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        MUC16對骨肉瘤細胞增殖和侵襲能力的影響

        2022-11-15 06:20:52李名武王勤志孫法瑞
        檢驗醫(yī)學(xué) 2022年10期
        關(guān)鍵詞:研究

        李名武, 王勤志, 孫法瑞

        (鄂東醫(yī)療集團市 黃石市中心醫(yī)院 湖北理工學(xué)院附屬醫(yī)院骨科,湖北 黃石 435000)

        骨肉瘤好發(fā)于兒童和青少年人群,隨著治療方法的不斷改進,患者生存率有所提高[1],但由于骨肉瘤的侵襲性強、復(fù)發(fā)率高、易早期發(fā)生遠隔轉(zhuǎn)移,使得患者總體預(yù)后仍然較差[2]。黏蛋白16(mucin 16,MUC16)是黏蛋白家族成員,在上皮保護和修復(fù)中發(fā)揮著重要作用,與信號通路傳導(dǎo)調(diào)控及免疫應(yīng)答關(guān)系密切[3]。有研究發(fā)現(xiàn),MUC16參與了卵巢癌[4]、膽囊癌[5]、子宮內(nèi)膜癌[6]、肺癌[7]等多種惡性腫瘤的發(fā)生、發(fā)展過程。然而,關(guān)于MUC16與骨肉瘤關(guān)系的研究較少。為此,本研究擬探討MUC16對人骨肉瘤細胞系U2OS增殖和侵襲能力的影響。

        1 材料和方法

        1.1 儀器與試劑

        人骨肉瘤細胞系U2OS購自上海通派生物科技有限公司,McCoy's 5A培養(yǎng)液購自上海研生生物技術(shù)科技有限公司,胎牛血清、胰蛋白酶、青霉素、鏈霉素均購自美國Gibco公司。MUC16干擾序列和對照序列由上海美軒生物科技有限公司設(shè)計合成。Lipofectamine 2000脂質(zhì)體轉(zhuǎn)染試劑和Trizol提取試劑均購自美國Invitrogen公司,逆轉(zhuǎn)錄和聚合酶鏈反應(yīng)(polymerase chain reaction,PCR)擴增試劑購自寶生物工程(大連)有限公司,MUC16和內(nèi)參引物序列由生工生物工程(上海)股份有限公司設(shè)計合成。噻唑藍(methyl thiazolyl tetrazolium,MTT)購自上??迫A生物工程股份有限公司,二甲基亞砜(dimethyl sulfoxide,DMSO)購自北京博潤萊特科技有限公司,Transwell小室購自美國Corning公司,基質(zhì)膠購自美國BD公司。兔抗人MUC16單克隆抗體購自英國Abcam公司,兔抗人上皮型鈣黏蛋白(epithelial-cadherin,E-Cad)多克隆抗體、兔抗人神經(jīng)型鈣黏蛋白(neuropathic-cadherin,N-Cad)單克隆抗體均購自美國Santa Cruz公司。StepOne實時熒光定量PCR儀購自美國ABI公司,DP-6100型酶標儀購自北京亞歐德鵬科技有限公司。

        1.2 方法

        1.2.1 細胞培養(yǎng) 采用含10%胎牛血清的McCoy's 5A培養(yǎng)液于37 ℃、5% CO2條件下培養(yǎng)U2OS細胞。培養(yǎng)24 h后,用胰蛋白酶消化,傳代培養(yǎng)。取對數(shù)生長期細胞,用胰蛋白酶消化,接種于6孔板,密度為2.5×106/孔,待細胞融合度為80%以上時,按Lipofectamine 2000脂質(zhì)體轉(zhuǎn)染試劑說明書對細胞進行分組轉(zhuǎn)染。(1)sh-MUC16組:轉(zhuǎn)染MUC16干擾序列sh-1(5'-ACAGCAGCATCAAGAGTTATT-3')、si-2(5'-GGAGCAAGTCTTTCTAGATAA-3');(2)sh-Control組:轉(zhuǎn)染陰性對照序列(5'-GGAATCTCATTCGATGCATAC-3');(3)空白組:不作任何處理。轉(zhuǎn)染后繼續(xù)培養(yǎng)48 h。

        1.2.2 實時熒光定量PCR檢測MUC16 mRNA表達 取各組轉(zhuǎn)染后培養(yǎng)48 h的U2OS細胞,胰蛋白酶消化,加入細胞裂解液,采用Trizol提取試劑提取總RNA,采用UV-1801紫外/可見分光光度計(北京瑞利分析儀器公司)檢測純度和濃度,以吸光度(A)260nm/A280nm比值>1.80為合格。采用逆轉(zhuǎn)錄試劑將RNA逆轉(zhuǎn)錄為互補DNA(complementary DNA,cDNA),以cDNA為模板進行擴增。PCR條件:94 ℃ 3 min;94 ℃ 30 s,62 ℃ 30 s,74 ℃ 30 s,36個循環(huán);74 ℃延長3 min。每份樣本設(shè)6個復(fù)孔。MUC16上游引物為5'-ACATCAACTCCTGCCTTCCCAGAA- 3',下游引物為5'-ACCAGTGGGCATTCCAGAAAGAGA-3';β-actin上游引物為5'-TCCCTGGAGAAGAGCTACG-3',下游引物為5'-GTAGTTTCGTGGATGCCACA-3'。采用2-ΔΔCt法計算MUC16 mRNA相對表達量。

        1.2.3 U2OS細胞增殖活性檢測 采用MTT法檢測U2OS細胞增殖活性。取各組U2OS細胞,胰蛋白酶消化,接種于96孔板,密度為5 000個/孔,繼續(xù)培養(yǎng),分別于12、24、48、72和96 h時每孔加入20 μL MTT液(5 mg/mL),繼續(xù)培養(yǎng)4 h,小心棄去培養(yǎng)液,加入150 μL DMSO,充分振蕩5 min,使結(jié)晶充分溶解后,采用DP-6100型酶標儀測定各孔490 nm波長處的A值。重復(fù)3次。

        1.2.4 細胞遷移實驗 取各組轉(zhuǎn)染后培養(yǎng)48 h的U2OS細胞,胰蛋白酶消化,磷酸鹽緩沖液沖洗3次,離心取沉淀,用不含血清的培養(yǎng)液重懸,取200 μL(約1×105個細胞)置于Transwell小室的上室,下室加入含血清的完全培養(yǎng)液600 μL,培養(yǎng)24 h,去除散落細胞,用甲醛固定,結(jié)晶紫染色,用CKX53型顯微鏡(日本 OLYMPUS公司)觀察,隨機取5個高倍鏡視野計數(shù)穿膜細胞數(shù)。

        1.2.5 細胞侵襲實驗 取基質(zhì)膠50 μL,稀釋后均勻涂抹在Transwell小室上室,過夜風干備用。其他實驗步驟同“細胞遷移實驗”。

        1.2.6 U2OS細胞MUC16、E-Cad和N-Cad表達 采用免疫印跡法檢測U2OS細胞的蛋白表達。取各組轉(zhuǎn)染后培養(yǎng)48 h的U2OS細胞,胰蛋白酶消化,收集U2OS細胞并置于裂解液中,提取總蛋白,采用二喹啉甲酸(bicinchoninic acid,BCA)法定量測定。取50 μg總蛋白,采用10%十二烷基硫酸鈉-聚丙烯酰胺凝膠電泳進行分離,電轉(zhuǎn)至聚偏二氟乙烯(polyvinylidene fluoride,PVDF)膜,5%脫脂奶粉封閉60 min,分別加入兔抗人MUC16單克隆抗體(1∶500稀釋)、兔抗人E-Cad多克隆抗體(1∶1 000稀釋)、兔抗人N-Cad單克隆抗體(1∶800稀釋),4 ℃過夜孵育,三羥甲基氨基甲烷-吐溫緩沖液沖洗3次,加入辣根過氧化物酶標記二抗(青島捷世康生物科技有限公司),室溫孵育120 min,采用化學(xué)發(fā)光法顯影,采用Image J圖像分析軟件(美國國立衛(wèi)生研究院)進行分析,以甘油醛-3-磷酸脫氫酶(glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase,GAPDH)為內(nèi)參蛋白,計算MUC16、E-Cad和N-Cad的相對表達量。

        1.3 統(tǒng)計學(xué)方法

        采用SPSS 17.0軟件進行統(tǒng)計分析。呈正態(tài)分布的計量資料以±s表示,多組間比較采用單因素方差分析,兩兩比較采用LSD-t檢驗。以P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

        2 結(jié)果

        2.1 sh-MUC16組、sh-Control組和空白組MUC16 mRNA表達比較

        sh-MUC16組、sh-Control組和空白組之間MUC16 mRNA相對表達量差異有統(tǒng)計學(xué)意義(F=106.005,P<0.001)。sh-MUC16組MUC16 mRNA相對表達量(0.33±0.09)顯著低于sh-Control組(1.03±0.12)和空白組(1.00±0.07)(P<0.05),而sh-Control組與空白組之間差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。

        2.2 sh-MUC16組、sh-Control組和空白組細胞增殖活性比較

        sh-MUC16組培養(yǎng)24、48、72和96 h細胞增殖活性(A值)低于sh-Control組和空白組(P<0.05)。見表1、圖1。

        表1 sh-MUC16組、sh-Control組和空白組培養(yǎng)不同時間細胞增殖活性(A值)比較

        圖1 sh-MUC16組、sh-Control組和空白組培養(yǎng)不同時間細胞增殖活性(A值)比較

        2.3 sh-MUC16組、sh-Control組和空白組細胞遷移和侵襲能力比較

        sh-MUC16組遷移和侵襲細胞數(shù)均低于sh-Control組和空白組(P<0.05)。見表2、圖2和圖3。

        表2 sh-MUC16組、sh-Control組和空白組細胞遷移和侵襲細胞數(shù)比較

        圖2 sh-MUC16組、sh-Control組和空白組細胞遷移情況(×200)

        圖3 sh-MUC16組、sh-Control組和空白組細胞侵襲情況(×200)

        2.4 sh-MUC16組、sh-Control組和空白組MUC16、E-Cad和N-Cad表達比較

        sh-MUC16組MUC16和N-Cad相對表達量均低于sh-Control組和空白組(P<0.05),E-Cad相對表達量高于sh-Control組和空白組(P<0.05)。sh-Control組與空白組之間MUC16、E-Cad和N-cad相對表達量差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。見表3、圖4。

        表3 3個組MUC16、E-Cad和N-Cad相對表達量比較

        圖4 3個組MUC16、E-Cad和N-Cad表達免疫印跡圖

        3 討論

        骨肉瘤是一種起源于間充質(zhì)細胞的惡性腫瘤,臨床目前以手術(shù)切除輔以化療的綜合治療方案為主,但復(fù)發(fā)率、轉(zhuǎn)移率高[8]。隨著分子生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展,從分子生物學(xué)角度尋找與骨肉瘤發(fā)生、發(fā)展相關(guān)的敏感基因,為腫瘤的早期診療及改善預(yù)后提供了新的方向。

        黏蛋白作為一種高相對分子質(zhì)量、高度糖基化的蛋白,參與了疾病的發(fā)生、發(fā)展,且與腫瘤發(fā)生密切相關(guān)[9]。MUC16蛋白是黏蛋白家族中最大的一種,定位于人染色體19p13.2,其陽性表達可促進膽囊癌的發(fā)生,與膽囊癌的惡性程度和浸潤程度密切相關(guān),可作為膽囊癌的標志物[10]。另外,MUC16還與多種腫瘤相關(guān),可促進肺腺癌細胞侵襲轉(zhuǎn)移[11],也可作為卵巢癌重要的免疫治療靶基因[12]。本研究通過轉(zhuǎn)染干擾序列的方法特異性沉默U2OS細胞中MUC16基因的表達。結(jié)果顯示,sh-MUC16組MUC16 mRNA和蛋白表達量均低于sh-Control組和空白組(P<0.05),說明sh-MUC16組MUC16表達被成功抑制。有研究結(jié)果顯示,MUC16過表達可賦予上皮來源的腫瘤細胞抗凋亡的能力[13]。本研究結(jié)果顯示,sh-MUC16組培養(yǎng)24、48、72和96 h細胞增殖活性低于sh-Control組和空白組(P<0.05),說明沉默U2OS細胞的MUC16基因表達可抑制細胞增殖活性,提示MUC16可能參與了骨肉瘤細胞的增殖過程。KANWAL等[14]發(fā)現(xiàn),MUC16基因過表達可促進肺癌細胞的增殖、遷移和侵襲。本研究結(jié)果顯示,sh-MUC16組遷移和侵襲細胞數(shù)均低于sh-Control組和空白組(P<0.05),說明沉默U2OS細胞中的MUC16基因表達可抑制細胞遷移和侵襲,提示MUC16與骨肉瘤細胞遷移和侵襲有關(guān)。

        目前,關(guān)于MUC16參與惡性腫瘤發(fā)生、發(fā)展的機制研究較多。SHEN等[15]的研究結(jié)果顯示,MUC16通過Janus激酶2(Janus kinase 2,JAK2)/信號轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)錄激活因子3(signal transducer and activator of transcription 3,STAT3)磷酸化介導(dǎo)的環(huán)氧合酶-2表達增強了宮頸癌細胞的增殖和侵襲能力。李新等[16]的研究結(jié)果表明,MUC16通過磷酸肌醇3-激酶/蛋白激酶B通路調(diào)節(jié)膽囊癌細胞的增殖和遷移。MUC16的C'端通過與β-連環(huán)蛋白的相互作用激活Wnt信號通路,促進腫瘤的發(fā)生和轉(zhuǎn)移[17]。上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化在骨肉瘤細胞的增殖、侵襲中發(fā)揮了重要作用[18],而在這個過程中,上皮標志物E-Cad表達減少,間充質(zhì)標志物N-Cad表達增多,從而使骨肉瘤細胞的遷移能力更強[19]。本研究結(jié)果顯示,sh-MUC16組N-Cad相對表達量低于sh-Control組和空白組(P<0.05),而E-Cad相對表達量高于sh-Control組和空白組(P<0.05),說明沉默U2OS細胞中的MUC16基因表達可抑制上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化。

        本研究尚有不足之處:(1)未設(shè)計干擾后恢復(fù)表達的實驗;(2)僅選用了1株細胞,未用第2株骨肉瘤細胞進行驗證;(3)未深入探討MUC16的具體作用過程及涉及的信號通路。下一階段將開展多株骨肉瘤細胞的研究,同時對可能涉及的機制開展進一步的驗證性研究。

        綜上所述,沉默U2OS細胞中的MUC16基因表達可抑制細胞增殖活性,減少細胞遷移和侵襲,其機制可能與抑制上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化有關(guān)。

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