劉清輝,何黎明
口腔黏膜下纖維性變(oral submucous fibrosis,OSF)是咀嚼檳榔導致的一種慢性、隱匿性的口腔黏膜潛在惡性病損(oral potentially malignant disorders, OPMDs),癌變率為3.02%~9.13%[1-6]。在OSF發(fā)病期間,檳榔刺激上皮細胞及炎性細胞產(chǎn)生應激反應[7],同時產(chǎn)生多種上皮轉化促進因子[8],抑制上皮細胞增殖,誘導上皮細胞轉化及凋亡[9],導致組織纖維化進一步發(fā)展。
上皮間充質轉化(epithelial-mesenchymal transition, EMT)是一種表型轉換過程。在EMT過程中,上皮細胞失去其特征性標志物并獲得間充質或肌纖維細胞表型,增殖及遷移能力增加。EMT在以肺[10]、腎[11]為代表的多種器官纖維化中已有較為深入的研究。通過基因芯片與PCR技術,研究者發(fā)現(xiàn)檳榔堿可刺激EMT相關分子異常表達[12]。但EMT是否在OSF發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮著重要作用亟待進一步研究。
核受體共激活因子7(nuclear receptor coactivator 7,NCOA7),也被稱為ERAP140,具有激動劑依賴性。前期研究發(fā)現(xiàn)NCOA7在口腔鱗癌組織中呈現(xiàn)高表達,且可調(diào)控細胞增殖、遷移等多種生物學功能[13],但其在OSF組織中的異常表達罕見報道。本研究探究NCOA7與EMT在口腔黏膜下纖維性變發(fā)生發(fā)展中的關系及作用,為治療OSF提供新思路。
收集2016—2017年在中南大學湘雅二醫(yī)院收治符合世界衛(wèi)生組織診斷標準,且無其他口腔黏膜性疾病、其他系統(tǒng)性疾病的OSF患者病損組織30例和外科手術中切除的非炎性正常口腔黏膜組織15例。根據(jù)臨床表現(xiàn)和病理學檢查,所有OSF患者均收集的組織置于-70 ℃冰箱中保存。
人口腔角質細胞株HOKs(Human Oral Kera-tinocytes)由中南大學湘雅二醫(yī)院中心實驗室惠贈。 DMEM高糖培養(yǎng)液、胎牛血清、胰蛋白酶(Hyclone公司,美國);BCA蛋白定量試劑盒(聯(lián)科生物公司,中國);CCK8細 胞 增 殖 及 細 胞 毒 性 檢 測 試 劑 盒(同仁公司,日本);NCOA7兔多克隆抗體、E-cadherin兔多克隆抗體、Vimentin兔多克隆抗體、α-SMA兔多克隆抗體(Abcam公司,美國);GADPH兔多克隆抗體、兔二抗(Proteintech公司,美國);免疫組化DAB顯色試劑盒(DAKO,美國)。
HOKs細胞在含10%胎牛血清的DMEM培養(yǎng)基中,置于37 ℃,體積分數(shù)為5%CO2且濕度飽和的環(huán)境下進行培養(yǎng)。
組織固定包埋制作標本切片,經(jīng)脫蠟經(jīng)EDTA抗原修復緩沖液(pH=9.0)行抗體修復。3%過氧化氫室溫孵育,PBS洗滌,封閉。PBS稀釋的一抗,4 ℃過夜。二抗37 ℃孵育1 h。PBS充分洗滌,DAB顯色,適時終止;復染,沖洗,返藍,脫水,透明,封片。所有標本均在同一條件下染色。
免疫組織化學染色結果判讀:每例隨機選取10個高倍視野計數(shù),染色分值及結果記錄如下:低表達記為1分(陽性率≤25%),中度表達記為2分(25%<陽性率≤75%),高表達記為3分(陽性率>75%)。
收集HOKs,調(diào)整細胞密度為2.5×104個/L,各組設6個復孔。每孔加入200 μL細胞懸液,加入10 μL/孔CCK8工作液, 37 ℃孵育3 h。測定450 nm波長下各孔的吸光度A值。重復3次,并繪制細胞生長曲線。
提取細胞的總蛋白,8%SDS-PAGE凝膠電泳,轉膜。5%脫脂牛奶封閉,NCOA7一抗(1∶1 000)、actin一抗(1∶1 000)、α-SMA(1∶1 000)和E-cadherin一抗(1∶1 000)4 ℃過夜。TBST洗滌,兔二抗(1∶5 000)常溫孵育1 h。TBST洗滌,ECL化學發(fā)光法顯像并保存圖像。
采用SPSS 19.0、GraphPadprism 7.0統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)分析。NCOA7在OSF組織及正常黏膜組織中的相對表達水平采用Fisher確切概率法。其余實驗多組數(shù)據(jù)比較用One-way ANOVA檢驗,組間數(shù)據(jù)比較采用獨立樣本t檢驗。檢驗水準取α=0.05,采用雙側性檢驗。
免疫組化結果顯示:在正常黏膜基底層中甚少表達的間充質標記物Vimentin在OSF組織中表達升高(圖1;χ2=11.379,P<0.05),而E-cadherin表達降低(圖2;χ2=11.857,P<0.05),提示在OSF中可能存在上皮間充質轉化。
NCOA7免疫組化結果顯示:NCOA7在正常黏膜組織中少量表達,而于OSF上皮組織中多呈強陽性(圖3;χ2=39.482,P<0.05)。
圖1 免疫組化檢測Vimentin在OSF及正常組織中的差異表達
CCK8實驗顯示,加入5 μg/mL檳榔堿后,HOKs增殖速率減緩,且隨著濃度的增高,增殖速率愈加緩慢,由此提示我們,檳榔堿對HOKs具有一定的抑制增殖作用。根據(jù)細胞活力=[A檳榔堿組-A空白組]/[A未加檳榔堿組-A空白組]×100%繪制曲線,可推算出EC50在7.00~13.00 μg/mL,故而本次實驗選用10 μg/mL檳榔堿為中心濃度處理HOKs(圖4)。
圖2 免疫組化檢測E-cadherin在OSF及正常組織中的差異表達
圖3 免疫組化法檢測NCOA7在OSF及正??谇火つど掀ぶ械谋磉_
以10 μg/mL為中心設置濃度梯度(0,5,10,20 μg/mL),用不同濃度梯度的檳榔堿刺激HOKs,24 h后提取總蛋白進行Western blot,實驗得出:NCOA7隨著檳榔堿的濃度升高而升高,相較于0 μg/mL組,10 μg/mL組(t=5.839,P=0.004 3)與20 μg/mL組(t=5.864,P=0.004 2)均具有統(tǒng)計學差異(圖5)。
圖4 檳榔堿對HOKs增殖能力的影響
10 μg/mL的檳榔堿刺激HOKs 24 h后,E-cadherin的蛋白表達水平隨檳榔堿濃度升高逐漸下調(diào),而Vimentin,α-SMA蛋白表達水平則隨著檳榔堿濃度升高而逐步升高(圖6)。
siNCOA7轉染HOKs 48 h后,上皮標記物E-cadherin的蛋白表達水平明顯下降,而內(nèi)皮標記物α-SMA蛋白表達水平則隨著NCOA7的表達抑制而升高(圖7)。
OSF發(fā)病率高、可癌變,嚴重影響患者的生存質量,主要臨床表現(xiàn)有口干、黏膜燒灼感、反復水皰、黏膜大理石花紋樣變及張口受限等。檳榔堿是檳榔中的有效成分之一,研究表明檳榔咀嚼者唾液內(nèi)檳榔堿濃度均有不同程度升高,30%患者可超過10 g/L[14]。檳榔堿是OSF的關鍵致病因子, 對上皮細胞具有生物學毒性,可引發(fā)上皮轉化,促進OSF的發(fā)生發(fā)展,而抗氧化的中藥成分參與抑制檳榔堿誘導的EMT過程[15]。
圖5 檳榔堿刺激下NCOA7蛋白表達水平變化
圖6 不同濃度梯度的檳榔堿對上皮及間充質標記物蛋白表達水平的影響
有學者通過轉基因小鼠追溯成纖維細胞來源,發(fā)現(xiàn)EMT是纖維化疾病中成纖維細胞的重要來源之一[16]。但EMT在口腔黏膜下纖維性變中所產(chǎn)生的生物學作用,仍待進一步驗證。在本實驗中,我們通過免疫組化檢測OSF組織和口腔黏膜正常組織中的上皮及間充質標志物表達水平(圖1), 發(fā)現(xiàn)間充質標志物,如Vimentin在OSF組織中的表達明顯高于正常組織;上皮標志物,如E-cadherin表達顯著低于正常組織,提示OSF發(fā)生發(fā)展過程中可能存在上皮細胞間充質轉化。E-cadherin是細胞維持上皮表型的重要粘附分子。在EMT過程中,上皮細胞失去上皮細胞特異性標志物,細胞間的粘附性下降,細胞骨架重塑,出現(xiàn)間充質細胞樣表型。在許多慢性纖維化疾病中,EMT均發(fā)揮了重要的生物學作用。在口腔黏膜下纖維性變中,促進EMT進程的ZEB家族、轉錄因子超家族均有不同程度的異常表達,且這些分子的表達異常與細胞癌變、侵襲能力等生物學行為息息相關[17-18]。
圖7 沉默NCOA7后對上皮及間充質標記物蛋白表達水平的影響
EMT與包括口腔癌在內(nèi)的多種腫瘤的轉移息息相關。隨著E-cadherin蛋白表達的下降,腫瘤細胞與周圍細胞粘附力下降,侵襲能力上升。同時,有研究表明NCOA7在OSF所致的癌變組織中高表達,影響著細胞的增殖、侵襲等生物學行為[13]。NCOA7具有激動劑依賴性,可參與炎癥因子信號通路及氧化應激反應[19-20],并與部分癌癥的患癌風險息息相關[21]。近年來,部分學者認為可將OSF視作早期癌變的模型[22],而NCOA7是否在OSF中也存在著異常表達目前鮮見報道。在本研究中,我們通過免疫組化及Western blot方法分析發(fā)現(xiàn)NCOA7在OSF組織,尤其是上皮組織中的表達明顯高于口腔黏膜正常組織。進一步,我們利用不同濃度檳榔堿處理HOKs,發(fā)現(xiàn)隨著檳榔堿濃度的升高,NCOA7蛋白水平不斷升高;同時,隨著NCOA7的變化,HOKs中的上皮標記物下降、間充質標記物升高。NCOA7屬于抗氧化基因OXR家族中的一員,包含1個TLDc結構域,可參與調(diào)控細胞氧化應激。許多證據(jù)表明氧化應激在口腔黏膜下纖維性變[23]及EMT過程[24]中發(fā)揮著重要的作用。而NCOA7可能通過調(diào)控上皮間充質轉化進而參與OSF的發(fā)生發(fā)展過程,其具體生物學功能及機制仍需進一步探索。
綜上所述,NCOA7、E-cadhern、Vimentin的異常表達可能與OSF發(fā)生發(fā)展有密切的關系。而分子間是否具有相互反饋機制是我們需要進一步探索的方向。已有少量研究證明NCOA7與EMT相關分子參與癌變過程,本研究發(fā)現(xiàn)NCOA7、EMT相關分子在OSF組織及檳榔堿刺處理后的細胞中異常表達,而這些分子可能參與口腔黏膜下纖維性變的發(fā)生發(fā)展甚至早期癌變過程,為口腔黏膜下纖維性變的診治提供了新思路。