吳 博,王欣欣,劉麗莉,包小娜,蔡 宇△
(遼寧健康產(chǎn)業(yè)集團阜新礦總醫(yī)院 1.消化內(nèi)科;2窺鏡中心,阜新 123000)
膽囊癌在膽道系統(tǒng)惡性腫瘤中發(fā)病率最高,在全球消化系統(tǒng)常見惡性腫瘤中排名第六,腫瘤流行病學(xué)調(diào)查顯示,2018年新發(fā)和死亡膽囊癌患者超過15萬[1]。由于膽囊癌早期診斷較難以及復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移等重要因素的存在,膽囊癌患者的預(yù)后極差[2]。雖然醫(yī)療在不斷的進(jìn)步,但是現(xiàn)有的治療策略仍不能改善膽囊癌的臨床療效,因此揭示其發(fā)病分子機制可能有助于鑒定治療膽囊癌新的治療靶標(biāo)。SASH1(scaffold protein sterile α motif-and Src-homology 3-domain containing 1,SAM and SH3 domain-containing 1)基因在正常人體組織中廣泛表達(dá),該基因調(diào)節(jié)細(xì)胞的生長、增殖和凋亡,并參與多種疾病的發(fā)展[3]。SASH1 被認(rèn)為是腫瘤抑制基因,在乳腺癌、非小細(xì)胞肺癌和胃癌等常見惡性腫瘤中低表達(dá),通過調(diào)控細(xì)胞增殖、凋亡和侵襲轉(zhuǎn)移等腫瘤生物學(xué)過程促進(jìn)腫瘤的惡性進(jìn)展[4-6]。SASH1 在多種腫瘤中被研究,并可以作為抗腫瘤治療的靶點[7],但是SASH1 在膽囊癌中的研究至今未有報道。因此,本研究對SASH1在膽囊癌中的表達(dá)及在膽囊癌發(fā)生發(fā)展中的生物學(xué)功能和作用機制進(jìn)行了探討,旨在獲得SASH1作為膽囊癌抗腫瘤治療潛在分子靶點的依據(jù)。
高效蛋白裂解液和吉姆薩染液,購自北京solarbio公司;蛋白上樣緩沖液和BCA檢測試劑盒,購自上海碧云天試劑有限公司;PVDF膜,購自美國Millipore 公司;SASH1 一抗和鼠二抗、兔二抗,購自美國proteintech公司;ECL化學(xué)發(fā)光試劑盒,購自美國Thermo公司;膽囊癌細(xì)胞GBC-SD、MKN-45、GES-1和人正常胃粘膜上皮細(xì)胞系RGM-1,購自美國ATCC 細(xì)胞庫;細(xì)胞培養(yǎng)基、FBS 和胰酶,購自美國Hyclone公司;SASH1 siRNA,購自廣州銳博生物生物技術(shù)有限公司;MTS 試劑,購自美國Biovision 公司;細(xì)胞凋亡檢測試劑盒,購自南京凱基生物技術(shù)有限公司;Transwell 小室,購自美國coring 公司;4周齡左右的雌性BALB/c裸鼠,購自北京維通利華實驗動物技術(shù)有限公司。
收集2018 年1 月至2020 年1 月入住遼寧健康產(chǎn)業(yè)集團阜新礦總醫(yī)院行手術(shù)治療的膽囊癌患者31例,要求患者在本次手術(shù)前未接受過放化療等任何形式的抗腫瘤治療。膽囊癌及大于腫瘤組織5 cm以上的癌旁組織,均由經(jīng)病理專家證實。手術(shù)切除的新鮮組織標(biāo)本,放置-80 ℃冰箱中儲存?zhèn)溆谩;颊呔炇鹬橥鈺?,所有操作均由本院倫理委員會審核通過。
組織加入高效蛋白裂解液,超聲裂解細(xì)胞。12 000 r/min、4 ℃離心30 min,去除沉淀,獲得細(xì)胞總蛋白。BCA 蛋白檢測試劑盒檢測蛋白濃度后加入蛋白上樣緩沖液,蛋白加熱煮沸進(jìn)行變性。采用10%的SDS-PAGE 凝膠進(jìn)行蛋白電泳,濕轉(zhuǎn)進(jìn)行轉(zhuǎn)膜。將PVDF 膜與蛋白封閉液常溫孵育1 h 后分別與目的一抗稀釋液(稀釋濃度比均為1∶500)4 ℃孵育過夜、二抗稀釋液(1∶8 000)室溫孵育1 h后,采用ECL試劑盒曝光蛋白條帶。
膽囊癌細(xì)胞GBC-SD、SGC996、NOZ 和正常膽管上皮細(xì)胞HIBEpiC 從液氮快速復(fù)蘇后,采用含10%FBS的DMEM培養(yǎng)基培養(yǎng)細(xì)胞,放置在37 ℃、5%CO2的全濕度培養(yǎng)箱中。細(xì)胞長滿時,收集各個細(xì)胞進(jìn)行細(xì)胞裂解,獲得細(xì)胞蛋白裂解液,采用western blotting 檢測各個細(xì)胞中SASH1 蛋白的表達(dá)。并選擇SASH1 表達(dá)最高的膽囊癌細(xì)胞進(jìn)行6 孔板接種,每孔2×105個細(xì)胞,分為NC 組和Overexpression SASH1 組(oe-SASH1 組)。繼續(xù)培養(yǎng)12 h,棄掉培養(yǎng)基后,更換無血清培養(yǎng)基,NC組細(xì)胞加入NC 質(zhì)粒、siRNA 和lip2000,oe-SASH1 組細(xì)胞加入SASH1 過表達(dá)質(zhì)粒和lip2000。轉(zhuǎn)染48 h 后收集細(xì)胞蛋白,采用western blotting 檢測各組細(xì)胞中SASH1的表達(dá),并進(jìn)行后續(xù)實驗。
收集NC 組和oe-SASH1 組細(xì)胞進(jìn)行96 孔板接種,每孔2×103個細(xì)胞,以細(xì)胞貼壁的時間計為0點,每組設(shè)置0 h、24 h、48 h、72 h和96 h時間點,及每個時間點設(shè)置6 個復(fù)孔,放置培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。在相對應(yīng)的時間點,每孔中加入20 μL MTS試劑,在培養(yǎng)箱中繼續(xù)孵育2 h。采用酶標(biāo)儀檢測490nm 處各孔的吸光度值(OD值)。
NC組和oe-SASH1組細(xì)胞PBS洗兩次后,采用無EDTA 的胰酶消化收集,PBS 洗兩次,每管6×105個細(xì)胞,每組設(shè)置3個管,每管加入500 μL的凋亡染色緩沖液重懸細(xì)胞及5 μL 的Annexin V-FITC 和PI染色液,在常溫下避光孵育10 min 后,采用流式細(xì)胞儀檢測各組細(xì)胞凋亡率。
收集NC組和oe-SASH1組細(xì)胞,無血清培養(yǎng)基洗兩次后進(jìn)行Transwell 小室孔接種,每孔1×105個細(xì)胞、100 μL 無血清培養(yǎng)基,細(xì)胞接種至Transwell小室膜的上室面,其下室面放于含有血清的細(xì)胞培養(yǎng)基中,將細(xì)胞放置培養(yǎng)箱中培養(yǎng)12 h。將Transwell 小室取出,其膜的上室面細(xì)胞擦除后,下室面的細(xì)胞經(jīng)PBS 清洗、甲醇固定和吉姆薩染色后,在顯微鏡下觀察膜下室面的細(xì)胞數(shù)目,細(xì)胞數(shù)越多,表明細(xì)胞穿膜數(shù)越多,細(xì)胞轉(zhuǎn)移能力越強。
收集NC組和oe-SASH1組細(xì)胞,PBS洗兩次后進(jìn)行裸鼠接種,每只裸鼠4×106個細(xì)胞、100 μL PBS,細(xì)胞懸液接種至裸鼠的右側(cè)腋窩下。采用游標(biāo)卡尺每周對裸鼠成瘤的體積進(jìn)行測量,接種4 周時處死裸鼠,解剖移植瘤,并對瘤體進(jìn)行稱重。
采用SPSS 17.0 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析,計量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差()表示,兩組比較采用獨立樣本t檢驗,多組間比較采用方差分析,兩兩比較采用DUNNETt檢驗,P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
SASH1 在膽囊癌組織和癌旁組織中的相對表達(dá)量分別為(1.04±0.33)和(1.38±0.59),SASH1在膽囊癌組織中的表達(dá)顯著低于其在癌旁組織中的表達(dá)(t=2.773,P=0.007)。
與正常膽管上皮細(xì)胞HIBEpiC相比,SASH1在膽囊癌細(xì)胞中的表達(dá)均顯著降低(F=195.34,P<0.001),其中在GBC-SD 細(xì)胞中的表達(dá)最低(P<0.05),見圖1A。GBC-SD轉(zhuǎn)染SASH1過表達(dá)質(zhì)粒,結(jié)果顯示,與NC 組相比,oe-SASH1 組中SASH1 相對表達(dá)量顯著增加(t=8.62,P<0.001),見圖1B。
圖1 SASH1蛋白在膽囊癌細(xì)胞系中的表達(dá)水平
與NC組相比,24 h之后,oe-SASH1組GBC-SD細(xì)胞各個時點的OD 值顯著降低,增殖能力降低(P<0.05),見表1。
表1 不同時間點NC組和oe-SASH1組GBC-SD細(xì)胞的OD值
表1 不同時間點NC組和oe-SASH1組GBC-SD細(xì)胞的OD值
NC組和oe-SASH1組細(xì)胞凋亡率分別為(4.61±0.39)和(14.38±2.16),與NC 組相比,oe-SASH1 組GBC-SD 細(xì)胞凋亡率顯著增加(t=7.710,P=0.001),見圖2。
圖2 流式細(xì)胞實驗檢測SASH1對膽囊癌細(xì)胞凋亡的影響
NC 組和oe-SASH1 組細(xì)胞穿膜數(shù)分別為(68.67±7.39)和(44.33±4.85),與NC 組相比,oe-SASH1 組GBC-SD 細(xì)胞轉(zhuǎn)移能力顯著降低(t=4.769,P=0.005),見圖3。
圖3 Transwell實驗檢測SASH1 siRNA對膽囊癌細(xì)胞GBCSD轉(zhuǎn)移能力的影響
采用裸鼠成瘤檢測NC 組和oe-SASH1 組膽囊癌細(xì)胞體內(nèi)生長能力,結(jié)果顯示,與NC 組相比,oe-SASH1 組GBC-SD 細(xì)胞體內(nèi)成瘤能力顯著降低(P<0.001),見圖4。
圖4 裸鼠成瘤實驗檢測各組細(xì)胞裸鼠成瘤體積
oe-SASH1 組GBC-SD 細(xì)胞中PI3K/AKT 信號通路相關(guān)蛋白pPI3K 和pAKT 的表達(dá)減少,但是總蛋白PI3K和AKT蛋白的表達(dá)無顯著變化,見圖5和表2。
圖5 Western blotting 實驗檢測SASH1 對膽囊癌細(xì)胞GBCSD細(xì)胞周期蛋白和轉(zhuǎn)移蛋白表達(dá)的影響
表2 SASH1的表達(dá)對PI3K/AKT信號通路及其下游基因表達(dá)的影響
表2 SASH1的表達(dá)對PI3K/AKT信號通路及其下游基因表達(dá)的影響
膽囊癌是膽道中最具有侵略性和最常見的惡性腫瘤[1]。膽囊癌的唯一且可能的治療方法是手術(shù)切除,但由于隱匿性早期癥狀和缺乏診斷標(biāo)志物,在臨床診斷出膽囊癌時,癌細(xì)胞大部分已入侵鄰近器官并通過淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移,喪失了手術(shù)機會。晚期膽囊癌患者對化療藥物反應(yīng)有限,導(dǎo)致了高死亡率。研究顯示,T1 和T2 期的膽囊癌患者5 年生存率分別為85.9%和56.1%,而T3和T4期的膽囊癌患者5年生存率分別下降至19.2%和14.1%[2]。膽固醇代謝和膽結(jié)石等被認(rèn)為是膽囊癌的主要高危因素,但是膽囊癌具體的發(fā)生發(fā)展機理尚未完全闡明[8]。目前已經(jīng)確定癌基因和抑癌基因參與惡性腫瘤的發(fā)展,這表明基因研究可能為開發(fā)延長膽囊癌患者生存期的有效藥物提供新的靶點[9]。
SASH1 基因?qū)儆谛盘栥暯拥鞍譙LY 家族的一個成員,定位于細(xì)胞核,包含SAM和SH3結(jié)構(gòu)域,具有信號銜接和分子支架的功能,在正常生命活動中發(fā)揮重要作用,如SASH1通過一氧化氮信號傳導(dǎo)參與調(diào)節(jié)肺泡上皮細(xì)胞成熟過程,以及SASH1在胚胎發(fā)育過程中也發(fā)揮重要作用[3]。研究顯示,SASH1異常表達(dá)引起多種腫瘤的惡性進(jìn)展,是一個新型的腫瘤抑制基因。Zeller等[10]于2003年首次報道在乳腺癌樣品中SASH1的表達(dá)顯著降低。同時,SASH1基因位于染色體6q23-25,該區(qū)域為肺癌易感性基因座,SASH1 與肺癌的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)[11],SASH1低表達(dá)預(yù)示非小細(xì)胞肺癌患者預(yù)后不良,同時,過表達(dá)SASH1可以抑制腫瘤細(xì)胞的增殖和對順鉑的敏感性[5]。在胃癌組織中SASH1的表達(dá)顯著低于其癌旁組織,SASH1 低表達(dá)與胃癌患者TNM 分期顯著相關(guān),是胃癌患者獨立的預(yù)后因素[6]。但是SASH1在膽囊癌中的表達(dá)情況未知,本研究結(jié)果顯示,與癌旁組織相比,SASH1 在膽囊癌組織中的表達(dá)顯著下調(diào),但是本研究膽囊癌組織樣本較少,未能分析SASH1 表達(dá)水平與膽囊癌臨床病理參數(shù)的關(guān)系,后續(xù)還需進(jìn)一步擴大樣本進(jìn)行研究。
盡管SASH1在膽囊癌組織中表達(dá)異常,其發(fā)揮的功能及作用機制仍有待闡明。目前研究已經(jīng)充分顯示SASH1 調(diào)控腫瘤細(xì)胞的增殖、凋亡、侵襲和轉(zhuǎn)移等惡性生物學(xué)功能[4-7]。本研究結(jié)果顯示,SASH1在膽囊癌細(xì)胞中的表達(dá)顯著低于在正常膽管上皮細(xì)胞HIBEpiC中的表達(dá),并選擇SASH1表達(dá)最低的膽囊癌細(xì)胞進(jìn)行轉(zhuǎn)染SASH1 過表達(dá)質(zhì)粒,過表達(dá)SASH1 抑制膽囊癌細(xì)胞增殖、轉(zhuǎn)移和體內(nèi)成瘤能力,以及促進(jìn)細(xì)胞的凋亡,表明SASH1 抑制膽囊癌的惡性進(jìn)展。SASH1 在蛋白激酶B(Akt)中的抑制作用被認(rèn)為是SASH-1 抗癌作用的潛在分子機制。SASH1 過表達(dá)通過降低p-Akt 及其包括cyclin D1,Bcl-2和MMP-2靶基因的表達(dá)水平抑制人皮膚鱗狀細(xì)胞癌細(xì)胞的增殖和侵襲能力[12]。Sun 等[13]報道,SASH1可能通過在體內(nèi)和體外下調(diào)PI3K/AKT信號通路抑制肝癌細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移能力。在骨肉瘤中SASH1 通過PI3K/AKT 信號通路抑制細(xì)胞增殖和遷移能力,促進(jìn)細(xì)胞凋亡[14]。PI3K/AKT在膽囊癌中也處于異常激活狀態(tài)[15],在膽囊癌細(xì)胞系中我們發(fā)現(xiàn)SASH1 抑制pPI3K 和pAKT 蛋白的表達(dá),表明SASH1在膽囊癌中同樣通過下調(diào)PI3K-AKT信號通路發(fā)揮抑癌作用。
綜上所述,SASH1 在膽囊癌組織中低表達(dá),SASH1可能通過調(diào)控PI3K/AKT信號通路抑制膽囊癌細(xì)胞的增殖和轉(zhuǎn)移,促進(jìn)細(xì)胞的凋亡。SASH1可能是膽囊癌抗治療的潛在分子靶點。