隋玉東 王曉民 楊德君 王科亮
哈爾濱醫(yī)科大學附屬四院泌尿外科,黑龍江哈爾濱 150001
腎癌是泌尿系統(tǒng)中最常見的腫瘤,在治療上通常采用的是手術(shù)治療,但是在早期診斷時有大約30%的患者存在轉(zhuǎn)移的現(xiàn)象,其轉(zhuǎn)移的主要方式是血道轉(zhuǎn)移和淋巴道轉(zhuǎn)移[1]。腫瘤的轉(zhuǎn)移是涉及很多因子的復雜過程,研究發(fā)現(xiàn)有很多因子參與轉(zhuǎn)移過程,最值得關(guān)注的是血管內(nèi)皮生長因子VEGF,其是通過旁分泌的方式釋放,從而刺激腫瘤血管的生成,加快腫瘤的生長,VEGF不僅加快血管生長速度,也增加血管的通透性,F(xiàn)errara等[2]報道中提及腎癌的腫瘤的生長是通過自分泌和有通透性的作用。為了減少腎癌的遠處轉(zhuǎn)移和抑制腫瘤的生長速度,采用了對siRNA和血管內(nèi)皮生長因子的研究,探討腎癌的治療前景。
1.1.1 實驗材料 腎癌細胞786-0由實驗室自身提供,siRNA的設(shè)計:在Gene Bank查找編碼人VEGF cDNA的序列,應(yīng)用Ambion公司RNAi設(shè)計軟件并參考有關(guān)文獻,進行全基因組掃描和序列同源分析,設(shè)計針對VEGF mRNA不同剪接子的RNAi作用的公共靶點,上述由廣東銳博合成所需的編碼RNA,然后由該公司轉(zhuǎn)導質(zhì)粒中。
1.1.2 方法 siRNA的合成:廣東銳博根據(jù)提供參考的堿基對5′-GATCCACCTCACCAAGGCCAGCACTTCAAGAGAGTGCTG GCCTTGGTGAGGTTTTTTTTGGAAGTCGACA-3′(有義鏈);3′-GTGGAGTGGTTCCGGTCGTGAAGTTCTCTCACGACCGGAA CCACTCCAAAAAAACCTTCAGCTGTTCGA-5′,合成目的 siRNA。
1.1.3 質(zhì)粒的轉(zhuǎn)導和提取 由廣東銳博根據(jù)堿基序列合成所需的質(zhì)粒,并由廣東銳博將質(zhì)粒轉(zhuǎn)導大腸桿菌中,再放進搖箱進行搖晃,觀察甘油菌的生長情況,同時加氨芐西林將非耐藥的大腸桿菌殺死,使其含目的質(zhì)粒的基因在大腸桿菌內(nèi)大量繁殖。然后將質(zhì)粒提取檢測質(zhì)粒,加入甘油進行保存。
1.1.4培養(yǎng)細胞 將實驗室提供的腎癌786-0細胞系放置于人工培養(yǎng)液血清1640中,每24小時更換培養(yǎng)液,置于37℃溫箱中進行繁殖、傳代,凍存以備后期使用。
1.1.5 細胞分組和轉(zhuǎn)染細胞 將培養(yǎng)的腎癌細胞進行分組,分為空白組、目的組、含空質(zhì)粒組、其他干擾因子組四組,轉(zhuǎn)染前24 h,進行細胞準備,實驗前24 h接種細胞,每孔細胞0.8×105個,密度為50%,第2天細胞密度增加至75%左右時,進行細胞轉(zhuǎn)染。
1.1.6 檢驗轉(zhuǎn)染是否成功 將轉(zhuǎn)染后的細胞進行傳代繁殖,挑選狀態(tài)好的細胞進行熒光下顯像,觀察細胞的形態(tài)以及分析是否轉(zhuǎn)染成功,也可以通過RT-PCR技術(shù)檢測是否轉(zhuǎn)染成功。在圖1中可以看出轉(zhuǎn)染后的腎癌細胞呈現(xiàn)梭形,在熒光顯微鏡下能夠看出熒光梭行腎癌細胞,結(jié)構(gòu)完好,熒光顯色均勻,未見腎癌細胞的破裂,轉(zhuǎn)染成功。
1.1.7 WESTER-BLOT 此步驟是為了檢驗蛋白產(chǎn)生,具體步驟如下:①先將細胞在超聲下均漿破碎;②加入1.5 mL的裂解液,震蕩混勻,冰上孵育30 min,離心,將上清液棄去,加入Nonidet P40至濃度0.6%,搖勻,冰上孵育10 min,將沉淀懸浮于0.5 mL的loadingbuffer中,樣品在冰上孵育30min,2000 r/min,4℃下離心10 min,將沉淀的蛋白分裝,保存。將等量蛋白樣品經(jīng)10%SDS-J聚丙烯酰胺凝膠電泳分離,以濕轉(zhuǎn)法移到NC膜上,轉(zhuǎn)移緩沖液轉(zhuǎn)移條件為電流1 A,將時間調(diào)制1 h,轉(zhuǎn)移后的NC膜經(jīng)3%BSA室溫封閉3 h,加入適當稀釋的一抗,在4℃下過夜,用洗滌液buffer洗膜3遍,加入相應(yīng)的二抗,在37℃下反應(yīng)2 h,洗膜,以NBT/BCIP顯色,水洗終止反應(yīng)。在圖2中能夠清楚看見,在蛋白電泳中出現(xiàn)蛋白條帶陽性,間接表示轉(zhuǎn)染后的腎癌細胞中有轉(zhuǎn)染后VEGF蛋白表達。
1.1.8 細胞生長曲線 將腎癌細胞786-0制成細胞懸液接種于96孔板上,每孔濃度1×107/L,24 h后更換培養(yǎng)液,同時加入不同濃度的siRNA,每隔24 h取3孔做細胞計數(shù),取平均值。
1.1.9 CCK-8法 很多實驗應(yīng)用MTT方法,但是CCK-8在實驗中具有簡便、安全、精確的優(yōu)點。步驟:接種細胞懸液于96孔板內(nèi),經(jīng)37℃、5%CO2培養(yǎng)箱培養(yǎng)至細胞貼壁,再分別加入不同濃度的Ki67 siRNA,,每一濃度做3個復孔,并以negative siRNA和空白做對照,37℃下5%CO2培養(yǎng)箱培養(yǎng)72 h,有另外幾孔已知數(shù)量的活細胞以備制標準曲線。將CCK-8試劑解凍,每孔加入10 μL,注意不能有氣泡,放置培養(yǎng)箱4 h。用酶標儀檢測在450 nm波長的吸光度,參照對照比630 nm波長。根據(jù)公式抑制率=(1-實驗組A值/陰性對照A值)×100%計算抑制率。
1.2.1 小鼠分組 動物實驗?zāi)P偷慕⑴c分組:給予正常的18只小鼠正常喂養(yǎng),然后將小鼠標有數(shù)字,寫在卡片上,放在暗箱中隨機分組,將其分為3組,分別是目的組(VEGF),綠色熒光組(GPF),空質(zhì)粒組(Control),每組 6 只小鼠,將小鼠進行同樣飲食飼養(yǎng),飼養(yǎng)天數(shù)為21 d。然后將體外培養(yǎng)好的帶有目的基因的腎癌細胞,配制密度1.0×107個/mL,在每只小鼠的背部皮下注射細胞懸液約0.3 mL,然后正常喂養(yǎng)小鼠,其他兩組依次按此法喂養(yǎng)。
1.2.2 計算測量腫瘤大小 觀察瘤體體積:在正常飼養(yǎng)小鼠的情況下,每隔1 d用卡尺測量最大直徑的長度A和與之垂直的最大寬徑B,利用公式得出相應(yīng)結(jié)果,比較各組小鼠的生長情況,繪制腫瘤的生長曲線。
1.2.3 測量血管密度 病理形態(tài)觀察和免疫組化檢測VEGF表達、血管密度。在實驗結(jié)束后處死小鼠,取出腫瘤組織,應(yīng)用常規(guī)HE染色,觀察組織變化,用兔抗鼠VEGF作為一抗,按照說明進行SABC法免疫組織化學染色,隨機在腫瘤的邊緣與正常組織取平均值MVD,計算與同視野下的腫瘤細胞總數(shù)均值的比值,作為腫瘤細胞VEGF的表達陽性率MVD技術(shù)按Weidner評價標準進行。
利用SPSS 13.0軟件進行統(tǒng)計分析,計量資料數(shù)據(jù)以均數(shù)±標準差(±s)表示,多個樣本之間均數(shù)比較采用方差分析,以P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。
在目的組(VEGF)、綠色熒光組(GPF)、空質(zhì)粒組(Control)的腎癌細胞中,應(yīng)用免疫熒光法檢測VEGF在腎癌細胞中的表達,在綠色熒光組(GPF)中和空質(zhì)粒組陽性率很高,在目的組中很低,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。
含有VEGF的小鼠的背部的腫瘤體積隨著時間的增長,三組小鼠的背部腫瘤的大小不一,在同一時間點上相比含有VEGF的小鼠腫瘤體積最小,VEGF組與GPF組、對照組相比,腎腫瘤的體積遠遠小于對照組和GFP組,對照組和GPF組相比,其腫瘤體積差異不大。見圖3。
在三組小鼠中,通過SABC法免疫組織化學染色顯示,在VEGF組中血管密度比其他兩組在同期中都低,在對照組中血管密度最高,GPF組介于VEGF組和對照組之間,在同組中每只小鼠的血管密度變化不大,說明siRNA-VEGF在腎癌中具有抑制腫瘤生長的效果。見表1。
表1 組織中血管密度(個/mm2)
腎癌的治療在臨床上比較單一,主要是通過手術(shù)治療,對放化療不敏感免疫治療在腎癌晚期治療效果不理想。近幾年通過對腎癌的研究,臨床上有許多藥物誕生,但價格比較昂貴,患者不能承受,筆者通過將si-RNA質(zhì)粒轉(zhuǎn)導腎癌細胞內(nèi),與Control組和GFP組相比較,發(fā)現(xiàn)細胞比Control組和GFP組生長緩慢,將三組含有不同質(zhì)粒的腎癌細胞皮下種植小鼠皮下,建立動物的實驗?zāi)P?,測量三組動物實驗?zāi)P湍[瘤的直徑大小,可以直觀發(fā)現(xiàn)存在siRNA的腎癌的小鼠生長速度明顯低于Control組和GFP組,生長速度也明顯低于其他兩組,Control組和GFP的體積大小以及生長速度明顯高于VEGF組。GFP組的生長速度和在體小鼠的腫瘤大小無明顯變化,通過免疫組化測量組織血管密度可以看出,三組小鼠組織的血管密度各不相同,其表現(xiàn)差異性很大,在VEGF組中,6只小鼠的血管密度與GFP組、Control組相比均小。在VEGF組的每只小鼠的組織血管密度相差不大,這與siRNA抑制血管內(nèi)皮生長有很大關(guān)系,說明其能抑制腫瘤血管內(nèi)皮生長的速度,間接抑制腫瘤的生長速度,直觀上可見腫瘤大小以及體積遠遠小于GFP組和Control組。根據(jù)以上的實驗研究,筆者可以得出siRNA-VEGF具有抑制腎癌細胞的生長作用,為臨床起到指導作用,在藥物的研發(fā)上起指導作用。
血管內(nèi)皮生長因子屬于多潛能因子家族,VEGF-B、VEGF-C、VEGF-D、VEGF-E和胎盤生長因子VEGF的生物學作用是促進血管內(nèi)皮生長,增加血管的通透性及血管生成維持其功能,此外還有促進內(nèi)皮細胞的分裂[3]。最后還有細胞質(zhì)的聚鈣作用在正常腎臟可以表達,其含量和病變的程度呈正比[4]。
腫瘤的生長依賴血管以及生長因子的作用,其中VEGF對血管的生長有很大的作用,是決定血管形成的因素之一[5]。VEGF在許多惡性腫瘤組織中高水平表達,腫瘤組織中的高表達VEGF有利于腫瘤的生長與轉(zhuǎn)移,有很多研究顯示腫瘤生長組織中VEGF的表達很高[6-7]。在實驗中Control組腫瘤細胞生長很快,而在VEGF組腎癌組織生長很慢,血管密度很低,說明VEGF的表達增高與腎癌的生長與侵襲有關(guān)。
腎癌是一種很容易轉(zhuǎn)移的腫瘤,在臨床上往往轉(zhuǎn)移發(fā)生很早,轉(zhuǎn)移的主要方式是淋巴轉(zhuǎn)移和血道轉(zhuǎn)移,其轉(zhuǎn)移是一個很復雜的過程,也是一個動態(tài)過程,很多因子參與調(diào)控,幾近年來發(fā)現(xiàn)VEGF是與實體腫瘤生長和轉(zhuǎn)移有很大聯(lián)系的一組生長因子,是以旁分泌的形式進行分泌,刺激血管形成,間接促進腫瘤的生長,在腫瘤的生長體積以及晚期轉(zhuǎn)移的患者VEGF的表達水平高于早期患者。Oya等[8]報道,腎臟小血管以及小管是通過VEGF子分泌作用促進瘤的增生。在近年的研究中發(fā)現(xiàn),VEGF與相應(yīng)的疾病有關(guān)聯(lián),例如腎衰竭、代謝疾病、血管疾病,在不同的腎臟疾病中VEGF的表達不同。但是現(xiàn)在在腎癌的研究中,確定VEGF起著決定性的作用,現(xiàn)在有應(yīng)用藥物的治療,例如舒尼替尼、索拉菲尼等藥物的治療。應(yīng)用藥物在最大限度上抑制VEGF和擴大潛在的抗腫瘤作用,現(xiàn)對這些藥物組合安全性進行評估,所以不難看出,在發(fā)現(xiàn)VEGF之后為臨床治療提供了指導思想,為尋找其他有效因子作出了很好的實驗?zāi)P?,在今后腎癌治療中有很好的指導意義。
[1]肖建武.血管內(nèi)皮生長因子與腎臟疾病研究進展[J].中國醫(yī)藥指南,2008,6(23):
[2]Ferrara N,Gerber Hp,Couter J.The biology of VEGF and its recep-tors[J].2003,9(6):669-676.
[3]Evelyhe D,Patricia H ,Ande V,et al.Tumor angiogenesis and tissue factor expression on during hepatocellular carci-noma progression in a transgenic mouse model[J].J Hepatol,2003,38(6):793-802.
[4]Thomton MV,Kudo D,Rayman P,et al.Degradation of NF-kappa Bin T cell by ganglliosides on re-cell carcinomas[J].J Immunol,2004,172(6):3480-3489.
[5]Sing AK,Gudehithlu KP,Pegoraro AA,et al.Vascular factors alterd in glucose-treated mesangial cells and diabetic glomeruli changes in vascular factors impair endothelial cell growth and matrix [J].Lab Invest,2004,84:597-606.
[6]Carmeliett P.Angiogenesis in life disease and medicine [J].Nature,2005,438(7070):932.
[7]Siemann DW,Chaplin DJ,Horsman MR.Vascular-targeting therapies for treatment of malignant disease[J].Cancer,2004,100(12):2491.
[8]Oya M,Takayanagi A,Horiguchi A,et al.Increased nu-clear factorkappa B activation is related to the tumorde-velopment of renal cell carcinoma[J].Carcinogenesis,2003,24(3):377-384.