于鵬杰,才保加,朱生茂,蒲永強
(青海大學附屬醫(yī)院胃腸腫瘤外科,西寧 810000)
胃癌在全球最常見的癌癥中排名第5位,每年可致數(shù)十萬人死亡[1]。隨著消化道內(nèi)鏡技術(shù)的發(fā)展,胃癌患者的生存率得到顯著提高[2]。然而,化療和 (或) 放療對轉(zhuǎn)移性胃癌的治療效果并不理想,胃癌轉(zhuǎn)移是導致患者高死亡率的主要原因[3]。因此,探究胃癌轉(zhuǎn)移的潛在機制具有重要的臨床意義。越來越多的證據(jù)表明長鏈非編碼RNA (long non-coding RNA,lncRNA) 在腫瘤發(fā)生發(fā)展中起著至關(guān)重要的調(diào)控作用。LINC00662是一種lncRNA,已有研究[4]表明LINC00662在結(jié)腸癌細胞中高表達,并促進細胞的增殖與轉(zhuǎn)移。miR-199a-5p在宮頸癌細胞中低表達,過表達miR-199a-5p可抑制宮頸癌細胞增殖、遷移與侵襲[5]。絲裂原活化蛋白激酶激酶激酶1 (mitogen-activated protein kinase kinase kinase 1,MAP3K1) 作為MAP3K家族成員之一,其表達下調(diào)可抑制食管癌細胞增殖和侵襲[6]。生物信息學分析顯示,LINC00662與miR-199a-5p存在結(jié)合位點,miR-199a-5p與MAP3K1存在結(jié)合位點,但LINC00662能否通過調(diào)控miR-199a-5p/MAP3K1來影響胃癌侵襲與轉(zhuǎn)移尚不明確。因此,本研究探討LINC00662對胃癌細胞侵襲、轉(zhuǎn)移的影響,以及其對miR-199a-5p、MAP3K1的調(diào)控機制,旨在為明確胃癌轉(zhuǎn)移的分子機制提供新的理論依據(jù)。
收集2018年6月至2020年6月期間我院確診的105例胃癌患者癌組織以及對應的癌旁組織 (距離癌組織3 cm),將所有收集的樣本于液氮中冷凍后-80℃保存。本研究獲得醫(yī)院倫理委員會批準,所有患者均簽署知情同意書。人胃癌SGC-7901細胞購自中國科學院上海細胞庫。
miR-199a-5p模擬物 (miR-199a-5p) 及其陰性對照 (miR-NC)、miR-199a-5p抑制物 (anti-miR-199a-5p)及其陰性對照 (anti-miR-NC)、LINC00662 siRNA (si-LINC00662) 及其陰性對照 (si-NC) 均購自廣州基迪奧生物科技公司;LipofectamineTM2000轉(zhuǎn)染試劑盒購自上?;鄯f生物科技有限公司;pcDNA3.1載體購自美國ThermoFisher公司;胎牛血清 (FBS)、RPMI 1640培養(yǎng)基均購自美國Gibco公司;反轉(zhuǎn)錄及熒光定量試劑盒購自北京百奧萊博科技有限公司;Trizol試劑、BCA試劑盒、ECL化學發(fā)光試劑盒購自美國Invitrogen公司;MAP3K1、基質(zhì)金屬蛋白酶 (matrix metalloproteinases,MMP) -2、MMP-9、神經(jīng)型鈣黏蛋白(neural cadherin,N-cadherin)、GAPDH兔多克隆抗體(anti-MAP3K1、anti-MMP-2、anti-MMP-9、anti-N-cadherin、anti-GAPDH)、辣根過氧化物酶 (HRP) 標記的羊抗兔二抗均購自武漢艾美捷科技有限公司;熒光定量PCR儀購自美國應用生物系統(tǒng)公司。
將胃癌細胞SGC-7901置于含有10% FBS的RPMI1640培養(yǎng)基中,在37 ℃,5% CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。每隔1 d換1次培養(yǎng)液,進行常規(guī)傳代培養(yǎng)。取對數(shù)生長期的SGC-7901細胞,利用LipofectamineTM2000轉(zhuǎn)染試劑盒分別將si-NC、si-LINC00662、si-LINC00662與anti-miR-NC、si-LINC00662與anti-miR-199a-5p、si-LINC00662與miR-NC、si-LINC00662與miR-199a-5p、miR-NC、miR-199a-5p、pcDNA3.1、pcDNA3.1-LINC00662、anti-miR-NC、anti-miR-199a-5p轉(zhuǎn)染于SGC-7901細胞,并分別設定為si-NC組、si-LINC00662組、si-LINC00662+anti-miR-NC組、si-LINC00662+anti-miR-199a-5p組、si-LINC00662+miR-NC組、si-LINC00662+miR-199a-5p組、miR-NC組、miR-199a-5p組、空載體組、LINC00662過表達組、anti-miR-NC組、anti-miR-199a-5p組,另取未轉(zhuǎn)染的SGC-7901細胞設定為空白組,細胞轉(zhuǎn)染48 h后用于后續(xù)實驗。
使用TRIzol試劑從胃癌組織和癌旁組織中提取總RNA。RNA的濃度和純度用紫外分光光度計測定。使用反轉(zhuǎn)錄試劑盒將RNA逆轉(zhuǎn)錄成cDNA,并根據(jù)熒光定量試劑盒的操作說明書進行PCR擴增反應,U6和GAPDH分別作為miR-199a-5p、LINC00662與MAP3K1內(nèi)參,以2-ΔΔCt法計算基因的相對表達量。所用引物包括:miR-199a-5p,正向5’-CCGGGAT CCGCAAACTCAGCTTTAC-3’,反向5’-CGGAATTCG TGGCGACCGTGATACC-3’;U6,正向5’-GTACAAA ATACGTGACGTAGAAAG-3,反向5’-GGTCDTTCGTC CTTTCCAC-3’;LINC00662,正向5’-AGGACAGAAT CTCCGTGGAC-3’,反向5’-TTGATCTTTTAGATTTC TGTCACACTC-3’;MAP3K1,正向5’-AACAACCGT ATAGAGAAGACA-3’,反向5’-TGAGCCTGATAACA AGAAGA-3’;GADPH,正向5’-GGAGCGAGATCCC TCCAAAAT-3’,反向5’-GGCTGTTGTCATACTTCTC ATGG-3’。
1.5.1 細胞侵襲:將基質(zhì)膠涂于Transwell小室中,待自然干燥后收集對數(shù)生長期的SGC-7901細胞用胰蛋白酶消化,用PBS洗滌并重懸于無血清RPMI 1640培養(yǎng)基中,并將細胞密度調(diào)整為1×105/mL。取200 μL細胞懸浮液接種在上室中,將500 μL含有10%FBS的RPMI 1640培養(yǎng)基加入到下室中,然后將細胞在含有5% CO2的培養(yǎng)箱中37 ℃培養(yǎng)48 h。侵入下室的細胞用95%乙醇固定10 min,0.1%結(jié)晶紫染色10 min,PBS去除未染色的細胞。倒置顯微鏡下觀察,隨機選取5個視野的細胞進行計數(shù)。
1.5.2 細胞遷移:Transwell小室中不涂基質(zhì)膠。收集對數(shù)生長期的SGC-7901細胞用胰蛋白酶消化,用PBS洗滌并重懸于無血清RPMI 1640培養(yǎng)基中,并將細胞密度調(diào)整為1×105/mL。其他步驟同1.5.1。
將各組細胞接種到6孔板中并在培養(yǎng)箱中孵育,當其匯合度約達到100%時用無菌的200 μL槍頭尖端垂直水平劃線,然后利用PBS洗滌除去漂浮的細胞并在無血清培養(yǎng)基中孵育。使用倒置顯微鏡觀察細胞在0、24 h時遷移情況并拍照。劃痕愈合率(%) = (1~24 h的劃痕面積/0 h的劃痕面積) ×100。
將各組細胞用PBS洗滌2次后,置于預冷的RIPA裂解緩沖液中裂解并提取總蛋白。在10%十二烷基硫酸鈉-聚丙烯酰胺 (SDS/PAGE) 凝膠上分離蛋白質(zhì),電印跡到聚偏二氟乙烯膜上,將膜用5%脫脂牛奶封閉1 h后加入一抗anti-MAP3K1、anti-MMP-2、anti-MMP-9、anti-N-cadherin、anti-GAPDH于4 ℃下孵育過夜,第2天用TBST洗滌3次后,加入HRP標記的羊抗兔二抗于室溫下孵育2 h,使用ECL發(fā)光試劑盒檢測蛋白質(zhì)的顯色情況,利用Image-J軟件分析蛋白質(zhì)的灰度值。
使用Starbase網(wǎng)站 (http://starbase.sysu.edu.cn/)預測LINC00662與miR-199a-5p、miR-199a-5p與MAP3K1的結(jié)合位點。分別構(gòu)建LINC00662、MAP3K1 3’-UTR區(qū)的野生型 (WT) 和突變型 (MUT) 質(zhì)粒,記為WT-LINC00662、MUT-LINC00662、WT-MAP3K1、MUT-MAP3K1,利用LipofectamineTM2000轉(zhuǎn)染試劑盒分別將WT-LINC00662、MUT-LINC00662、WT-MAP3K1、MUT-MAP3K1與miR-NC、miR-199a-5p共轉(zhuǎn)染于SGC-7901細胞,轉(zhuǎn)染后24 h收獲細胞,使用雙熒光素酶報告基因檢測系統(tǒng)檢測雙熒光素酶活性。
使用SPSS 21.0軟件進行統(tǒng)計分析,計量資料采用x-±s表示。2組間比較采用t檢驗,多組間比較采用單因素方差分析,進一步兩組間比較采用SNK-q檢驗,P< 0.05為差異有統(tǒng)計學意義。
與癌旁組織比較,胃癌組織中LINC00662、MAP3K1mRNA表達水平顯著升高,miR-199a-5p表達水平顯著降低 (均P< 0.001),見表1。
結(jié)果顯示,與空白組 (1.03±0.12) 和si-NC組 (1.05±0.14) 比較,si-LINC00662組 (0.35±0.06) SGC-7901細胞中LINC00662表達水平顯著降低 (均P< 0.05)。與空白組和si-NC組比較,si-LINC00662組SGC-7901細胞侵襲、遷移細胞數(shù)目顯著減少,劃痕愈合率顯著降低,MMP-2、MMP-9、N-cadherin、MAP3K1蛋白表達顯著降低 (P< 0.05),見圖1。
圖1 LINC00662抑制對胃癌SGC-7901細胞侵襲、遷移的影響Fig. 1 Effect of LINC00662 inhibition on the invasion and migration of gastric cancer SGC-7901 cells
結(jié)果顯示,空白組、si-NC組、si-LINC00662組、si-LINC00662+anti-miR-NC組、si-LINC00662+anti-miR-199a-5p 組、si-LINC00662+miR-NC 組、si-LINC00662+miR-199a-5p 組miR-199a-5p表達分別為1.02±0.14、1.03±0.15、2.21±0.24、1.03±0.13、0.39±0.05、1.06±0.12、2.89±0.32。與空白組和si-NC組比較,si-LINC00662組SGC-7901細胞中miR-199a-5p表達顯著升高 (P< 0.05);與si-LINC00662組和si-LINC00662+anti-miR-NC組比較,si-LINC00662+anti-miR-199a-5p組SGC-7901細胞中miR-199a-5p表達顯著降低 (P< 0.05);與si-LINC 00662組和si-LINC00662+miR-NC組比較,si-LINC00662+miR-199a-5p組SGC-7901細胞中miR-199a-5p表達顯著升高 (均P< 0.05)。
與si-LINC00662組和si-LINC00662+anti-miR-NC組比較,si-LINC00662+anti-miR -199a-5p組SGC-7901細胞中MAP3K1蛋白表達顯著升高,侵襲、遷移細胞數(shù)目顯著升高,劃痕愈合率顯著升高,MMP-2、MMP-9、N-cadherin蛋白表達顯著升高 (P< 0.05),見圖2。
圖2 抑制miR-199a-5p可減弱LINC00662抑制對胃癌SGC-7901細胞侵襲、遷移的影響Fig.2 Inhibition of miR-199a-5p could attenuate the effect of LINC00662 inhibition on the invasion and migration of gastric cancer SGC-7901 cells
與si-LINC00662組和si-LINC00662+miR-NC組比較,si-LINC00662+miR-199a-5p組SGC-7901細胞中MAP3K1蛋白表達顯著降低,侵襲、遷移細胞數(shù)目顯著降低,劃痕愈合率顯著降低,MMP-2、MMP-9、N-cadherin蛋白表達顯著降低 (P< 0.05),見圖3。
圖3 上調(diào)miR-199a-5p表達可增強LINC00662抑制對胃癌SGC-7901細胞侵襲、遷移的影響Fig.3 Upregulation of miR-199a-5p expression could enhance the effect of LINC00662 inhibitory on the invasion and migration of gastric cancer SGC-7901 cells
結(jié)果顯示,LINC00662與miR-199a-5p存在結(jié)合位點,miR-199a-5p與MAP3K1存在結(jié)合位點,見圖4。與miR-NC組比較,miR-199a-5p組WT-LINC00662胃癌SGC-7901細胞的熒光素酶相對活性降低 (P<0.05),而miR-199a-5p組MUT-LINC00662胃癌SGC-7901細胞的熒光素酶相對活性無統(tǒng)計學差異 (P>0.05),見表2。與miR-NC組比較,miR-199a-5p組WTMAP3K1胃癌SGC-7901細胞的熒光素酶相對活性降低 (P< 0.05),而miR-199a-5p組MUT-MAP3K1胃癌SGC-7901細胞的熒光素酶相對活性無統(tǒng)計學差異(P> 0.05),見表2。與空白組 (1.01±0.11) 和空載體組(1.04±0.12) 比較,LINC00662過表達組 (0.41±0.05)中miR-199a-5p表達水平顯著降低 (均P< 0.05)。與空白組和miR-NC組比較,miR-199a-5p組中MAP3K1蛋白表達水平顯著降低 (P< 0.05);與空白組和antimiR-NC組比較,anti-miR-199a-5p組中MAP3K1蛋白表達顯著升高 (P< 0.05),見圖5。
圖4 Starbase網(wǎng)站預測LINC00662與miR-199a-5p、miR-199a-5p與MAP3K1的結(jié)合位點Fig.4 Binding sites of LINC00662 to miR-199a-5p and those of miR-199a-5p to MAP3K1 were predicted using Starbase website
圖5 Western blotting檢測各組細胞中MAP3K1蛋白表達Fig.5 Expression of MAP3K1 protein in each group by Western blotting
表2 miR-NC組和miR-199a-5p組熒光素酶活性比較 (,n = 6)Tab.2 Comparison of luciferase activity between miR-NC and miR-199a-5p groups (,n = 6)
表2 miR-NC組和miR-199a-5p組熒光素酶活性比較 (,n = 6)Tab.2 Comparison of luciferase activity between miR-NC and miR-199a-5p groups (,n = 6)
GroupWT-LINC00662MUT-LINC00662WT-MAP3K1MUT-MAP3K1 miR-NC group1.05±0.121.06±0.111.01±0.101.04±0.12 miR-199a-5p group0.36±0.071.02±0.100.29±0.051.03±0.11 t 12.1660.65915.7740.150 P<0.0010.525<0.0010.883
盡管目前胃癌的診治已取得突破性進展,但胃癌患者的5年生存率依然很低[7]。由于胃癌的死亡率與胃癌的轉(zhuǎn)移密切相關(guān),因此,迫切需要尋找腫瘤轉(zhuǎn)移新的生物標志物,以便靶向治療來提高患者生存率。
研究[8]證實,lncRNA在調(diào)控多種癌細胞的增殖、凋亡和轉(zhuǎn)移中發(fā)揮重要作用。相關(guān)研究表明,LINC00662在前列腺癌組織及細胞中呈相對高表達,敲低其表達可抑制前列腺癌細胞增殖、侵襲和遷移,并促進其凋亡[9];LINC00662在肝癌組織中上調(diào)并與肝癌患者腫瘤大小、侵襲和較差的存活率相關(guān)[10];LINC00662過表達通過激活ERK信號通路促進結(jié)腸癌增殖、侵襲和遷移[11]。本研究結(jié)果顯示,LINC00662在胃癌組織中高表達,下調(diào)LINC00662表達可抑制胃癌SGC-7901細胞的侵襲與遷移,提示LINC00662在胃癌中發(fā)揮著促癌基因的作用。相關(guān)研究指出MMP-2和MMP-9是MMPs家族中與腫瘤轉(zhuǎn)移關(guān)系最為密切的兩個成員,其可以通過降解細胞外基質(zhì)中的Ⅳ型膠原酶促進腫瘤轉(zhuǎn)移[12];N-cadherin是上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化的重要標志分子,其在腫瘤細胞中高表達可導致上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化,進而促進細胞遷移和侵襲[13]。本研究結(jié)果顯示,下調(diào)LINC00662表達可抑制胃癌SGC-7901細胞中MMP-2、MMP-9、N-cadherin蛋白表達,提示沉默LINC00662可能通過下調(diào)MMP-2、MMP-9、N-cadherin表達抑制SGC-7901細胞的侵襲與遷移。
miR-199a-5p在多種腫瘤細胞中異常表達,參與調(diào)控腫瘤細胞的增殖代謝、侵襲轉(zhuǎn)移等過程[14]。研究顯示,過表達miR-199a-5p能夠下調(diào)DDR1表達,抑制人腦膠質(zhì)瘤細胞增殖和遷移[15];miR-199a-5p在非小細胞肺癌組織中低表達,其表達上調(diào)可抑制非小細胞肺癌細胞的增殖[16];miR-199a-5p在喉癌組織中的表達明顯低于癌旁組織,過表達miR-199a-5p可顯著抑制喉癌細胞的增殖、侵襲和遷移,同時誘導細胞凋亡[17]。本研究結(jié)果顯示,miR-199a-5p在胃癌組織中低表達,抑制miR-199a-5p可減弱抑制LINC00662對胃癌SGC-7901細胞侵襲、遷移的影響,上調(diào)miR-199a-5p表達可增強抑制LINC00662對胃癌SGC-7901細胞侵襲、遷移的影響,提示抑制LINC00662可能通過上調(diào)miR-199a-5p的表達抑制SGC-7901細胞侵襲、遷移。MAP3K1是廣泛存在于人體內(nèi)的一種重要激酶,具有調(diào)控細胞遷移的作用[18]。有研究表明,過表達miR-196b通過下調(diào)MAP3K1來抑制人絨毛膜癌細胞的增殖、遷移和侵襲[19];miR-451可以通過抑制MAP3K1來抑制食管癌細胞增殖[20]。本研究結(jié)果顯示,MAP3K1mRNA在胃癌組織中高表達,沉默LINC00662后胃癌SGC-7901細胞中miR-199a-5p表達上調(diào),MAP3K1蛋白表達下調(diào),提示抑制LINC00662可能通過調(diào)控miR-199a-5p/MAP3K1來抑制胃癌細胞的侵襲與遷移。同時本研究還證實了LINC00662可靶向負調(diào)控miR-199a-5p的表達,miR-199a-5p可靶向負調(diào)控MAP3K1的表達,提示抑制LINC00662可通過靶向上調(diào)miR-199a-5p的表達進而間接下調(diào)MAP3K1的表達來發(fā)揮對胃癌細胞侵襲與遷移的抑制作用。
綜上所述,抑制LINC00662可通過調(diào)控miR-199a-5p/MAP3K1抑制胃癌細胞侵襲與遷移。本研究為胃癌的早期診斷及靶向治療提供了參考依據(jù)。