金 亞 張教國(滕州市中心人民醫(yī)院兒科,滕州 277500)
急性白血病是兒童常見惡性腫瘤之一,其中急性髓系白血病(acute myeloid leukemia,AML)是其中的重要亞型,是導(dǎo)致白血病患兒死亡的主要原因。AML的治療主要包括聯(lián)合化療及造血干細(xì)胞移植,但白血病細(xì)胞易對化療藥物產(chǎn)生耐藥性,極大影響治療效果,降低患兒生存率[1-3]。miR-200b是miR-200家族成員,能參與介導(dǎo)細(xì)胞自我更新、分化、增殖與凋亡過程,在卵巢癌、肝癌、AML中異常低表達(dá),上調(diào)其表達(dá),可抑制卵巢癌細(xì)胞增殖及肝癌組織血管生成,具有抑癌作用[4-6];ZEB1基因可促進(jìn)癌細(xì)胞遷移過程中的上皮間充質(zhì)轉(zhuǎn)化作用,在乳腺癌、AML中高表達(dá),可作為AML診斷和預(yù)后的標(biāo)志物,miR-200b可顯著降低ZEB1的表達(dá),抑制乳腺癌細(xì)胞侵襲轉(zhuǎn)移,并減弱癌細(xì)胞的抗雌激素類抗癌藥三苯氧胺耐藥性[7-8],因而miR-200b/ZEB1軸可能也是改善阿柔比星耐藥的潛在作用靶點(diǎn)。LncRNA XIST是直接靶向調(diào)控miR-200b-3p表達(dá)的長鏈非編碼RNA,在肝癌、AML中表達(dá)明顯增高,沉默LncRNA XIST基因后,miR-200b-3p表達(dá)增強(qiáng),肝癌細(xì)胞生長及體內(nèi)腫瘤形成受到抑制,并可抑制AML細(xì)胞活性與阿霉素耐藥性,促進(jìn)其凋亡[9-10]。但LncRNA XIST是否可以調(diào)控miR-200b/ZEB1軸進(jìn)而影響AML阿柔比星耐藥性目前尚不清楚,本文通過建立人AML阿柔比星耐藥細(xì)胞株K562/ADM,并對此進(jìn)行初步探索。
1.1材料
1.1.1試劑與細(xì)胞 人AML細(xì)胞系K562、RPMI-1640培養(yǎng)基、特級胎牛血清購自上海繼和生物科技有限公司;阿柔比星購自深圳振強(qiáng)生物技術(shù)有限公司;SYBR Premix Ex TaqTMⅡ、LipofectamineTM2000、Annexin V-FITC/PI凋亡檢測試劑盒(CA1050)、CCK-8試劑盒、BCA蛋白濃度測定試劑盒購自北京索萊寶科技有限公司;miR-200b、U6、LncRNA XIST、GAPDH、ZEB1及 多 藥 耐 藥1(multidrug resistance 1,MDR1)引物購自生工生物工程(上海)股份有限公司;LncRNA XIST inhibitor、LncRNA XIST inhibitor陰性對照購自上海吉瑪制藥技術(shù)有限公司;兔源ZEB1一抗、兔源P-糖蛋白(P-glycoprotein,P-gp)一抗購自美國Abcam公司。
1.1.2主要儀器HBS-1096C酶標(biāo)儀購自南京德鐵實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司;BriCyte E6流式細(xì)胞儀購自深圳邁瑞生物醫(yī)療電子股份有限公司;QuantStudio 6 Flex實(shí)時(shí)熒光定量PCR系統(tǒng)購自賽默飛世爾科技(中國)有限公司;1658033小型垂直電泳轉(zhuǎn)印系統(tǒng)購自美國Bio-Rad公司。
1.2方法
1.2.1人AML阿柔比星耐藥細(xì)胞株K562/ADM建立 將購買的人AML細(xì)胞株K562復(fù)蘇,以RPMI-1640培養(yǎng)基+10%胎牛血清+1%雙抗接種培養(yǎng),以終濃度0.01、0.05、0.1、0.5、1、5 μg/ml[11]的阿柔比星依次處理K562細(xì)胞各24 h,直至細(xì)胞在5 μg/ml的阿柔比星中穩(wěn)定生長,即獲得人AML阿柔比星耐藥細(xì)胞株K562/ADM。
1.2.2K562及K562/ADM細(xì) 胞中LncRNA XIST水平檢測 取K562及K562/ADM細(xì)胞傳代培養(yǎng),提取細(xì)胞總RNA,逆轉(zhuǎn)錄實(shí)驗(yàn)得到模板cDNA,使用2×SYBR Premix Ex TaqTMⅡ進(jìn)行qRT-PCR反應(yīng),具體步驟及反應(yīng)條件設(shè)定參照說明書進(jìn)行,運(yùn)用算法2-ΔΔCt分析所得數(shù)據(jù),得出LncRNA XIST相對表達(dá)水平,引物序列見表1。
表1 qRT-PCR引物序列Tab.1 qRT-PCR primer sequences
1.2.3細(xì)胞分組轉(zhuǎn)染及標(biāo)本收集 取K562/ADM細(xì)胞傳代,于24孔培養(yǎng)板中接種培養(yǎng),細(xì)胞貼壁后,隨機(jī)分為對照組、LncRNA XIST inhibitor組、阿柔比星+LncRNA XIST inhibitor陰性對照組、阿柔比星+LncRNA XIST inhibitor組,參照文獻(xiàn)[10]和說明書,以LipofectamineTM2000分組轉(zhuǎn)染LncRNA XIST inhibitor、LncRNA XIST inhibitor陰性對照,并以O(shè)pti-MEM減血清培養(yǎng)基培養(yǎng)6 h,更換新的細(xì)胞培養(yǎng)液,同時(shí)以5μg/ml的阿柔比星處理,24 h后收集各組細(xì)胞,重復(fù)3次,收集3份細(xì)胞標(biāo)本。
1.2.4細(xì)胞增殖檢測 取K562/ADM細(xì)胞傳代接種于96孔培養(yǎng)板,按照1.2.3中方法分組轉(zhuǎn)染并處理(每組6個重復(fù)孔),另選6個孔不接種細(xì)胞作為空白對照組,24 h后更換新的細(xì)胞培養(yǎng)液,同時(shí)加入CCK-8試劑,采用酶標(biāo)儀測得2 h后各孔吸光度(450 nm波長),記為A值,計(jì)算細(xì)胞存活率(%)=(A實(shí)驗(yàn)組-A空白對照組)/(A對照組-A空白對照組)×100%。
1.2.5細(xì)胞凋亡檢測 取1.2.3中收集的各組細(xì)胞標(biāo)本1份,加入PBS重懸、計(jì)數(shù),取含約1×106個細(xì)胞的細(xì)胞懸浮液離心,洗滌細(xì)胞沉淀后,以Annexin V-FITC 10 μl、PI 5 μl避光孵育,離心、洗滌細(xì)胞沉淀,重懸,混勻后上機(jī)檢測細(xì)胞凋亡情況。
1.2.6細(xì) 胞LncRNA XIST、miR-200b及ZEB1、MDR1 mRNA水平檢測 取1.2.3中收集的各組細(xì)胞標(biāo)本1份,按照1.2.2中方法進(jìn)行qRT-PCR實(shí)驗(yàn),選用GAPDH作LncRNA XIST、ZEB1、MDR1的內(nèi)參基因,選用U6作miR-200b的內(nèi)參基因,運(yùn)用算法2-ΔΔCt分析所得數(shù)據(jù),得出各基因mRNA相對表達(dá)水平,引物序列見表1。
1.2.7細(xì)胞ZEB1和P-gp蛋白表達(dá)檢測 取1.2.3中收集的各組細(xì)胞標(biāo)本1份,提取總蛋白后測量其濃度,并調(diào)至各組相同后煮沸,取各組蛋白樣品液20μl,110 V恒壓下電泳90 min,接著同樣電壓下濕轉(zhuǎn)90 min,所得硝酸纖維素膜封閉后,截下β-actin、P-gp、ZEB1三條目的條帶,孵育一抗,洗膜,孵育二抗,洗膜,顯色,拍攝,在Image J軟件中打開蛋白條帶圖片,定量分析各蛋白灰度值,最終獲得目的蛋白相對表達(dá)量。
1.3統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 實(shí)驗(yàn)計(jì)量數(shù)據(jù)采用±s表示,輸入SPSS24.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,組間差異比較行單因素方差分析,進(jìn)一步兩兩之間比較行LSD-t檢驗(yàn)。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1LncRNA XIST在AML細(xì) 胞K562及AML耐 藥細(xì)胞K562/ADM中的表達(dá) 與K562細(xì)胞相比,Lnc-RNA XIST在K562/ADM細(xì)胞中表達(dá)明顯升高(P<0.05),見表2。
表2 K562和K562/ADM細(xì)胞中LncRNA XIST水平(±s,n=6)Tab.2 LncRNA XIST levels in K562 and K562/ADM cells(±s,n=6)
表2 K562和K562/ADM細(xì)胞中LncRNA XIST水平(±s,n=6)Tab.2 LncRNA XIST levels in K562 and K562/ADM cells(±s,n=6)
Note:Compared with K562 cells,1)P<0.05.
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2.2各組細(xì)胞存活率 與對照組相比,阿柔比星+LncRNA XIST inhibitor組細(xì)胞存活率明顯降低(P<0.05),LncRNA XIST inhibitor組、阿柔比星+Lnc-RNA XIST inhibitor陰性對照組細(xì)胞存活率無明顯改變(P>0.05);與LncRNA XIST inhibitor組相比,阿柔比星+LncRNA XIST inhibitor組細(xì)胞存活率明顯降低(P<0.05),見表3。
表3 各組細(xì)胞存活率(±s,n=6)Tab.3 Cell survival rate of each group(±s,n=6)
表3 各組細(xì)胞存活率(±s,n=6)Tab.3 Cell survival rate of each group(±s,n=6)
Note:Compared with control group,1)P<0.05;compared with Lnc-RNA XIST inhibitor group,2)P<0.05.
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2.3各組細(xì)胞凋亡率 與對照組相比,阿柔比星+LncRNA XIST inhibitor組細(xì)胞凋亡率明顯升高(P<0.05),LncRNA XIST inhibitor組、阿柔比星+Lnc-RNA XIST inhibitor陰性對照組細(xì)胞凋亡率無明顯改變(P>0.05);與LncRNA XIST inhibitor組相比,阿柔比星+LncRNA XIST inhibitor組細(xì)胞凋亡率明顯升高(P<0.05),見圖1、表4。
表4 各組細(xì)胞凋亡率(±s,n=6)Tab.4 Apoptosis rate of each group(±s,n=6)
表4 各組細(xì)胞凋亡率(±s,n=6)Tab.4 Apoptosis rate of each group(±s,n=6)
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圖1 流式細(xì)胞儀檢測各組細(xì)胞凋亡情況Fig.1 Apoptosis was detected by flow cytometry
2.4各組細(xì)胞LncRNA XIST、miR-200b及ZEB1、MDR1 mRNA表達(dá)水平 與對照組、阿柔比星+Lnc-RNA XIST inhibitor陰性對照組分別相比,阿柔比
Note:Compared with control group,1)P<0.05;compared with Lnc-RNA XIST inhibitor group,2)P<0.05.星+LncRNA XIST inhibitor組、LncRNA XIST inhibitor組LncRNA XIST、ZEB1及MDR1 mRNA表達(dá)水平明顯降低(P<0.05),miR-200b表達(dá)水平明顯升高(P<0.05);阿柔比星+LncRNA XIST inhibitor陰性對照組細(xì)胞各指標(biāo)無明顯改變(P>0.05),見表5。
表5 各組細(xì)胞LncRNA XIST、miR-200b及ZEB1、MDR1 mRNA表達(dá)水平(±s,n=6)Tab.5 Expression levels of LncRNA XIST,miR-200b,ZEB1 and MDR1 mRNA in cells of each group(±s,n=6)
表5 各組細(xì)胞LncRNA XIST、miR-200b及ZEB1、MDR1 mRNA表達(dá)水平(±s,n=6)Tab.5 Expression levels of LncRNA XIST,miR-200b,ZEB1 and MDR1 mRNA in cells of each group(±s,n=6)
Note:Compared with control group,1)P<0.05;compared with Ararubicin+LncRNA XIST inhibitor negative control group,2)P<0.05.
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2.5各組細(xì)胞ZEB1及P-gp蛋白表達(dá)水平 與對照組、阿柔比星+LncRNA XIST inhibitor陰性對照組分別相比,阿柔比星+LncRNA XIST inhibitor組、Lnc-RNA XIST inhibitor組細(xì)胞ZEB1、P-gp蛋白表達(dá)水平明顯降低(P<0.05),阿柔比星+LncRNA XIST inhibitor陰性對照組細(xì)胞ZEB1、P-gp蛋白表達(dá)水平無明顯改變(P>0.05),見圖2、表6。
圖2 各組細(xì)胞ZEB1、P-gp蛋白相對表達(dá)的比較(±s,n=6)Fig.2 Comparison of relative expression of ZEB1 and Pgp proteins in cells of each group(xˉ±s,n=6)
表6 各組細(xì)胞ZEB1、P-gp蛋白相對表達(dá)的比較(xˉ±s,n=6)Tab.6 Comparison of relative expression of ZEB1 and P-gp proteins in cells of each group(xˉ±s,n=6)
AML可引發(fā)造血細(xì)胞發(fā)育停滯,喪失正常造血功能,并惡性增殖,造成嚴(yán)重貧血,極大威脅兒童的生命安全,目前化療是其主要治療方式,但因耐藥性的存在,其療效有限,預(yù)后較差,亟需尋找減輕AML耐藥性,提高療效的方法[12-13]。本實(shí)驗(yàn)以阿柔比星濃度遞增法誘導(dǎo)建立人AML阿柔比星耐藥細(xì)胞株K562/ADM,顯示K562細(xì)胞在5 μg/ml的阿柔比星中生長良好,無明顯凋亡產(chǎn)生,表明阿柔比星耐藥細(xì)胞株K562/ADM構(gòu)建成功。
LncRNA XIST在多種腫瘤組織中異常過表達(dá),包括非小細(xì)胞肺癌、乳腺癌、AML等,具有致癌作用,有助于癌細(xì)胞耐藥性產(chǎn)生,敲除LncRNA XIST基因,可促進(jìn)非小細(xì)胞肺癌細(xì)胞凋亡,抑制增殖,提高對順鉑的化療敏感性,顯著抑制乳腺癌細(xì)胞的遷移侵襲活 性,誘導(dǎo)其凋亡[10,14-16]。miR-200b-3p是Lnc-RNA XIST的直接作用靶點(diǎn),體內(nèi)外沉默肝癌組織中LncRNA XIST,可顯著上調(diào)miR-200b-3p表達(dá),抑制肝癌細(xì)胞增殖,且研究表明,miR-200b具有抑癌作用,在AML患者中表達(dá)顯著降低,與白細(xì)胞明顯升高及預(yù)后差有關(guān)[6,9,17];ZEB1有助于癌細(xì)胞化療耐藥性的發(fā)生,是miR-200b的下游因子,可被其負(fù)調(diào)控[18-20],因而推測LncRNA XIST可能通過調(diào)控miR-200b/ZEB1軸影響兒童AML的阿柔比星耐藥性。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,LncRNA XIST在K562/ADM細(xì)胞中表達(dá)相比K562細(xì)胞明顯升高,以LncRNA XIST inhibitor敲低K562/ADM細(xì)胞中LncRNA XIST表達(dá),可明顯下調(diào)ZEB1及MDR1 mRNA表達(dá)、ZEB1及P-gp蛋白表達(dá)、耐藥基因MDR1 mRNA表達(dá)水平及耐藥蛋白P-gp表達(dá)水平,上調(diào)miR-200b表達(dá),并可明顯降低在阿柔比星處理基礎(chǔ)上細(xì)胞存活率,并提高其凋亡率,表明LncRNA XIST參與介導(dǎo)AML耐藥性的產(chǎn)生過程,下調(diào)LncRNA XIST表達(dá),可上調(diào)miR-200b表達(dá),下調(diào)ZEB1及耐藥基因的表達(dá),顯著增強(qiáng)K562/ADM細(xì)胞對阿柔比星的化療敏感性,降低阿柔比星處理時(shí)AML耐藥細(xì)胞K562/ADM活力,促使其凋亡,減輕其耐藥性,增強(qiáng)化療藥物阿柔比星對K562/ADM的殺傷能力。
綜上所述,LncRNA XIST促使人AML細(xì)胞阿柔比星耐藥性產(chǎn)生,敲低其表達(dá),可促使miR-200b表達(dá),降低ZEB1及耐藥基因的表達(dá),減弱AML細(xì)胞的耐藥性,增強(qiáng)阿柔比星對其的殺傷作用,從而減弱AML細(xì)胞活力,促使凋亡產(chǎn)生,表明LncRNA XIST是減輕AML化療耐藥性的一個作用靶點(diǎn),調(diào)控miR-200b/ZEB1信號可能是其發(fā)揮作用的分子機(jī)制,但本實(shí)驗(yàn)還未通過過表達(dá)及敲除miR-200b基因進(jìn)行對照驗(yàn)證,還需后續(xù)更深入的研究。