【摘要】目的 探索醛縮酶A(ALDOA)過表達和基因敲減對膀胱癌T24細胞生長和侵襲的影響,為探討泌尿系統(tǒng)腫瘤發(fā)病機制提供理論依據(jù)。方法 通過慢病毒感染構(gòu)建穩(wěn)定表達的ALDOA過表達和基因敲減膀胱癌T24細胞重組細胞株,采用熒光定量PCR
(RT-PCR)法檢測重組細胞ALDOAmRNA的表達情況;采用CCK-8法、細胞劃痕實驗、Transwell小室實驗檢測重組T24細胞的增殖、遷移和侵襲能力。結(jié)果 RT-PCR檢測結(jié)果顯示,過表達組重組T24細胞ALDOAmRNA的相對表達量較對照組更高,基因敲減組較對照組更低,證實膀胱癌T24細胞重組細胞株構(gòu)建成功;CCK-8法檢測重組細胞增殖結(jié)果顯示:在培養(yǎng)72、96 h時,過表達組重組T24細胞生存率均較對照組更高;在培養(yǎng)96 h時,基因敲減組T24細胞生存率較對照組更低;劃痕愈合實驗結(jié)果顯示:在培養(yǎng)24 h時,過表達組重組T24細胞劃痕愈合率較對照組更高;Transwell小室細胞實驗結(jié)果顯示:在培養(yǎng)48 h時,過表達組重組T24細胞遷移數(shù)較對照組更多,過表達組重組T24細胞侵襲數(shù)較對照組更多(均P<0.05);培養(yǎng)24 h時,基因敲減組重組T24細胞劃痕愈合率較對照組更低;在培養(yǎng)48 h時,基因敲減組重組T24細胞遷移數(shù)較對照組更少,但差異均無統(tǒng)計學意義(均P>0.05)。結(jié)論 ALDOA過表達可促進膀胱癌細胞增殖、遷移和侵襲,ALDOA基因敲減可減少膀胱癌T24細胞增殖、遷移和侵襲。
【關(guān)鍵詞】醛縮酶A ; 基因敲減 ; 基因過表達 ; 膀胱癌T24細胞
【中圖分類號】R737.14 【文獻標識碼】A 【文章編號】2096-3718.2024.14.0029.04
DOI:10.3969/j.issn.2096-3718.2024.14.010
膀胱癌是泌尿系統(tǒng)常見的惡性腫瘤,其發(fā)病原因尚不明確,一般認為與經(jīng)常接觸致癌物質(zhì)有關(guān),高復(fù)發(fā)率和早期轉(zhuǎn)移是造成膀胱癌病死率高的主要原因[1-2]。目前尚無有效治療方法,因此,尋找新的治療靶標和策略顯得尤為迫切。有氧糖酵解是大多數(shù)腫瘤細胞主要的能量獲取方式,糖酵解過程多種催化酶在腫瘤組織中表達增加,并促進腫瘤的發(fā)生發(fā)展[3]。醛縮酶A(ALDOA)是糖酵解過程中關(guān)鍵酶之一,可催化1, 6-二磷酸果糖裂解3磷酸甘油醛和磷酸二酰甘油。有研究顯示,ALDOA在多種腫瘤組織中高表達,并促進腫瘤細胞的增殖、遷移及侵襲[4],且ALDOA在膀胱癌組織中高表達,與患者腫瘤組織低分化和較差預(yù)后密切相關(guān)[5]。但有關(guān)ALDOA對膀胱癌細胞增殖和侵襲的影響尚不清楚?;诖?,本研究通過構(gòu)建ALDOA過表達和基因敲減膀胱癌T24重組細胞株,研究ALDOA差異性表達對膀胱癌細胞增殖、遷移、侵襲的影響,現(xiàn)報道如下。
1 材料與方法
1.1 實驗細胞 膀胱癌細胞株T24(中國科學院上海生物所細胞庫)。
1.2 主要試劑與儀器 ALDOA過表達和shRNA干擾慢病毒顆粒(上海吉凱基因技術(shù)有限公司);胎牛血清(美國Gibco公司);CCK-8試劑盒、RIPA裂解液和反轉(zhuǎn)錄試劑盒(中國碧云天生物技術(shù)公司);Transwell小室和6孔板(美國Corning公司),Trizol RNA提取試劑(美國Invitrogen公司)。倒置顯微鏡(尼康公司,型號:ECLIPSE Ts2);實時定量PCR擴增儀(伯樂實驗有限公司,型號:CFX96 Deep Well);酶標儀[賽默飛世爾(上海)儀器有限公司,型號:Multiskan FC]。
1.3 研究方法
1.3.1 醛縮酶A過表達和shRNA病毒轉(zhuǎn)染人膀胱癌T24細胞株 T24細胞用含有10%胎牛血清的
RPMI-1640培養(yǎng)基置于37 ℃、5% CO2的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。感染前1 d取對數(shù)生長期的細胞,將其鋪板到35 mm培養(yǎng)皿,使感染時細胞密度約達80%,24 h后加入病毒稀釋液:ALDOA過表達組加入pLV-ALDOA慢病毒的病毒稀釋液1.7 mL,病毒滴度為1×106 TU/mL,對照組加入空載質(zhì)粒的病毒稀釋液1.7 mL。 ALDOA基因敲減組加入含shRNA慢病毒的病毒稀釋液1.7 mL,病毒滴度為
1×106 TU/mL,對照組加入空載質(zhì)粒的病毒稀釋液1.7 mL。用病毒培養(yǎng)液替換原細胞培養(yǎng)基,放入細胞培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24 h。第2天換液,繼續(xù)培養(yǎng)24 h后,熒光顯微鏡觀察,估計慢病毒感染細胞的效率,同時,將細胞擴大培養(yǎng)后凍存。
1.3.2 實時定量PCR(RT-PCR)檢測重組ALDOAmRNA的表達 收集感染慢病毒的重組細胞,按照說明書提取細胞中總RNA,檢測濃度合格后反轉(zhuǎn)錄獲得cDNA,以cDNA為模板,按照以下條件進行RT-PCR反應(yīng),目的基因引物:醛縮酶A-F:GTGGGCATCAAGGTAGACAAGGG;醛縮酶A-R:TGCTGGCAGATACTGGCATAACG。內(nèi)參引物:GAPDH-R:CAAGGGCATCCTGGGCTACACT;GAPDH-R:CTCTCTCTTCCTCTTGTGCTCTTGC。反應(yīng)體系:cDNA模板1 μL,上游引物0.8 μL,2SYGR 10 μL,加水補足20 μL,反應(yīng)條件:95 ℃預(yù)變性5 min,95 ℃ 15 s,60 ℃ 1 min,40個循環(huán)。溶解曲線:65 ℃到95 ℃,每
0.5 ℃保溫5 s。RT-PCR采用2-ΔΔCt法進行定量分析并計算ALDOA mRNA相對表達量。均進行3次獨立實驗。
1.3.3 CCK-8法檢測重組細胞增殖 取對數(shù)生長期的過表達和基因敲減重組T24細胞,胰酶消化,離心去上清,重懸后計數(shù),稀釋至細胞密度2×107個/L,加入96孔板中,每孔100 μL,另設(shè)置只加培養(yǎng)液的對照孔。設(shè)置測定時間點為0、24、48、72和96 h,完全培養(yǎng)基培養(yǎng)后,測定前24 h加入CCK-8試劑,每孔10 μL,混勻后置于培養(yǎng)箱24 h,酶標儀測定波長450 nm處各組的吸光度(OD)值,并計算細胞生存率。細胞生存率=(OD實驗組-OD對照組)/(OD對照組-OD空白組)×100%。均進行3次獨立實驗。
1.3.4 劃痕愈合實驗檢測重組細胞遷移 取對數(shù)生長期的過表達和基因敲減重組T24細胞,將細胞以3×105個/孔的密度接種于六孔板中,細胞生長融合至80%~90%時,用10 μL槍頭垂直劃痕,PBS清洗劃下的細胞,重復(fù)2次,繼續(xù)在培養(yǎng)箱中孵育,分別在0、24 h用倒置顯微鏡觀察拍照,圖片用Image J軟件進行處理,并計算劃痕愈合率,愈合率=(0 h劃痕寬度-24 h劃痕寬度)/0 h劃痕寬度×100%。均進行3次獨立實驗。
1.3.5 Transwell小室實驗檢測重組細胞遷移和侵襲 取生長良好的過表達和基因敲減重組T24細胞,加入無血清培養(yǎng)基24 h,取2×104個細胞與200 μL無血清培養(yǎng)基加入上室,用于檢測細胞遷移;取5×104個細胞與基質(zhì)膠用無血清培養(yǎng)基稀釋到1 mg/L,取200 μL加入上室,檢測細胞侵襲。在下室加入500 μL含20%胎牛血清的完全培養(yǎng)基,在37 ℃孵育48 h后,將小室上層未侵襲細胞除去,用4%多聚甲醛溶液固定15 min,后用0.1%結(jié)晶紫染色處理10 min,經(jīng)PBS洗滌并干燥后,顯微鏡下隨機取5個(×200)視野拍照,圖片用Image J軟件進行處理;計算細胞數(shù)。均進行3次獨立實驗。
1.4 觀察指標 ⑴通過RT-PCR檢測觀察ALDOA過表達組及基因敲減組重組細胞mRNA的表達水平。⑵通過CCK-8法檢測ALDOA過表達組及基因敲減組重組細胞的生存率。⑶通過劃痕愈合實驗檢測ALDOA過表達組及基因敲減組重組細胞劃痕愈合率,通過Transwell小室細胞實驗檢測ALDOA過表達組及基因敲減組重組細胞遷移數(shù)和侵襲數(shù)。
1.5 統(tǒng)計學方法 采用SPSS 22.0統(tǒng)計學軟件分析數(shù)據(jù),所有實驗結(jié)果均重復(fù)3次取平均值,計量數(shù)據(jù)均以( x ±s)表示,組間比較采獨立樣本t檢驗。 P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。
2 結(jié)果
2.1 過表達和敲減重組細胞ALDOAmRNA的表達水平 RT-PCR檢測結(jié)果顯示,過表達組重組細胞ALDOAmRNA的相對表達量為[(187.75±9.19)%]高于對照組重組細胞ALDOAmRNA的相對表達量[(105.05±5.00)%],差異有統(tǒng)計學意義(t值=10.725,
P<0.05),見圖1;基因敲減組重組細胞ALDOAmRNA的相對表達量為[(2.73±0.14)%]較對照組更低,差異有統(tǒng)計學意義(t值=13.812,P<0.05),見圖2。
2.2 ALDOA過表達和基因敲減重組細胞生存率檢測結(jié)果 培養(yǎng)72 h、96 h時,過表達組重組細胞生存率為
[(119.37±5.97)%]、[(154.71±7.74)%],均高于對照組重組細胞生存率[(72.48±3.62)%]、[(94.52±4.73)%],差異均有統(tǒng)計學意義(t值=11.627、12.047,均P<0.05),見圖3;培養(yǎng)96 h時,基因敲減組細胞生存率為[(67.38±3.37)%],低于對照組細胞生存率[(92.59±4.63)%],差異有統(tǒng)計學意義(t值=5.738,P<0.05),見圖4。
2.3 ALDOA過表達和基因敲減對重組細胞遷移的影響 劃痕愈合實驗結(jié)果顯示,培養(yǎng)24 h時,過表達組重組細胞劃痕愈合率為[(79.38±3.97)%]高于對照組重組細胞劃痕愈合率[(52.14±2.61)%],差異有統(tǒng)計學意義
(t值=5.831,P<0.05);基因敲減組重組細胞劃痕愈合率為[(41.57±2.08)%]與對照組比較,差異無統(tǒng)計學意義(t值=3.627,P>0.05),見圖5。
2.4 ALDOA過表達和基因敲減重組細胞遷移和侵襲的影響 Transwell小室細胞實驗結(jié)果顯示,培養(yǎng)48 h時,過表達組重組細胞遷移數(shù)為[(120.51±6.07)個]多于對照組重組細胞遷移數(shù)[(85.36±4.32)個],差異有統(tǒng)計學意義(t值=8.325,P<0.05);基因敲減組重組細胞遷移數(shù)為[(75.72±3.85)個]與對照組比較,差異無統(tǒng)計學意義(t值=2.948,P>0.05),見圖6。在培養(yǎng)48 h時,過表達組重組細胞侵襲數(shù)為[(105.83±5.32)個]多于對照組重組細胞侵襲數(shù)[(72.43±3.64)個],差異有統(tǒng)計學意義(t值=5.927,P<0.05);基因敲減組重組細胞侵襲數(shù)為[(61.75±3.16)個]與對照組比較,差異無統(tǒng)計學意義(t值=3.529,P>0.05),見圖7。
3 討論
膀胱癌是泌尿系統(tǒng)最常見的惡性腫瘤之一,其發(fā)病原因包括內(nèi)在遺傳因素和外在的環(huán)境因素,為研究ALDOA對膀胱癌細胞增殖和侵襲能力的影響,本研究首先構(gòu)建了針對ALDOA的過表達和基因敲減(shRNA干擾)的慢病毒載體,并篩選出能夠穩(wěn)定表達的ALDOA過表達和基因敲減膀胱癌T24重組細胞株。本研究結(jié)果中,
RT-PCR檢測結(jié)果顯示,過表達組重組細胞ALDOAmRNA的相對表達量高于對照組,基因敲減組較對照組更低,提示ALDOA過表達和基因敲減膀胱癌T24重組細胞株構(gòu)建
成功。
本研究結(jié)果顯示,在培養(yǎng)72、96 h時,過表達組重組細胞生存率均較對照組更高;在培養(yǎng)96 h時,基因敲減組細胞生存率較對照組更低;這提示過表達ALDOA可促進腫瘤生長,腫瘤細胞生存率更高,基因敲減ALDOA可延緩腫瘤生長,腫瘤細胞生存率更低,這與既往的研究[6]結(jié)果相近。過表達ALDOA可以促進纖維肌動蛋白組裝成微管,微管的增長在細胞周期胞質(zhì)分裂過程中起到關(guān)鍵作用,隨著微管的增長,完成復(fù)制的染色體被牽拉分離進入子細胞,進而促進細胞分裂增殖[7]。
本研究結(jié)果顯示,在培養(yǎng)24 h后,過表達組重組細胞劃痕愈合率較對照組更高;在培養(yǎng)48 h后,過表達組重組細胞遷移數(shù)較對照組更多,過表達組重組細胞侵襲數(shù)較對照組更多;在培養(yǎng)24 h后,基因敲減組重組細胞劃痕愈合率較對照組更低。這提示ALDOA過表達重組細胞侵襲和遷移能力明顯增強,ALDOA在腫瘤細胞獲得轉(zhuǎn)移能力的過程中起重要作用,這與SAITO等[8]的研究結(jié)果相近。ALDOA過表達可以明顯降低腫瘤細胞上皮性標志物N-cadherin的表達,增加間質(zhì)性標志物N-cadherin和vimetin的表達,增加胞質(zhì)內(nèi)β-caterin 表達量,ALDOA可以促進腫瘤細胞上皮 - 間質(zhì)轉(zhuǎn)化。上皮 - 間質(zhì)轉(zhuǎn)化是腫瘤細胞發(fā)生侵襲和轉(zhuǎn)移生長的關(guān)鍵啟動步驟之一[9];
Wnt/β-caterin信號通路是誘導(dǎo)腫瘤細胞發(fā)生上皮 - 間質(zhì)轉(zhuǎn)化的主要信號通路,β-caterin是該信號通路激活的關(guān)鍵信使分子[10]。有研究認為ALDOA通過與胞質(zhì)中破壞復(fù)合物中GSK3結(jié)合,使β-caterin無法磷酸化而避免被泛素化降解,在細胞質(zhì)內(nèi)積累并移至細胞核,激活相關(guān)基因轉(zhuǎn)錄,誘導(dǎo)腫瘤細胞發(fā)生上皮 - 間質(zhì)轉(zhuǎn)化,進而促進腫瘤細胞的侵襲和轉(zhuǎn)移[11]。但在膀胱癌中ALDOA是否參與此過程尚不清楚,需進一步研究證實。此外,ALDOA基因敲減重組細胞的增殖會受到顯著抑制,但對其侵襲和遷移無明顯影響,這為利用ALDOA抑劑靶向治療膀胱癌提供了
依據(jù)。
綜上,本研究成功構(gòu)建了穩(wěn)定過表達ALDOA和基因敲減膀胱癌T24重組細胞株,ALDOA過表達可顯著增強膀胱癌細胞的增殖、遷移和侵襲能力,為膀胱癌的靶向治療提供了新的策略。
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1 基金項目:福建省自然科學基金資助項目(編號:2020J01206)
作者簡介:李建偉,博士研究生,主任醫(yī)師,研究方向:泌尿腫瘤發(fā)病機制。