司亞靜 張建麗 鄭雪莉
口腔癌作為常見的惡性腫瘤,其生存率較低[1],近年來,口腔癌的發(fā)病機制和治療取得了很大進展,患者通過手術、放療和激光方法進行治療,但是口腔癌細胞易向頸部淋巴結轉移[2]。由于預后較差,進一步開展口腔癌的研究具有重要意義。長鏈非編碼RNA 超過200 個核苷酸,參與基因表達[3-4]和癌細胞的生物學行為調控[5],在癌細胞轉移中發(fā)揮至關重要的作用[6-7]。長鏈非編碼RNA 肝細胞核因子1α反義鏈1(LncRNA HNF1A-AS1,HNF1A-AS1)是一個新的單外顯子基因,含有2 455 個核苷酸,參與多種癌癥的進展。Fang 等[8]發(fā)現(xiàn),HNF1A-AS1通過微小RNA-34a(miRNA-34a,miR-34a)/SIRT1/p53反饋環(huán)促進結腸癌的轉移。另有研究顯示,HNF1A-AS1能夠促進膀胱癌細胞增殖[9]。然而,HNF1-AS1在口腔癌中的潛在機制仍不清楚。本研究主要評估HNF1-AS1在口腔癌細胞系中的表達,并研究了其對口腔癌細胞體外增殖與轉移的影響。
從上海生物細胞研究所選購口腔癌細胞(HSC-6 細胞)和正??谇簧掀そ琴|細胞(HOK 細胞)(貨號:12634010,500 mL),反轉錄試劑盒購于大連Takara 公司(貨號:RR036A,200 Rxns),Lipofectamine 2000 購自中國賽默飛世爾科技公司(貨號:11668027,0.75 mL),MTT 試劑盒及其DMSO試劑購自上海碧云天(貨號:C0009S,500 Rxns),DMSO 試劑購自上海碧云天(貨號:ST1276,100 mL)。實時熒光定量PCR 購自西安天隆科技有限公司(型號:Gentier 48E),細胞培養(yǎng)箱購自深圳瑞沃德生命科技有限公司(型號:D180)。
1.2.1 細胞培養(yǎng)、質粒構建及轉染
HSC-6 細胞和HOK 細胞在DMEM 培養(yǎng)基中培養(yǎng)。HNF1A-AS1下調和過表達質粒、miR-320d模擬物及其抑制劑由北京擎科生物有限公司合成。細胞轉染是使用Lipofectamine 2000 按照制造商的說明進行的。細胞分為①siRNA NC、HNF1AAS1siRNA、PBX3 siRNA 組;②HNF1A-AS1wt+mimics control、HNF1A-AS1 wt+miR-320d、HNF1AAS1mut+mimics control、HNF1A-AS1mut+miR-320d組;③inhibitor NC、miR-320dinhibitor 組;④pcDNA-3.1(+)、pcDNA-3.1(+)-HNF1A-AS1、pcDNA-3.1(+)+mimics NC、miR-320dmimics+pcDNA-3.1(+)、pcDNA-3.1(+)-HNF1A-AS1+miR-320dmimics 組;⑤PBX3wt+mimics control、PBX3wt+miR-320d、PBX3mut+mimics control、PBX3mut+miR-320d組;⑥siRNA NC+inhibitor NC、HNF1AAS1siRNA+inhibitor NC、siRNA NC+miR-320dinhibitor、HNF1A-AS1siRNA+miR-320dinhibitor 組。轉染成功后,分別處理細胞進行檢測。
1.2.3 細胞增殖測定
轉染的細胞以每孔5×103的密度置在96 孔板中。48 小時后,添加MTT 工作液。孵育4 小時后,取150 μL 二甲基亞砜加入其中,讀取540 nm波長下的光密度值。
1.2.4 免疫印跡
提取總蛋白,經12%十二烷基硫酸鈉聚丙烯酰胺凝膠電泳后再轉移到硝化纖維素膜上。用5%脫脂奶粉封膜,與特異性一抗和二抗孵育,使用電化學發(fā)光觀察蛋白條帶。
1.2.5 實時熒光定量PCR
細胞總RNA 提取后,反轉成互補DNA,通過定量聚合酶鏈反應測定基因表達量。引物如下:GAPDH-F:ACAGTCAGCCGCATCTTCTT;GAPDH- R:GACAAGCTTCCCGTTCTCAG;HNF1A-AS1-F:TCAAGAAATGGTGGCTAT;HNF1A-AS1-R:GATCTGAGACTGGCTGAA;miR-320d- F:ACACTCCAGCTGGGAAAAGCTGGGTTGAGA;miR-320d-R:CTCAACTGGTGTCGTGGAGTCGGCAATTCAGTTGAGTCCTCTCA;PBX3-F:AGA CGGGAGCTCATCAATCAGACGGGAGGCTAC;PBX3-R:AGAATAAAGCTTCATTAGAATCACCGCCACAA。
1.2.6 雙熒光素酶實驗
HNF1A-AS1及miR-320d靶基因分析后,構建HNF1A-AS1wt 和PBX3wt 載體。使用點突變試劑盒構建HNF1A-AS1和PBX3突變質粒。使用Lipofectamine 2000 共轉質粒轉染,最后分析測定熒光素酶活性。
1.2.7 細胞侵襲
matrigel 過夜融化后加入空DMEM 培養(yǎng)基進行稀釋(1 mg/mL),取100 μL 加入上室并干成膠狀。細胞匯合達95%時,2.5 g/L 的胰酶消化,小室中加入細胞懸液,下室加入DMEM,培養(yǎng)一短時間后進行固定和染色,并觀察與記數。
采用SPSS 18.0 軟件進行數據分析;用單因素方差進行多組間比較,LSD-t 檢驗進行組間兩兩比較;P<0.05 為差異有統(tǒng)計學意義。
與HOK 細胞相比,HSC-6 細胞中HNF1AAS1表達上調,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.01),見圖1A。與siRNA 組相比,HNF1A-AS1siRNA組細胞內HNF1A-AS1表達降低,HNF1A-AS1siRNA 組細胞增殖活力下調,HSC-6 細胞侵襲數目減少,N-cadherin 表達降低,E-cadherin表達升高,差異有統(tǒng)計學意義(P均<0.05)。見圖1B~1G。
圖1 下調HNF1A-AS1 表達抑制了HSC-6 細胞增殖、侵襲和EMTFigure 1 Down-regulation of HNF1A-AS1 expression inhibited the proliferation,invasion and EMT of HSC-6 cells
HNF1A-AS1與其靶基因miR-320d的結合位點見圖2A。與HNF1A-AS1wt+mimics control組 相 比,HNF1A-AS1 wt+miR-320d組HSC-6 細 胞熒光素酶活性降低,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05);與HNF1A-AS1mut+mimics control 組 相比,HNF1A-AS1 mut+miR-320d組HSC-6 細 胞 熒光 素 酶 活 性 無 變 化(P>0.05),見 圖2B。 與siRNA NC 組 相 比,HNF1A-AS1siRNA 組 細 胞內miR-320d表達量上升,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.01)。見圖2C。
圖2 HNF1A-AS1 靶向調控miR-320d 表達Figure 2 HNF1A-AS1 targeted miR-320d and regulated its expression
與HOK 細胞相比,HSC-6 細胞中miR-320d表達下調,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.01),見圖3A。與inhibitor NC 組相比,miR-320dinhibitor 組HSC-6細胞內miR-320d表達降低,HSC-6 細胞增殖活力上升,細胞侵襲數目增加,E-cadherin 表達降低,N-cadherin 表達升高,差異有統(tǒng)計學意義(P均<0.05)。見圖3B~3G。
圖3 下調miR-320d 表達促進了HSC-6 細胞增殖、侵襲和EMTFigure 3 Down-regulation of miR-320d expression promoted the proliferation,invasion and EMT of HSC-6 cells
與mimics NC 相比,miR-320dmimics 組細胞內miR-320d表達增加,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.01),見圖4A。與pcDNA-3.1(+)組對比,pcDNA-3.1(+)-HNF1A-AS1組細胞增殖活力上調,細胞侵襲數目增加,E-cadherin 表達下降,N-cadherin 表達上升,差異有統(tǒng)計學意義(P均<0.05);與mimics NC+pcDNA-3.1(+)組相比,miR-320dmimics+pcDNA-3.1(+)組細胞增殖能力下降,細胞侵襲數目減少,E-cadherin 表達上升,N-cadherin 表達下降,差異有統(tǒng)計學意義(P均<0.05);與pcDNA-HNF1AAS1組相比,pcDNA-3.1(+)-HNF1A-AS1+miR-320dmimics 組HSC-6 細胞增殖能力下降,細胞侵襲數目減少,E-cadherin 表達上升,N-cadherin表達下降,差異有統(tǒng)計學意義(P均<0.05)。見圖4B~4F。
圖4 HNF1A-AS1 通過miR-320d 調控HSC-6 細胞增殖、侵襲和EMTFigure 4 HNF1A-AS1 regulated HSC-6 cell proliferation,invasion and EMT by miR-320d
miR-320d與PBX3的結合位點見圖5A。與PBX3wt+mimics control 組相比,PBX3wt+miR-320d組HSC-6 細胞熒光素酶活性降低,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.01);與PBX3mut+mimics control 組相比,PBX3mut+miR-320d組HSC-6 細胞熒光素酶活性無變化(P>0.05),見圖5B。與inhibitor NC 組相比,miR-320dinhibitor 組PBX3表達量升高,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.01)。見圖5C。
圖5 miR-320d 靶向調控PBX3 表達Figure 5 miR-320d targeted PBX3 and regulated its expression
與HOK 細胞相比,PBX3在HSC-6 細胞中的表達水平上調,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.01)見圖6A。與siRNA NC 組相比,PBX3siRNA 組HSC-6細胞中PBX3表達降低,HSC-6 細胞增殖活力下調,HSC-6 細胞侵襲數目減少,N-cadherin 表達降低,E-cadherin 表達升高,差異有統(tǒng)計學意義(P均<0.05)。見圖6B~6G。
圖6 下調PBX3 表達抑制了HSC-6 細胞增殖、侵襲和EMTFigure 6 Down-regulation of PBX3 expression promoted the proliferation,invasion and EMT of HSC-6 cells
研究表明,長鏈非編碼RNA(Long non-coding RNA,lncRNA)參與了腫瘤的增殖和侵襲和EMT等惡性生物學表型。例如LncRNA CDKN2BAS通過miR-153-5p促進肝癌轉移[10];lncRNA SUMO1P3通 過miR-320a促 進 乳 腺 癌 進 展[11];lncRNAPTENP1通過AKT 和MAPK 抑制乳腺癌增殖[12]。HNF1A-AS1是從HNF1A基因轉錄的相反鏈轉錄得到,在人原發(fā)性食管腺癌中首次篩選發(fā)現(xiàn)[13]。研究表明HNF1A-AS1能夠調節(jié)肺腺癌增殖和轉移[14]。在肝癌中,HNF1A-AS1調控hsa-miR-30b-5p促進肝癌發(fā)展[15]。另外,HNF1A-AS1可能是治療骨肉瘤的潛在靶點[16]。這些研究表明,HNF1A-AS1可能是一個促癌分子。本研究發(fā)現(xiàn)HNF1A-AS1在口腔癌細胞中基因表達高于正常細胞,在體外,沉默HNF1A-AS1 抑制腫瘤細胞生長與轉移,這些數據表明,HNF1A-AS1在口腔癌發(fā)展過程中起致癌基因的作用。
目前的研究表明,口腔癌中微小RNA(microRNA,miRNA)的差異表達可參與口腔癌的發(fā)展。最近的研究表明,miRNAs 的異常表達在口腔癌的發(fā)生發(fā)展中起著重要作用。如miR-155-5p靶向ZNF703抑制口腔癌細胞轉移[17];miR-205靶向IL-24抑制口腔癌細胞發(fā)展[18]。本研究發(fā)現(xiàn)HNF1AAS1靶向miR-320d促進口腔癌的發(fā)展。miR-320d是miR-320家族的重要成員,已有研究報道m(xù)iR-320家族在大腸腺瘤中下調;下調miR-320d促進膠質瘤 生 長[19];miR-320d通 過SOX4抑 制 乳 腺 癌 進展[20]。因miR-320d在口腔癌細胞中的表達情況是未知的,因此首先檢測miR-320d在口腔癌和正??谇患毎械牟町惐磉_,結果發(fā)現(xiàn)miR-320d在口腔癌細胞中低表達。后續(xù)本實驗使用沉默技術探討了miR-320d的臨床意義,發(fā)現(xiàn)干擾miR-320d促進了HSC-6 細胞增殖與轉移,進一步揭示了miR-320d在口腔癌發(fā)展中的作用。大量的研究證實,在胃癌、結腸癌和前列腺癌等多種惡性腫瘤中miR-144、let7等多種miRNAs 靶向PBX3發(fā)揮抗腫瘤作用。本研究發(fā)現(xiàn)miR-320d和PBX3具有靶向調控作用。且PBX3在HSC-6 細胞中高表達,干擾PBX3會抑制HSC-6 細胞的增殖、侵襲和EMT,而且HNF1A-AS1能夠通過miR-320d調控PBX3的表達。
本研究的結果顯示,lncRNA HNF1A-AS1在口腔癌細胞中表達上調,并通過miR-320d/PBX3軸促進HSC-6 細胞增殖、侵襲和EMT。本研究進一步深化了口腔癌進展的機制,為臨床應用提供了新的策略。