肖 磊 楊志雄 賴微微 劉升明 (廣州醫(yī)科大學附屬第二醫(yī)院番禺院區(qū)呼吸內(nèi)科,廣州 510140)
肺癌是全球癌癥患者死亡的主要原因,針對腫瘤中特定分子改變的靶向治療已在肺癌治療中取得一定進展,但多用于腺癌,且存在一定局限性,因此深入研究其分子作用機制,從而研發(fā)新的靶向藥物,精確指導癌癥治療至關重要[1-2]。環(huán)狀RNA (circRNA)是一類新的非編碼RNA,在人類疾病中起重要作用;差異表達的circRNA 可作為肺癌診斷的潛在生物標志物。進一步研究circRNA 在肺癌發(fā)病機制和調(diào)控途徑中的作用有利于開發(fā)診斷和準確治療肺癌的新方法[3]。研究報道,結(jié)直腸癌組織中circ_0026344表達下調(diào),circ_0026344異位表達通過海綿化miR-21 和miR-31 抑制結(jié)直腸癌細胞生長和侵襲,并促進其凋亡[4]。胃癌組織中circ_0026344表達降低,其表達與腫瘤大小、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、TNM 分期和浸潤深度顯著相關;circ_0026344 表達下調(diào)與腫瘤惡性行為有關,且是胃癌預后的潛在生物標志物[5]。但circ_0026344 在肺癌中的表達及其對肺癌A549細胞遷移、侵襲及凋亡的影響及分子機制尚不清楚。研究表明,miRNA 可能在包括肺癌在內(nèi)的各種癌癥進展中起關鍵作用,如肺腺癌組織中miR-938 水平上調(diào),其表達與腫瘤大小顯著相關,miR-938 通過調(diào)節(jié)RNA 結(jié)合基序蛋白5(RNA-binding motif protein 5,RBM5)促進 肺 腺 癌 細 胞 增 殖[6]。miR-938 通過抑制PH 結(jié)構(gòu)域和富含亮氨酸重復序列的蛋白質(zhì)磷酸酶2(PH domain and leucine rich repeat protein phosphatases isoform 2,PHLPP2)促進結(jié)直腸癌細胞增殖[7]。因此,本研究旨在探討circ_0026344 在肺癌中的表達及其對肺癌細胞A549 遷移、侵襲及凋亡的影響及分子機制是否與miR-938有關。
1.1 材料
1.1.1 組織來源 選取2017年1月至2019年12 月 廣州醫(yī)科大學附屬第二醫(yī)院病理科存檔且已確診為肺癌的患者腫瘤組織及相應癌旁組織39 例, 年齡25~78歲,平均(41.6±1.6)歲。
1.1.2 細胞與主要試劑 肺癌細胞A549購自上海雅吉生物科技有限公司;RPMI1640 培養(yǎng)基購自美國Gibco 公司;Trizol 試劑、反轉(zhuǎn)錄試劑盒、熒光定量PCR 試劑盒購自上海聯(lián)碩生物科技有限公司;Transwell小室、Matrigel購自美國BD 公司; BCA 試劑盒、Annexin V-FITC/PI 凋亡檢測試劑盒、雙熒光素酶報告基因檢測試劑盒購自北京索萊寶科技有限公司。
1.2 方法
1.2.1 細胞處理與分組 肺癌A549 細胞采用 RPMI1640 培養(yǎng)液常規(guī)培養(yǎng),取對數(shù)生長期細胞,分別轉(zhuǎn)染pcDNA、pcDNA-circ_0026344、si-NC、si-circ_0026344、anti-miR-NC、anti-miR-938,記為pcDNA組、pcDNA-circ_0026344組、si-NC組、si-circ_0026344組、anti-miR-NC 組、anti-miR-938 組;將pcDNA-circ_00-26344 分別與miR-NC、miR-938 共轉(zhuǎn)染至A549 細胞,記為pcDNA-circ_0026344+miR-NC 組、pcDNAcirc_0026344+miR-938組。
1.2.2 RT-qPCR 檢 測circ_0026344 和miR-938 表達 提取組織和細胞總RNA,反轉(zhuǎn)錄為cDNA,按照試劑盒說明進行PCR反應,反應體系:2 μl反轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物、10 μl SYBR Green Mix、正反向引物各0.5 μl、 7 μl 無菌水;循環(huán)條件:95 ℃ 30 s,60 ℃ 30 s;72 ℃ 30 s,共40 個循環(huán);circ_0026344 和miR-938 分別以GAPDH和U6為內(nèi)參,2-ΔΔCt法計算。
1.2.3 Transwell 檢測細胞遷移和侵襲 細胞遷移實驗:Transwell 小室上室和下室分別加入200 μl 細胞懸液和600 μl RPMI1640 完全培養(yǎng)液,培養(yǎng)24 h,多聚甲醛固定,結(jié)晶紫染色,顯微鏡觀察并拍照,計算遷移細胞數(shù)。細胞侵襲實驗:采用基質(zhì)膠Matrigel包被Transwell上室,其余操作同細胞遷移實驗。
1.2.4 流式細胞術檢測細胞凋亡 收集各組細胞,漂洗,按試劑盒說明操作,流式細胞儀檢測細胞凋亡率。
1.2.5 Western blot 檢測蛋白表達 提取細胞總蛋白,定量后進行電泳,轉(zhuǎn)至聚偏二氟乙烯膜,封閉液封閉后加入一抗4 ℃孵育過夜,加入二抗室溫孵育2 h,ECL 發(fā)光液顯影,分析蛋白條帶灰度值,以GAPDH為內(nèi)參計算目的蛋白相對表達。
1.2.6 雙熒光素酶報告實驗檢測circ_0026344 和miR-938 的靶向關系 構(gòu)建circ_0026344 的野生型和突變型熒光素酶表達載體WT-circ_0026344 和MUT-circ_0026344,采用LipofectamineTM2000 將其分別與miR-NC 和miR-938 共轉(zhuǎn)染至A549 細胞,按照說明書檢測熒光素酶活性。
1.3 統(tǒng)計學分析 采用SPSS20.0軟件進行統(tǒng)計學分析,符合正態(tài)分布的計量資料用±s表示,兩組比較采用t檢驗,多組間比較采用單因素方差分析,P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。
2.1 肺癌組織circ_0026344 表達 與癌旁組織(1.00±0.05)比 較,肺 癌 組 織circ_0026344 表 達(0.33±0.04)降低(P<0.05)。
2.2 circ_0026344 過表達對肺癌細胞A549 遷移、侵襲的影響 與pcDNA 組比較,pcDNA-circ_00-26344 組肺癌A549 細胞circ_0026344 表達升高,遷移、侵襲細胞數(shù)減少,MMP-2、MMP-9 表達降低(P<0.05,表1、圖1)。
圖1 遷移、侵襲相關蛋白表達Fig.1 Migration and invasion related proteins expressions
表1 circ_0026344過表達對肺癌A549細胞遷移、侵襲的影響(±s,n=9)Tab.1 Effect of circ_0026344 over-expression on migration and invasion of lung cancer A549 cells (±s,n=9)
表1 circ_0026344過表達對肺癌A549細胞遷移、侵襲的影響(±s,n=9)Tab.1 Effect of circ_0026344 over-expression on migration and invasion of lung cancer A549 cells (±s,n=9)
Note:Compared with pcDNA group, 1)P<0.05.
2.3 circ_0026344 過表達對肺癌A549 細胞凋亡的影響 與pcDNA 組比較,pcDNA-circ_0026344 組肺癌A549 細胞凋亡率升高,Bcl-2 表達降低,Bax 表達升高(P<0.05,表2、圖2)。
圖2 circ_0026344過表達對肺癌A549細胞凋亡的影響Fig.2 Effect of circ_0026344 over-expression on apoptosis of lung cancer A549 cells
表2 circ_0026344 過表達對肺癌A549 細胞凋亡的影響 (±s,n=9)Tab.2 Effect of circ_0026344 over-expression on apoptosis of lung cancer A549 cells (±s,n=9)
表2 circ_0026344 過表達對肺癌A549 細胞凋亡的影響 (±s,n=9)Tab.2 Effect of circ_0026344 over-expression on apoptosis of lung cancer A549 cells (±s,n=9)
Note:Compared with pcDNA group, 1)P<0.05.
2.4 circ_0026344 靶向調(diào)控miR-938 表達 Circular RNA Interactome 預測顯示,circ_0026344 序列中含有與miR-938 互補的核苷酸序列(圖3)。與miRNC 組 比較,miR-938 組轉(zhuǎn)染W(wǎng)T-circ_0026344 的細胞熒光素酶活性降低(P<0.05,表3)。過表達circ_0026344,miR-938 表達降低,抑制circ_0026344 表達,miR-938表達升高(P<0.05,表4)。
表3 雙熒光素酶報告實驗(±s,n=9)Tab.3 Double luciferase report experiment (±s,n=9)
表3 雙熒光素酶報告實驗(±s,n=9)Tab.3 Double luciferase report experiment (±s,n=9)
Note:Compared with miR-NC group, 1)P<0.05.
表4 circ_0026344調(diào)控miR-938表達(±s,n=9)Tab.4 circ_0026344 regulates expression of miR-938 (±s,n=9)
表4 circ_0026344調(diào)控miR-938表達(±s,n=9)Tab.4 circ_0026344 regulates expression of miR-938 (±s,n=9)
Note:Compared with pcDNA group, 1)P<0.05; compared with si-NC group, 2)P<0.05.
圖3 circ_0026344 序列中含有與miR-938 互補的核苷酸序列Fig.3 Sequence of circ_0026344 contains a nucleotide sequence complementary to miR-938
2.5 抑制miR-938 表達對肺癌A549 細胞遷移、侵襲及凋亡的影響 與癌旁組織(1.00±0.08)比較,肺 癌 組 織miR-938 表 達(4.34±0.26)升 高(P<0.05);與anti-miR-NC 組比較,anti-miR-938 組肺癌A549 細胞miR-938 表達降低,遷移、侵襲細胞數(shù)減少,細胞凋亡率升高,MMP-2、MMP-9、Bcl-2 表達降低,Bax表達升高(P<0.05,圖4、表5)。
表5 抑制miR-938表達對肺癌A549細胞遷移、侵襲及凋亡的影響(±s,n=9)Tab.5 Effect of inhibiting expression of miR-938 on migration, invasion and apoptosis of lung cancer A549 cells (±s,n=9)
表5 抑制miR-938表達對肺癌A549細胞遷移、侵襲及凋亡的影響(±s,n=9)Tab.5 Effect of inhibiting expression of miR-938 on migration, invasion and apoptosis of lung cancer A549 cells (±s,n=9)
Note:Compared with anti-miR-NC group,1)P<0.05.
Bax protein 0.21±0.02 0.58±0.041)24.820 0.000 Groups anti-miR-NC anti-miR-938 t P miR-938 1.00±0.06 0.24±0.021)36.050 0.000 Migration cell number 89.51±6.08 44.18±3.181)19.820 0.000 Invasive cell number 67.35±5.09 33.29±3.111)17.130 0.000 Apoptosis rate/%7.47±0.54 19.90±1.831)19.544 0.000 MMP-2 protein 0.69±0.05 0.30±0.021)21.726 0.000 MMP-9 protein 0.58±0.03 0.23±0.021)29.122 0.000 Bcl-2 protein 0.83±0.06 0.45±0.031)16.994 0.000
圖4 抑制miR-938表達對肺癌A549細胞遷移、侵襲及凋亡的影響Fig.4 Effect of inhibiting expression of miR-938 on migration, invasion and apoptosis of lung cancer A549 cells
2.6 miR-938過表達逆轉(zhuǎn)了circ_0026344過表達對肺癌A549細胞遷移、侵襲及凋亡的作用 與pcDNAcirc_0026344+miR-NC組比較,pcDNA-circ_0026344+miR-938 組遷移、侵襲細胞數(shù)增多,細胞凋亡率降低,MMP-2、MMP-9、Bcl-2 表達升高,Bax 表達降低 (P<0.05,圖5、表6)。
表6 miR-938過表達逆轉(zhuǎn)了circ_0026344過表達對肺癌A549細胞遷移、侵襲及凋亡的作用(±s,n=9)Tab.6 Over-expression of miR-938 reverses effect of over-expression of circ_0026344 on migration, invasion and apoptosis of lung cancer A549 cells (±s,n=9)
表6 miR-938過表達逆轉(zhuǎn)了circ_0026344過表達對肺癌A549細胞遷移、侵襲及凋亡的作用(±s,n=9)Tab.6 Over-expression of miR-938 reverses effect of over-expression of circ_0026344 on migration, invasion and apoptosis of lung cancer A549 cells (±s,n=9)
Note:Compared with pcDNA-circ_0026344+miR-NC group, 1)P<0.05.
Bax protein 0.62±0.04 0.32±0.031)18.000 0.000 Groups pcDNA-circ_0026344+miR-NC pcDNA-circ_0026344+miR-938 t P miR-938 1.00±0.05 3.08±0.221)27.658 0.000 Migration cell number 38.69±3.68 75.68±3.961)20.527 0.000 Invasive cell number 27.45±2.53 57.12±3.491)20.649 0.000 Apoptosis rate/%25.01±2.42 12.96±1.071)13.662 0.000 MMP-2 protein 0.23±0.02 0.58±0.031)29.122 0.000 MMP-9 protein 0.15±0.02 0.45±0.041)20.125 0.000 Bcl-2 protein 0.37±0.03 0.70±0.051)16.978 0.000
圖5 miR-938 過表達逆轉(zhuǎn)了circ_0026344 過表達對肺癌A549細胞遷移、侵襲及凋亡的作用Fig.5 miR-938 over-expression reverses effect of circ_0026344 over-expression on migration,invasion and apoptosis of lung cancer A549 cells
肺癌是全球發(fā)病率和病死率最高的惡性腫瘤,隨著分子機制研究深入、分子診斷技術不斷發(fā)展,靶向藥物改善了肺癌傳統(tǒng)治療情況,為患者生存帶來了新希望[8-9]。越來越多的研究表明,circRNA 與肺癌細胞增殖、遷移和侵襲有關,可作為肺癌診斷和預后的新型生物標志物[10]。如沉默circ-BANP 在體外顯著抑制肺癌細胞增殖、遷移和侵襲[11]。而circ_0026344 對肺癌的影響尚未有研究報道。本研究顯示,與癌旁組織比較,肺癌組織circ_0026344 表達降低;circ_0026344 過表達后,A549 細胞遷移、侵襲數(shù)減少,凋亡率升高,MMP-2、MMP-9、Bcl-2 表達降低,Bax 表達升高,表明circ_0026344 過表達可抑制肺癌細胞遷移、侵襲,并促進細胞凋亡。研究報道,circ_0026344 過表達可抑制結(jié)直腸癌細胞遷移和侵襲[12]。提示circ_0026344 在癌癥中可能起抑癌基因作用。
研究報道,替莫唑胺抗性亞型的膠質(zhì)母細胞瘤中miR-938 呈過表達[13]。本研究顯示,肺癌組織miR-938 表達升高,抑制miR-938 表達,A549 細胞遷移、侵襲數(shù)減少,凋亡率升高,說明抑制miR-938 表達可抑制肺癌A549 細胞遷移、侵襲,且促進細胞凋亡。此外,circRNA 可充當miRNA 的競爭性內(nèi)源性RNA 影響細胞增殖、遷移和侵襲等[14]。如circ_100395 過表達通過調(diào)控miR-1228 顯著抑制肺癌細胞增殖、遷移和侵襲[15]。抑制circRNA_100146 通過調(diào)控miR-361-3p 和miR-615-5p 表達抑制非小細胞肺癌細胞增殖和侵襲,并促進細胞凋亡[16]。本研究通過Circular RNA Interactome 預測circ_0026344 可能結(jié)合的miRNA,結(jié)果顯示circ_0026344 與miR-938存在結(jié)合位點。雙熒光素酶報告實驗驗證circ_0026344可靶向調(diào)控miR-938表達,進一步同時過表達miR-938 和circ_0026344 后遷移、侵襲細胞數(shù)增多,細胞凋亡率降低,說明miR-938 過表達逆轉(zhuǎn)了circ_0026344 過表達對肺癌A549 細胞遷移、侵襲及凋亡的作用。提示circ_0026344可能通過調(diào)控miR-938表達影響肺癌細胞遷移、侵襲及凋亡。
綜上所述,circ_0026344 過表達可能通過靶向下調(diào)miR-938 表達抑制肺癌A549 細胞遷移、侵襲,并促進細胞凋亡。