(P<0.05,圖1)。
圖1 GEPIA2數(shù)據(jù)庫分析結腸癌和直腸癌癌組織及癌旁正常組織中RASSF7的表達:*P<0.05
本組應用免疫組化檢測80例CRC組織及對應癌旁正常組織中RASSF7蛋白的表達,結果發(fā)現(xiàn)CRC組織中RASSF7高表達50例,低表達30例,CRC癌組織中RASSF7的表達明顯高于癌旁正常組織(圖2)。RASSF7高表達與TNM分期(P<0.001)及淋巴結轉移(P=0.030)相關;而與患者年齡(P=0.238)、性別(P=0.065)及腫瘤分化程度(P=0.238)無關(表1)。
表1 CRC中RASSF7表達與臨床病理特征的關系
圖2 RASSF7在CRC組織中的表達:A.癌旁正常組織中RASSF7的表達,SP法;B.CRC組織中RASSF7的表達,SP法
2.2 CRC細胞中RASSF7的表達為明確RASSF7在CRC細胞中的表達,本實驗通過Western blot法檢測CRC細胞系SW480、LOVO、HCT116、SW620、RKO及正常腸上皮細胞NCM460中RASSF7蛋白的表達量,結果顯示:與NCM460相比,RASSF7在CRC細胞系中的表達更高(F=55.34,P<0.01,圖3A)。選出RASSF7表達量較低的SW480(NC組:0.36±0.02vsRASSF7組:0.91±0.02)和表達量較高的HCT116(shNC組:0.85±0.03vsShRASSF7組:0.28±0.03)分別進行過表達及敲除,轉染效率均有統(tǒng)計學意義(P<0.01,圖3B、C)。
圖3 CRC細胞系中RASSF7的表達:A.RASSF7在正常腸上皮細胞及CRC細胞系中的表達;B.SW480細胞株中過表達RASSF7的轉染效率;C.HCT116細胞株中敲除RASSF7的轉染效率;**P<0.01
2.3 RASSF7對CRC細胞增殖能力的影響MTT實驗顯示:SW480細胞株中過表達RASSF7可促進細胞增殖(P<0.01,圖4A);反之,HCT116細胞株中敲除RASSF7可顯著抑制細胞增殖(P<0.01,圖4B)。
圖4 RASSF7對CRC細胞株增殖能力的影響:A.過表達RASSF7對SW480細胞增殖能力的影響;B.敲除RASSF7對HCT116細胞增殖能力的影響,**P<0.01
2.4 RASSF7對CRC細胞侵襲能力的影響Transwell實驗結果顯示:SW480細胞株過表達RASSF7可促進細胞的侵襲能力(NC組:13.30±16.22vsRASSF7組:320.30±17.29,P<0.01,圖5A);反之,HCT116細胞株敲除RASSF7可顯著抑制細胞的侵襲能力(shNC組:197.00±9.54vsshRASSF7組:65.00±6.35,P<0.01,圖5B)。
圖5 RASSF7對CRC細胞株侵襲能力的影響:A.SW480中RASSF7過表達的侵襲能力;B.HCT116中RASSF7敲除的侵襲能力,**P<0.01
CRC是嚴重威脅人類健康的第四大惡性腫瘤[4-5]。我國青海地區(qū)CRC的發(fā)病率居高不下,可能與喜辣的飲食習慣有關。盡管近年來國內外關于CRC的病因及治療的研究取得了一定進步,但是其發(fā)病率和病死率仍呈增長趨勢[6-7]。多數(shù)CRC患者就診時已為晚期,且CRC的治療常以化療為主,但化療具有高毒性且機體反應相對不敏感[8-10]。因此,通過尋找特異性的分子靶定標志物來提高CRC患者的早期診療效率,進而改善患者預后,提高患者生存率成為迫切需要解決的問題[11]。本實驗結合GEPIA2數(shù)據(jù)庫檢測RASSF7在CRC組織中的表達,并通過臨床樣本和細胞系進行驗證,探究RASSF7對CRC增殖及侵襲的影響。
ANCRASSF7SW480
BshNCshRASSF7HCT116
RASSF蛋白質由10名成員組成,以在其C-端(RASSF1-6)或N-端(RASSF7-10)包含RA結構域(Ras相關區(qū)域)著稱。RASSF7(也稱HRC1基因)位于染色體11p15.5,與傳統(tǒng)RASSFs不同,RASSF7在多種癌細胞系中均有表達[12-13],且基因芯片結果顯示RASSF7在多種癌組織中表達上調[14-16],認為其可能促進腫瘤的發(fā)生[17]。
最近很多研究表明,RASSF7在多種癌組織及細胞系中高表達。Zhang等[3]發(fā)現(xiàn)在肝細胞癌中過表達RASSF7可以促進細胞增殖、抑制凋亡,敲除RASSF7則作用相反,且其通過激活MEK1/2-ERK1/2信號通路發(fā)揮作用。Zheng等[1]證實RASSF7在非小細胞肺癌組織和細胞系中高表達,且通過Hippo信號通路促進細胞增殖、遷移及侵襲。韓艷春等[2]實驗結果提示:乳腺癌中RASSF7高表達且在低氧環(huán)境下可以促進乳腺癌上皮-間質轉化,進而促進細胞侵襲、轉移。崔建利等[18]指出RASSF7在人食管鱗狀細胞癌組織和4種食管癌細胞系中均高表達,提示RASSF7基因表達可能與食管鱗狀細胞癌的惡性程度及轉移相關。以上研究均提示RASSF7可能參與惡性腫瘤的進程。
本實驗通過數(shù)據(jù)庫分析發(fā)現(xiàn):RASSF7在CRC組織中的表達明顯高于癌旁正常組織;進一步通過免疫組化檢測80例CRC臨床樣本結果提示:RASSF7在CRC組織中的表達顯著高于癌旁正常組織,這與數(shù)據(jù)庫分析結果一致,且RASSF7高表達與TNM分期及淋巴結轉移相關(P<0.05),而與患者年齡、性別及腫瘤分化程度無關(P>0.05),提示RASSF7高表達可能與CRC的惡性程度及轉移有關;Western blot檢測CRC細胞系SW480、LOVO、HCT116、SW620、RKO及正常腸上皮細胞NCM460中RASSF7的表達發(fā)現(xiàn),CRC細胞系中RASSF7的表達量均高于NCM460(P<0.01)。本實驗選擇相對低表達RASSF7的SW480和相對高表達RASSF7的HCT116分別進行過表達或敲除RASSF7,結果發(fā)現(xiàn)過表達RASSF7可以促進CRC細胞的增殖及侵襲能力;反之,敲除RASSF7則作用相反。提示RASSF7可能在CRC細胞的增殖及侵襲中發(fā)揮關鍵作用。
綜上,RASSF7在CRC組織和細胞系中高表達,敲除RASSF7后細胞的增殖、侵襲能力均被抑制。然而,RASSF7影響CRC生物學行為的具體分子機制目前尚不清楚,還有待于進一步研究。