王仲秋,耿 莉,李承學(xué),郝希偉
腎母細胞瘤是兒童常見的惡性腫瘤之一,占所有兒童腎臟腫瘤的95%,其發(fā)病率約為1/10 萬人[1]。臨床上,約10%的腎母細胞瘤患者會發(fā)生轉(zhuǎn)移或在術(shù)后出現(xiàn)復(fù)發(fā),預(yù)后較差[1]。深入分析腎母細胞瘤的發(fā)生和發(fā)展機制,對指導(dǎo)臨床診療具有重要的意義。甲基化轉(zhuǎn)移酶與腎母細胞瘤密切相關(guān),其基因多態(tài)性可能影響疾病易感性[2]。甲基轉(zhuǎn)移酶樣7B(methyltransferase-like 7B,METTL7B)是甲基轉(zhuǎn)移酶樣家族成員之一,其基因位于人類12 號染色體上,編碼的蛋白廣泛表達于人體各組織。既往研究發(fā)現(xiàn),METTL7B與膠質(zhì)瘤、甲狀腺癌、乳腺癌和非小細胞肺癌的發(fā)生和發(fā)展有關(guān)[3-6]。既往鮮見METTL7B 與腎母細胞瘤相關(guān)的研究報道,因此本研究首先檢測了腎母細胞瘤組織中METTL7B 的表達情況,并且分析了METTL7B 表達與臨床病理特征和預(yù)后的關(guān)系,隨后采用小RNA 干擾技術(shù)靶向沉默METTL7B基因,同時探討其對腎母細胞瘤細胞生物學(xué)行為的影響。
人腎母細胞瘤SK-NEP-1 細胞和正常腎上皮細胞系(PCS-400-010、PCS-400-011 和PCS-400-012)均購于中國科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院細胞資源中心。用含10%胎牛血清的DMEM 培養(yǎng)液,置于37 ℃、CO2體積分數(shù)為5%的培養(yǎng)箱中進行培養(yǎng),每3 d 換液1 次,當SK-NEP-1 細胞融合度達80%時進行傳代。
DMEM 培養(yǎng)液、胎牛血清、Tris/EDTA 修復(fù)液和SP 免疫組織化學(xué)檢測試劑盒購自上海語純生物科技有限公司。脂質(zhì)體轉(zhuǎn)染試劑LipoFiterTM購自美國Sigam 公司。兔抗人METTL7B 和GAPDH(內(nèi)參照)單克隆抗體以及辣根過氧化物酶標記的羊抗兔IgG 購自英國Abcam 公司;反轉(zhuǎn)錄試劑盒、2×SYBR Green PCR Mastermix 試劑盒、BCA 蛋白定量檢測試劑盒、SDS-PAGE 凝膠快速制備試劑盒、CCK-8 試劑盒、Transwell 小室和異硫氰酸熒光素(fluorescein isothiocyanate,F(xiàn)ITC)標記的Annexin Ⅴ(Annexin Ⅴ-FITC)/碘化丙啶(propidium iodide,PI)凋亡檢測試劑盒均購自生工生物工程(上海)股份有限公司。siMETTL7B 和陰性對照(negative control,NC)siRAN(siNC)均購自上海吉瑪制藥技術(shù)有限公司。
組織冷凍切片機(BL-800 W 型)和流式細胞儀(LSR Ⅱ型)為美國BD 公司產(chǎn)品,實時熒光定量PCR 儀(ABI7500 型)為美國賽默飛公司產(chǎn)品,化學(xué)發(fā)光成像分析系統(tǒng)(ChemiDoc XRS 型)為美國Bio-Rad 公司產(chǎn)品,光學(xué)顯微鏡(CX33 型)為日本奧林巴斯公司產(chǎn)品。
以2008 年1 月—2013 年6 月山東第一醫(yī)科大學(xué)附屬濟南人民醫(yī)院兒科收治的72 例腎母細胞瘤患者為研究對象,其中男性29 例、女性43例;平均年齡為(3.62±1.03)歲(范圍:10 月齡~12 歲);美國兒童腫瘤協(xié)作組(Children’s Oncology Group,COG)分期為I~Ⅱ期者40例,Ⅲ~Ⅴ期者32 例;病理分型為預(yù)后良好型(favorable histology,F(xiàn)H)者38 例,預(yù)后不良型(unfavorable histology,UFH)者34 例。所有患者均接受手術(shù)聯(lián)合放化療的綜合治療方法,并經(jīng)術(shù)后病理確診。將手術(shù)切除的腎母細胞瘤組織及其配對的癌旁正常腎組織(距離腫瘤組織邊緣>5 cm)制作成石蠟標本,切片厚度為4 μm。
術(shù)后對所有患者進行門診和電話隨訪,記錄生存情況。術(shù)后第1~2 年,每3 個月復(fù)查1 次;術(shù)后第3 年,每4 個月復(fù)查1 次;術(shù)后第4 年,每6 個月復(fù)查1 次;術(shù)后第5 年及以后,每年復(fù)查1 次。隨訪截止日期為2019 年6 月30 日。
取腎母細胞瘤組織及其配對的癌旁正常腎組織石蠟切片,70 ℃烤片30 min,常規(guī)脫蠟處理。用Tris/EDTA 修復(fù)液進行抗原修復(fù),隨后用含羊血清的封閉液封閉處理30 min;加入兔抗人METTL7B 單克隆抗體(體積稀釋比例為1 ∶500),4 ℃孵育過夜;隨后加入二抗和鏈霉素-卵白素工作液,37 ℃孵育30 min;最后用DAB 顯色,并進行蘇木精復(fù)染。經(jīng)過脫水、透明和封片處理等步驟后,在光學(xué)顯微鏡下觀察細胞染色情況。每一張切片隨機選取10 個視野,每一個視野計數(shù)100 個細胞,根據(jù)細胞的染色強度及陽性細胞所占百分比判斷METTL7B 蛋白的表達情況。染色強度評分:陰性為0 分、淺黃色為1 分、棕黃色為2 分、棕褐色為3 分;陽性細胞所占百分比評 分:0%~10% 為1 分、11%~50% 為2 分、51%~80%為3 分、81%~100%為4 分;將染色強度評分與陽性細胞所占百分比評分相乘,0~3 分代表低表達,4~12 分代表高表達[7]。
取對數(shù)生長期的各組細胞(SK-NEP-1、PCS-400-010、PCS-400-011 和PCS-400-012),加入蛋白裂解液,冰上裂解25 min,12 000×g離心15 min 后收集上清液;用BCA 試劑盒檢測蛋白濃度。取適量蛋白行10% SDS-PAGE 分離蛋白,并將分離后的蛋白轉(zhuǎn)移至PVDF 膜上,用封閉液封閉處理1 h;加入一抗[兔抗人METTL7B單克隆抗體(體積稀釋比例為1 ∶500)和兔抗人GAPDH 單克隆抗體(體積稀釋比例為1 ∶1 000)],4 ℃孵育過夜。用TBST 洗膜3 次,隨后加入二抗[辣根過氧化物酶標記的羊抗兔IgG(體積稀釋比例為1 ∶500)],溫室孵育2 h,再用TBST 洗膜3 次。最后加入電化學(xué)發(fā)光劑顯影成像,用Image J 軟件分析蛋白條帶的灰度值。以目的蛋白條帶灰度值與內(nèi)參照蛋白條帶灰度值的比值表示目的蛋白的相對表達量。
SK-NEP-1 細胞培養(yǎng)至融合度為80%時,除去培養(yǎng)液,用PBS 洗滌細胞2 次。加入1 mL胰蛋白酶消化處理1 min 后加入2 mL DMEM培養(yǎng)液,將細胞吹打成細胞懸液,以5×102個/mL 的密度將細胞接種至6 孔板中,置于37 ℃、CO2體積分數(shù)為5% 的條件下培養(yǎng)24 h;用無血清培養(yǎng)液分別稀釋LipoFiter 和siMETTL7B(或siNC)后將2 者混勻,靜置5 min;將混合物加入6 孔培養(yǎng)板中進行轉(zhuǎn)染,6 h 后進行后續(xù)實驗,具體流程參數(shù)參閱試劑盒提供的操作說明。siMETTL7B 正義鏈序列為5’-AUUAGAUCCAUAGUCAUACGG-3’,反義鏈序列為5’-GUAUGACUAUGGAUCUA AUUC-3’;siNC 正義鏈序列為5’-GAUGAUUC CUUCAGGGUUA-3’,反義鏈序列為5’-GCA CAAACCCAGGCUAUUU-3’。
采用TRIzol 法提取細胞中的總RNA,通過反轉(zhuǎn)錄獲取cDNA,隨后用實時熒光定量試劑盒進行PCR 擴增。PCR 擴增條件為95 ℃30 min;94 ℃ 15 s、55 ℃ 30 s、70 ℃ 30 s,共40 個循環(huán)。操作步驟嚴格按照試劑盒說明書進行,用2-△△Ct法計算METTL7B mRNA 相對表達量。METTL7B基因上游引物序列為3’-C GAGCTGAGTGCGTCCTGTC-5’,下游引 物序列為3’-TCGCTGGCCGTGAGTCTGT--5’;GAPDH基因(內(nèi)參照)上游引物序列為5’-CTAC AATGAGCTGCGTGTGGC-3’,下游引物序列為5’-CAGGTCCAGACGCAGGATGGC-3’。
克隆形成實驗:使用胰蛋白酶消化轉(zhuǎn)染后的SK-NEP-1 細胞,收集細胞接種于6 孔板中(3×103個/孔),置于37 ℃、CO2體積分數(shù)為5%的條件下培養(yǎng)3 周;當出現(xiàn)菌落時,停止培養(yǎng)[8];使用4%多聚甲醛溶液固定SK-NEP-1 細胞,30 min 后用結(jié)晶紫染色;將平皿倒置并疊加一張帶網(wǎng)格的透明膠片,光學(xué)顯微鏡下計數(shù)>50 個細胞的克隆數(shù)。
CCK-8 實驗:使用CCK-8 試劑盒檢測SKNEP-1 細胞增殖活性;細胞培養(yǎng)24、48 和72 h時,向每一個培養(yǎng)孔中避光加入5 μL CCK-8 溶液,培養(yǎng)2 h,用酶標儀(490 nm 波長)讀取吸光度值[9]。實驗重復(fù)3 次。
取對數(shù)生長期的SK-NEP-1 細胞,制成1×106個/mL 的細胞懸液,隨后加 入5 μL FITC-Annexin Ⅴ,混勻后再加入5 μL PI,溫室下避光孵育10 min 后,使用FACSCanto Ⅱ型流式細胞儀檢測細胞凋亡率。實驗重復(fù)3 次。
在Transwell 小室的上室膜上鋪設(shè)matrigel,隨后將細胞接種于Transwell 小室的上室中(1×103個/孔);下室中加入細胞培養(yǎng)液。培養(yǎng)48 h 后取出Transwell 小室,用棉簽擦拭除去未穿過小室膜的細胞,使用多聚甲醛溶液固定黏附于下室微孔膜下面的SK-NEP-1 細胞,用結(jié)晶紫染色15 min,待干燥后,在光學(xué)顯微鏡(放大倍數(shù)為100 倍)下選取5 個視野,觀察染色細胞的形態(tài)并計數(shù)。
取對數(shù)生長期的SK-NEP-1 細胞接種于細胞培養(yǎng)板中,待SK-NEP-1 細胞融合度達80%時,用無菌槍頭進行劃痕。分別于0 和24 h 時,在光學(xué)顯微鏡下測量劃痕寬度并拍照。劃痕愈合率(%)=(0 h 劃痕寬度-24 h 劃痕寬度)/0 h 劃痕寬度×100%[10]。實驗重復(fù)3 次。
Fig.1 The expression levels of methyltransferase-like 7B (METTL7B) protein in nephroblastoma tissues and their normal adjacent kidney tissues (A) and nephroblastoma SK-NEP-1 cells and normal renal epithelial cells (PCS-400-010,PCS-400-011 and PCS-400-012) (B) were detected by immunohistochemistry(DAB staining,×200) and Western blotting,respectively. *P<0.05,vs SK-NEP-1 cells.圖1 分別采用免疫組織化學(xué)法和蛋白質(zhì)印跡法檢測METTL7B 蛋白在腎母細胞瘤組織及其癌旁正常腎組織(A)和腎母細胞瘤細胞(B)中的表達水平
應(yīng)用SPSS 20.0 軟件對所有的實驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計學(xué)分析。組間計量資料比較采用t檢驗,計數(shù)資料比較采用χ2檢驗;多組間比較采用單因素方差分析(組內(nèi)比較采用LSD-t檢驗);生存分析采用Kaplan-Meier 法,預(yù)后相關(guān)因素的單因素和多因素分析采用COX風(fēng)險比例模型。P<0.05 為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
本研究通過山東第一醫(yī)科大學(xué)附屬濟南人民醫(yī)院倫理委員會批準。患者及其家屬均簽署知情同意書。
免疫組織化學(xué)法檢測結(jié)果(圖1A)顯示,METTL7B 陽性染色可見于細胞核和細胞質(zhì)中。腎母細胞瘤組織中METTL7B 高表達,陽性表達率為68.06%(49/72),高于癌旁正常腎組織的16.67%(12/72)(χ2=38.937,P<0.001)。
蛋白質(zhì)印跡法檢測結(jié)果(圖1B)顯示,SK-NEP-1 細胞中METTL7B 蛋白的表達量為2.78±0.12,明顯高于PCS-400-010 細胞的0.45±0.23、PCS-400-011 細胞中 的0.37±0.14以及PCS-400-012 細胞的0.38±0.24 細胞(F=39.090,P<0.001)。
統(tǒng)計分析結(jié)果(表1)顯示,METTL7B 與COG 分期有關(guān)(P<0.05),而與患者的性別、年齡、腫瘤部位、腫瘤直徑和病理分型均無關(guān)(P均>0.05)。
表1 METTL7B 表達與腎母細胞瘤患者臨床病理特征的關(guān)系Table 1 Relationship between methyltransferase-like 7B (METTL7B) expression and clinicopathological features of patients with nephroblastoma(N =72,n)
COX單因素和多因素分析結(jié)果(表2)顯示,COG 分期為Ⅲ~Ⅳ期、病理分型為UFH 型和METTL7B 高表達是腎母細胞瘤不良預(yù)后的獨立影響因素(P<0.05)。
表2 腎母細胞瘤患者預(yù)后的單因素和COX 多因素分析Table 2 Univariate and COX multivariate analyses of prognosis of patients with nephroblastoma
Fig.2 Kaplan Meier method was used to analyze the correlation between methyltransferase-like 7B(METTL7B) expression and overall survival (OS) of patients with nephroblastoma.圖2 Kaplan-Meier 法分析METTL7B 表達與腎母細胞瘤患者生存的相關(guān)性
Fig.3 The expression levels of methyltransferase-like 7B (METTL7B) mRNA (A) and protein (B) in SK-NEP-1 cells transfected with siMETTL7B targeting METTL7B gene were detected by real-time fluorescence quantitative PCR and Western blotting,respectively.SK-NEP-1 cells were transfected with siRNA negative control (NC) (siNC) as the control.*P<0.05,vs siNC group (n=3).圖3 分別采用實時熒光定量PCR 法和蛋白質(zhì)印跡法檢測SK-NEP-1 細胞中METTL7B mRNA(A)和蛋白(B)的表達水平
Kaplan-Meier 生存曲線分析結(jié)果(圖2)顯示,METTL7B 高表達患者的生存時間短于METTL7B 低表達的患者(P<0.05)。
實時熒光定量PCR 檢測結(jié)果(圖3A)顯示,在SK-NEP-1 細胞中,siNC 組和siMETTL7B組的METTL7B mRNA 表達量分別為1.89±0.11和0.57±0.12;與siNC 組相比,siMETTL7B組METTL7B mRNA 的表達水平明顯下調(diào)(P<0.001)。
蛋白質(zhì)印跡法檢測結(jié)果(圖3B)顯示,在SK-NEP-1 細胞中,siNC 組 和siMETTL7B 組的METTL7B 蛋白表達量分別為2.34±0.34 和0.68±0.23;與siNC 組相比,siMETTL7B 組METTL7B 蛋白的表達水平明顯下調(diào)(P<0.001)。
克隆形成實驗檢測結(jié)果(圖4A)顯示,siNC組和siMETTL7B 組SK-NEP-1 細胞的克隆形成數(shù)分別為(240.56±35.10)個和(123.12±27.80)個;與siNC 組相比,siMETTL7B 組的克隆細胞數(shù)明顯減少(P=0.001)。
CCK-8 法檢測結(jié)果(圖4B)顯示,72 h 時siNC 組和siMETTL7B 組SK-NEP-1 細胞的D值分別0.52±0.08 和0.28±0.07,96 h 時siNC組 和siMETTL7B 組SK-NEP-1細胞的D值分別0.74±0.09 和0.39±0.07;與siNC 組相比,siMETTL7B 組SK-NEP-1 細胞的增殖能力受到明顯抑制(P均<0.001)。
FCM 法檢測結(jié)果(圖4C)顯示,siNC 組和siMETTL7B 組SK-NEP-1 細胞的凋亡率分別為(9.80±3.11)%和(21.25±5.34)%;與siNC 組相比,siMETTL7B 組SK-NEP-1 細胞的凋亡率明顯升高(P=0.006)。
Transwell 小室法檢測結(jié)果(圖4D)顯示,siNC 組和siMETTL7B 組發(fā)生侵襲的SK-NEP-1細胞數(shù)分別為(312.90±78.89)個和(198.70±50.23)個;與siNC 組相比,siMETTL7B 組SKNEP-1 細胞的侵襲能力受到明顯抑制(P=0.013)。
細胞劃痕實驗檢測結(jié)果(圖4E)顯示,siNC組和siMETTL7B 組SK-NEP-1 細胞的劃痕愈合率遷移率分別為(39.23±12.10)%和(19.34±7.11)%;與siNC 組相比,siMETTL7B 組SKNEP-1 細胞的遷移能力受到明顯抑制(P=0.030)。
Fig.4 Effects of silencing methyltransferase-like 7B (METTL7B) gene on proliferation,apoptosis,invasion and migration of SK-NEP-1 cells.A: The proliferation of SK-NEP-1 cells was detected by clone formation experiment.B: The proliferation of SK-NEP-1 cells was detected by CCK-8 method.C: The apoptotic rate of SK-NEP-1 cells was detected by flow cytometry (FCM) method.D: The invasion ability of SK-NEP-1 cells was detected by Transwell assay.E: The migration ability of SK-NEP-1 cells was detected by scratch healing experiment.siMETTL7B group: SK-NEP-1 cells were transfected with siMETTL7B targeting METTL7B gene;siNC group: SK-NEP-1 cells were transfected with siRNA negative control (NC)as the control.*P<0.05,vs siNC group (n=3).圖4 沉默METTL7B 基因表達對SK-NEP-1 細胞增殖(A 和B)、凋亡(C)、侵襲(D)和遷移(E)的影響
腎母細胞瘤是兒童常見的實體腫瘤之一,嚴重威脅患兒的生命健康。近年來,隨著手術(shù)及放化療技術(shù)的發(fā)展,腎母細胞瘤的預(yù)后已得到明顯改善[11]。然而,侵襲性生長和遠處轉(zhuǎn)移仍然是影響腎母細胞瘤預(yù)后的主要因素,因此有必要對其機制進行深入探討。
METTL7B 是甲基轉(zhuǎn)移酶樣家族成員之一。既往研究發(fā)現(xiàn),甲基轉(zhuǎn)移酶樣家族成員具有多種生物學(xué)功能,例如METTL3、METTL16、METTL2B 和METTL8 屬 于RNA 甲基轉(zhuǎn) 移酶,其在結(jié)直腸癌和肝細胞癌等腫瘤的發(fā)生和發(fā)展中發(fā)揮重要作用[12-15]。METTL7B 屬于高爾基體相關(guān)的甲基轉(zhuǎn)移酶[6],可能在腫瘤進展中發(fā)揮重要作用,然而既往相關(guān)報道較少。有研究發(fā)現(xiàn),METTL7B 能夠通過誘導(dǎo)上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化的發(fā)生,進而增強甲狀腺癌細胞的增殖、侵襲和遷移[4]。LIU 等[6]研究發(fā)現(xiàn),METTL7B 可以調(diào)控非小細胞肺癌的細胞周期,沉默METTL7B基因表達可誘導(dǎo)腫瘤細胞發(fā)生G0/G1期停滯。對乳腺癌的研究也發(fā)現(xiàn),METTL7B 可作為RhoBTB1的靶分子,在乳腺癌細胞的增殖和侵襲中發(fā)揮作用[5]。
當前,有關(guān)METTL7B 在腎母細胞瘤中的表達及其機制的研究尚鮮有報道。本研究首先檢測了72 例腎母細胞瘤組織及其配對的癌旁正常腎組織中METTL7B 的表達情況,結(jié)果顯示腎母細胞瘤組織中METTL7B 的陽性表達率高達68.06%(49/72),高于癌旁正常腎組織中的16.67%(12/72)。此外,與人腎母細胞瘤SK-NEP-1 細胞相比,正常腎上皮細胞PCS-400-010、PCS-400-011 和PCS-400-012 中METTL7B 蛋白的表達水平均明顯偏低,說明METTL7B可能作為癌基因在腎母細胞瘤的發(fā)生中發(fā)揮作用。與腎母細胞瘤預(yù)后相關(guān)的因素包括年齡、腫瘤分期、病理類型和腫瘤大小等[16-18]。本研究結(jié)果顯示,METTL7B 與腎母細胞瘤COG 分期和不良預(yù)后相關(guān),說明METTL7B 可能參與腎母細胞瘤的惡性進展。腫瘤細胞的增殖、侵襲、遷移和凋亡與腫瘤惡性進展密切相關(guān)[19-20]。為進一步明確METTL7B 在腎母細胞瘤中的作用,本研究采用小RNA 干擾技術(shù)靶向沉默METTL7B基因的表達,結(jié)果顯示沉默METTL7B 表達后SK-NEP-1細胞的增殖、侵襲和遷移能力均明顯受到抑制,而細胞凋亡率增加。
綜上所述,METTL7B 在腎母細胞瘤組織和細胞中高表達,METTL7B 與腎母細胞瘤COG分期和不良預(yù)后相關(guān)。沉默METTL7B 表達可能會抑制腎母細胞瘤細胞的增殖、侵襲和遷移,并促進其凋亡。本研究也存在一些局限,例如未檢測METTL7B 下游指標的變化,未分析METTL7B 對腎母細胞瘤細胞細胞周期的影響,未檢測METTL7B 在腎母細胞瘤患兒血清中的表達情況。因此,有待進一步研究METTL7B 在腎母細胞瘤早期診斷中的價值??傊?,METTL7B可能會成為腎母細胞瘤的分子生物學(xué)標志物,未來需要對其生物學(xué)機制進行深入探討。