姚曉峰 金銳 陶英杰 郭文宇
口腔鱗癌(oral squamous cell carcinoma,OSCC)是頭頸部常見的第二大高發(fā)惡性腫瘤,約占口腔頜面部惡性腫瘤的90%。OSCC是對于口腔中惡性腫瘤的統(tǒng)稱,包括舌、牙齦、唇、頰、口底、軟硬腭等部位發(fā)生的癌癥,具有侵襲性強(qiáng)、易早期淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的特點。AJUBA(ajuba LIM protein)基因位于人類染色體14q11.2[1],蛋白結(jié)構(gòu)與LIM 家族的其他成員相似,通過LIM 或者preLIM 結(jié)構(gòu)與其他多種蛋白或DNA 結(jié)合,作為支架蛋白參與多種生物學(xué)過程,發(fā)揮多種生物學(xué)作用[2]。在腫瘤的發(fā)生發(fā)展中,AJUBA參與多種信號通路的調(diào)節(jié)。在惡性間皮瘤中,AJUBA 通過調(diào)控Hippo信號轉(zhuǎn)導(dǎo)抑制細(xì)胞增殖[3]。此外,AJUBA通過加強(qiáng)β-catenin 和GSK-3β 之間的結(jié)合促進(jìn)GSK-3β介導(dǎo)的β-catenin 磷酸化,從而對Wnt 信號通路進(jìn)行負(fù)調(diào)節(jié)[4]。目前,AJUBA 在OSCC 中的研究鮮見報道,其在OSCC中的表達(dá)情況及對腫瘤細(xì)胞增殖和侵襲的影響仍有待探究。
收集2010年2月至2015年12月天津醫(yī)科大學(xué)腫瘤醫(yī)院OSCC組織標(biāo)本共120例。其中男性75例,女性45 例;年齡≤60 歲54 例,>60 歲66 例;T1+T2 期73例,T3+T4期47例。
1.2.1 免疫組織化學(xué)法 石蠟包埋切片后,常規(guī)脫蠟,3%H2O2處理30 min,檸檬酸鈉抗原修復(fù),一抗4℃過夜孵育,加入二抗孵育30 min 后,DAB 顯色,蘇木素復(fù)染,脫水后中性樹膠封片,采集圖像并分析AJU?BA表達(dá)情況。根據(jù)陽性腫瘤細(xì)胞所占百分?jǐn)?shù)進(jìn)行陽性率評分,≤5%、5%~25%、25%~50%、≥50%分別計0~3 分;染色強(qiáng)度評分:無著色為0 分,淡黃色為1分,黃色為2分,棕褐色為3 分,兩項評分相乘所得分?jǐn)?shù)為最終評分。120 例OSCC 組織標(biāo)本按評分升序排列,低表達(dá)60例,高表達(dá)60例。
1.2.2 RNA 提取與qPCR 采用Trizol 法提取28 對OSCC 及癌旁組織總RNA,定量后吸取1 μg RNA,通過逆轉(zhuǎn)錄試劑盒將其逆轉(zhuǎn)錄成cDNA。通過SYBR Green mix 對cDNA 進(jìn)行qPCR 實驗,以GAPDH 作為內(nèi)參,檢測AJUBA及Snail的表達(dá)情況。
1.2.3 細(xì)胞培養(yǎng) 人OSCC細(xì)胞系Tca8113和TSCCA均購于中國科學(xué)院細(xì)胞庫,采用含10%胎牛血清的RPMI 1640培養(yǎng)基,置于37℃,5%CO2細(xì)胞培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。
1.2.4 質(zhì)粒及siRNA轉(zhuǎn)染 OSCC細(xì)胞接種于6孔板中,融合度達(dá)70%~80%時,利用Lipofectamine 3000將2.5 μg質(zhì)粒DNA轉(zhuǎn)染至Tca8113和TSCCA細(xì)胞中。AJUBA特異性siRNA及陰性對照購于吉瑪基因(蘇州)。當(dāng)6孔板中細(xì)胞融合度達(dá)40%時,采用RNAiMax轉(zhuǎn)染30 pmol si-AJUBA至Tca8113和TSCCA細(xì)胞中,48 h后進(jìn)行表達(dá)檢測或功能實驗研究。
1.2.5 MTT實驗 將OSCC細(xì)胞消化計數(shù)后,接種于96 孔板中(1×103個細(xì)胞/孔)。分別于第1、2、3、4、5天采用MTT法檢測細(xì)胞增殖情況。具體步驟:100 μL培養(yǎng)基加入10 μL MTT 溶液,37℃孵育4 h 后吸去上清,加入150 μL DMSO 室溫孵育10 min,490 nm 波長檢測OD并分析。
1.2.6 Western blot 將OSCC 細(xì)胞用PBS 清洗2 遍,加入細(xì)胞裂解液冰上裂解30 min,12 000 r/min,4℃離心15 min,收集上清采用BCA 法進(jìn)行蛋白定量。蛋白變性后,SDS-PAGE電泳。轉(zhuǎn)膜完成后,5%脫脂牛奶封閉1 h,相應(yīng)一抗4℃過夜孵育。TBST 洗滌3 次后,加入相應(yīng)二抗室溫孵育1 h,ECL化學(xué)發(fā)光法曝光檢測蛋白的表達(dá)情況。
1.2.7 克隆形成實驗 Tca8113和TSCCA細(xì)胞接種于6孔板中(5×102個細(xì)胞/孔),培養(yǎng)14 d后,冰甲醇固定15 min,0.1%結(jié)晶紫染色,PBS清洗后,采集圖像并計數(shù)。
1.2.8 劃痕實驗 OSCC細(xì)胞消化后鋪于6孔板中,當(dāng)細(xì)胞融合度約100%時,使用10 μL 移液槍槍頭對孔中細(xì)胞劃痕,PBS清洗以去除脫落細(xì)胞。24 h后采集圖像,并采用Image J 圖像處理軟件對細(xì)胞遷移面積進(jìn)行分析。
1.2.9 Tranwell 實驗 OSCC 細(xì)胞消化后用無血清培養(yǎng)基重懸,計數(shù)后加入已預(yù)鋪好Matrigel 的Transwell小室中,小室下方加入600 μL含20%胎牛血清的RP?MI 1640 培養(yǎng)基。培養(yǎng)24 h 后,用棉簽擦拭掉小室膜上方細(xì)胞,甲醇固定15 min,0.1%結(jié)晶紫染色,PBS清洗后采集圖像并分析。
采用SPSS 17.0統(tǒng)計學(xué)軟件進(jìn)行分析,數(shù)據(jù)以表示,實驗數(shù)據(jù)通過3次獨立實驗獲得。兩組樣本間比較采用t檢驗。P<0.05為差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。
通過qPCR 檢測及TCGA 數(shù)據(jù)庫分析發(fā)現(xiàn),AJU?BA 在OSCC 組織中的表達(dá)水平顯著升高(圖1A,1B)。免疫組織化學(xué)法結(jié)果顯示OSCC組織中AJUBA表達(dá)顯著高于癌旁正常組織(圖1C)。同時發(fā)現(xiàn)AJU?BA表達(dá)與OSCC的T分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移及復(fù)發(fā)呈正相關(guān),其表達(dá)越高,腫瘤分化越差(表1)。與AJUBA 低表達(dá)患者相比,AJUBA 高表達(dá)患者的預(yù)后相對較差(圖1D,P=0.019)。
表1 AJUBA表達(dá)與OSCC臨床病理指標(biāo)的關(guān)系
在Tca8113 和TSCCA 中敲降A(chǔ)JUBA 后,腫瘤細(xì)胞的增殖能力受到顯著削弱(圖2A)。通過克隆形成實驗發(fā)現(xiàn)敲降A(chǔ)JUBA 能夠抑制Tca8113和TSCCA 細(xì)胞的克隆形成(圖2B)。此外,與陰性對照組相比,si-AJUBA 組的劃痕面積較大,表明AJUBA 表達(dá)下調(diào)能夠?qū)е翺SCC 細(xì)胞的遷移能力降低(圖2C)。隨后進(jìn)行Transwell 實驗進(jìn)一步探究AJUBA 對OSCC 細(xì)胞侵襲的影響。結(jié)果顯示敲降A(chǔ)JUBA 后,Transwell 小室膜下方的腫瘤細(xì)胞數(shù)顯著減少,OSCC 細(xì)胞的侵襲能力受到顯著抑制(圖2D)。
Western blot檢測結(jié)果表明,過表達(dá)AJUBA后,OSCC細(xì)胞中Snail表達(dá)升高,同時N-cadherin和Vimentin表達(dá)增加,E-cadherin表達(dá)下降。而敲減AJUBA導(dǎo)致Snail、N-cadherin和Vimentin表達(dá)降低,E-cadherin表達(dá)上調(diào)(圖3)。以上結(jié)果表明AJUBA可能通過調(diào)控Snail影響OSCC的上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化。
通過qPCR檢測發(fā)現(xiàn),OSCC組織中的Snail mRNA水平顯著高于正常組織(圖4A,P=0.00 1)。Spearman相關(guān)性分析顯示AJUBA與Snail表達(dá)呈正相關(guān)(圖4B,P=0.001)。通過TCGA數(shù)據(jù)庫分析發(fā)現(xiàn)Snail表達(dá)升高,提示OSCC患者預(yù)后不良(圖4C)。
圖1 AJUBA在OSCC中高表達(dá)及預(yù)后
圖2 AJUBA對OSCC細(xì)胞的增殖和侵襲
圖3 AJUBA對OSCC細(xì)胞Snail及下游蛋白表達(dá)的影響
圖4 Snail在OSCC中的表達(dá)及與AJUBA表達(dá)的相關(guān)關(guān)系
研究表明AJUBA 能夠促進(jìn)多種腫瘤進(jìn)展,AJU?BA可與SP1形成復(fù)合體,誘導(dǎo)下游基因表達(dá),促進(jìn)胰腺癌的增殖[5]。在食管鱗癌中,AJUBA能夠通過上調(diào)MMP10 和MMP13 的表達(dá)從而增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞的運(yùn)動侵襲能力[6]。然而也有證據(jù)顯示,AJUBA可以通過調(diào)控β-catenin 和YAP 通路,抑制肝癌細(xì)胞生長從而發(fā)揮抑癌基因的作用[7]。這可能與不同的細(xì)胞背景有關(guān)[8]。目前,AJUBA 在OSCC 中的研究較少,其發(fā)揮的功能及相關(guān)調(diào)控機(jī)制仍有待探究。本研究首先檢測AJUBA 在OSCC 中的表達(dá)情況,結(jié)果顯示AJUBA在OSCC中顯著高表達(dá),并且提示不良預(yù)后。因此推斷AJUBA可能促進(jìn)OSCC進(jìn)展。
此外,免疫組織化學(xué)法結(jié)果顯示AJUBA 的表達(dá)與T 分期及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移呈正相關(guān),因此AJUBA 可能在OSCC 的增殖和侵襲過程中發(fā)揮重要作用。通過功能實驗發(fā)現(xiàn)敲降A(chǔ)JUBA 能夠顯著抑制OSCC 細(xì)胞的增殖和侵襲能力。這充分證實了AJUBA 在OSCC中發(fā)揮著促癌基因的作用,而AJUBA 調(diào)控的具體機(jī)制則需進(jìn)一步探究。
上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelial-mesenchymal transi?tion,EMT)是上皮細(xì)胞獲得間質(zhì)表型或成纖維樣特性時出現(xiàn)的暫時、可逆的生物學(xué)過程[9],解釋了腫瘤轉(zhuǎn)移的起始步驟,在腫瘤研究中受到越來越多的關(guān)注[10]。EMT發(fā)生后,上皮細(xì)胞失去極性、細(xì)胞間連接降解、細(xì)胞骨架結(jié)構(gòu)重組、細(xì)胞形態(tài)改變,而這些改變使細(xì)胞獲得了更高的遷移、侵襲和降解細(xì)胞外基質(zhì)的能力[11]。因此,本研究進(jìn)一步檢測AJUBA對OS?CC 細(xì)胞EMT 的影響,發(fā)現(xiàn)敲減AJUBA 后,上皮樣標(biāo)志物E-cadherin 表達(dá)上調(diào),而間質(zhì)樣標(biāo)志物Vimentin及N-cadherin 表達(dá)下降,這表明AJUBA 能夠通過調(diào)控EMT發(fā)生而促進(jìn)OSCC的侵襲轉(zhuǎn)移。
大量研究表明Snail是調(diào)控EMT過程的重要轉(zhuǎn)錄因子,在多種腫瘤中(如胰腺癌、結(jié)直腸癌、乳腺癌、OSCC 及惡性黑色素瘤等)均可轉(zhuǎn)錄抑制E-cadherin的表達(dá)來促進(jìn)EMT 的發(fā)生[12-14]。本研究發(fā)現(xiàn)敲降A(chǔ)JUBA 能夠抑制Snail 的表達(dá),同時在OSCC 中,兩者的表達(dá)呈正相關(guān)。因此本研究提示,AJUBA 通過影響Snail 表達(dá)從而下調(diào)E-cadherin 并促進(jìn)EMT 的發(fā)生。但AJUBA 與Snail 之間的具體調(diào)控機(jī)制仍值得深入發(fā)掘。
綜上所述,本研究發(fā)現(xiàn)AJUBA 在OSCC 中高表達(dá),且提示不良預(yù)后。AJUBA能夠調(diào)控Snail表達(dá),從而影響OSCC的細(xì)胞增殖、侵襲及EMT發(fā)生。本研究初步揭示了AJUBA在OSCC中的功能及調(diào)控機(jī)制,為OSCC的臨床診療提供了理論依據(jù)和新的思路。