劉翠華,趙方新,孫鵬,紅梅,武建強(qiáng),張烜
內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院,內(nèi)蒙古 呼和浩特 010059
肺癌(lung cancer)的發(fā)病率和死亡率近年來(lái)一直高居各類惡性腫瘤之首,其中,非小細(xì)胞肺癌(non-small cell lung cancer,NSCLC)患者比例占全部肺癌的85%以上[1],具有易復(fù)發(fā)、預(yù)后差、生存率低等特點(diǎn)[2-3],主要原因是早期診斷指標(biāo)不足,發(fā)現(xiàn)時(shí)多數(shù)已發(fā)生局部或遠(yuǎn)端轉(zhuǎn)移,患者的5 年總生存率在過(guò)去幾十年仍低于20%[4]。臨床數(shù)據(jù)表明,腫瘤轉(zhuǎn)移是NSCLC 治療失敗和復(fù)發(fā)的主要原因之一[5]。因此,研究NSCLC 的轉(zhuǎn)移機(jī)制,發(fā)現(xiàn)有效的生物學(xué)標(biāo)記和調(diào)控靶點(diǎn)對(duì)預(yù)防和治療NSCLC 具有重要意義。
RECK(reversion-inducing cysteine-rich protein with kazal motifs)基因是新型基質(zhì)金屬蛋白酶(matrix metalloproteinase,MMP)抑制基因,可在轉(zhuǎn)錄后水平抑制多種MMP 的表達(dá),也可抑制新生血管形成,從而抑制腫瘤的侵襲及轉(zhuǎn)移[6]。RECK 基因缺失時(shí),MMP的過(guò)表達(dá)可導(dǎo)致細(xì)胞外基質(zhì)(extracellular matrix,ECM)過(guò)度降解,血管及周圍組織完整性降低,促進(jìn)新生血管形成;相反,RECK 基因高表達(dá)可抑制新生血管的形成。RECK 基因在大部分正常細(xì)胞株及正常組織中均有表達(dá),但在多種腫瘤組織及細(xì)胞株中不表達(dá)[7-9],上調(diào)RECK 基因可抑制腫瘤細(xì)胞的遷移和浸潤(rùn)[10-11],表明RECK 基因表達(dá)與腫瘤轉(zhuǎn)移抑制具有很好的相關(guān)性。此外,RECK 對(duì)腫瘤進(jìn)展的影響受微小RNA(microRNA,miRNA)調(diào)控。CHEN 等[12]發(fā)現(xiàn),miR-15b 通過(guò)靶向抑制RECK 來(lái)促進(jìn)前列腺癌細(xì)胞的增殖和侵襲;miR-21 通過(guò)對(duì)RECK 的負(fù)調(diào)控作用,增強(qiáng)結(jié)腸癌細(xì)胞的侵襲和遷移能力[13]。
miRNA 是18 ~25 nt 的內(nèi)源性非編碼單鏈RNA,通過(guò)與靶基因mRNA 的5′或3′非翻譯區(qū)互補(bǔ)結(jié)合,在轉(zhuǎn)錄后水平影響靶基因mRNA 的穩(wěn)定性或干擾其蛋白翻譯,參與基因表達(dá)調(diào)控[14]。miRNA 與腫瘤發(fā)生及發(fā)展相關(guān),可通過(guò)調(diào)控其靶基因抑制或促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的增殖、遷移、侵襲、凋亡等[15-16]。miR-455-5p 是近年發(fā)現(xiàn)的可參與調(diào)控多種惡性腫瘤進(jìn)程的miRNA,在前列腺癌、肝癌、胃癌和宮頸癌中[17-20],miR-455-5p 可通過(guò)抑制癌細(xì)胞生長(zhǎng)、遷移等發(fā)揮抑癌基因功能;而在結(jié)腸癌[21]、乳腺癌[22-23]和口腔鱗狀細(xì)胞癌[24]中,miR-455-5p 可促進(jìn)癌細(xì)胞增殖、遷移等惡性進(jìn)程。另有報(bào)道,miR-455-5p 可通與其靶基因或與長(zhǎng)鏈RNA 作用促進(jìn)NSCLC 惡性進(jìn)展[25-26],但其是否可靶向RECK 基因參與調(diào)控肺癌遷移尚不清楚。
本研究首先通過(guò)生物信息學(xué)在線網(wǎng)站預(yù)測(cè)miR-455-5p 與RECK 基因的靶向關(guān)系,并進(jìn)行驗(yàn)證;再進(jìn)一步探討miR-455-5p 靶向RECK 對(duì)人NSCLC 細(xì)胞A549 遷移及微血管形成的影響。
1.1 細(xì)胞及載體 人NSCLC 細(xì)胞系A(chǔ)549 和人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞(human umbilical vein endothelial cell,HUVEC)購(gòu)自中科院上海細(xì)胞庫(kù);pGL3-control 熒光素酶報(bào)告基因載體和pRL-TK 海腎熒光素酶載體由南開(kāi)大學(xué)惠贈(zèng)。
1.2 主要試劑及儀器 胎牛血清(fetal bovine serum,F(xiàn)BS)、F12K 培養(yǎng)基、Opti-MEM 培養(yǎng)基、胰蛋白酶、PBS、氨芐青霉素和鏈霉素均購(gòu)自美國(guó)GIBCO 公司;內(nèi)皮細(xì)胞培養(yǎng)基EGM 購(gòu)自瑞士Lonza 公司;LipofectamineTM2000 轉(zhuǎn)染試劑購(gòu)自美國(guó)Invitrogen 公司;總RNA 抽提純化試劑盒、cDNA 特異性反轉(zhuǎn)錄試劑盒、miRNA 特異性反轉(zhuǎn)錄試劑盒、SYBR Green qPCR SuperMix、RIPA 蛋白質(zhì)裂解液、蛋白酶抑制劑、BCA蛋白定量試劑盒、牛血清白蛋白(bovine serum albumin,BSA)和ECL 發(fā)光液均購(gòu)自北京全式金生物技術(shù)有限公司;miR-455-5p 模擬物、miR-455-5p 抑制劑和miRNA 陰性對(duì)照均購(gòu)自廣州銳博生物科技有限公司;PVDF 膜購(gòu)自美國(guó)Millipore 公司;兔抗人REKC 單抗、MMP9 單抗、MMP2 單抗、小鼠抗人β-actin單抗、HRP 標(biāo)記的羊抗兔和羊抗小鼠IgG 購(gòu)自美國(guó)CST 公司;TranswellTM小室購(gòu)自美國(guó)Corning 公司;血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)-A ELISA 檢測(cè)試劑盒購(gòu)自北京達(dá)科為生物技術(shù)有限公司;基質(zhì)膠Matrigel 購(gòu)自美國(guó)BD 公司;雙熒光素酶報(bào)告基因檢測(cè)試劑盒(Dual-luciferase?repoter assay system)購(gòu)自美國(guó)Promega 公司。
1.3 miR-455-5p 與RECK 基因靶向關(guān)系預(yù)測(cè) 利用UALCAN 網(wǎng)站[27](http:/ / ualcan.path.uab.edu /)在線分析TCGA 數(shù)據(jù)庫(kù)資源,獲取肺癌中miR-455-5p 和RECK 基因表達(dá)水平的臨床數(shù)據(jù),采用mi-Randa[28](http:/ / www.microrna.org)預(yù)測(cè)miR-455-5p 與RECK 基因的靶向相關(guān)性。
1.4 細(xì)胞培養(yǎng) A549 細(xì)胞用含10%FBS、100 μg/mL鏈霉素、100 U / mL 氨芐青霉素的F12K 培養(yǎng)基,于5% CO2,37 ℃條件下培養(yǎng);HUVEC 用含10% FBS的EGM 培養(yǎng)基,于5% CO2,37 ℃條件下培養(yǎng)。
1.5 A549 細(xì)胞轉(zhuǎn)染 取對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的A549 細(xì)胞,按每孔3 × 105個(gè)接種于6 孔板中,繼續(xù)培養(yǎng)過(guò)夜,當(dāng)細(xì)胞達(dá)70% ~ 80%匯合時(shí),更換為Opti-MEM 培養(yǎng)基。按照轉(zhuǎn)染試劑說(shuō)明書(shū),用LipofectamineTM2000分別將miRNA 陰性對(duì)照(miR-NC 組)、miR-455-5p模擬物(miR-455-5p 組)及miR-455-5p 模擬物+miR-455-5p 抑制劑(inh-455-5p 組)瞬時(shí)轉(zhuǎn)染至A549 細(xì)胞,設(shè)未轉(zhuǎn)染組(Blank),37 ℃培養(yǎng)6 h 后更換細(xì)胞培養(yǎng)液,繼續(xù)培養(yǎng)48 h 后進(jìn)行后續(xù)試驗(yàn)。
1.6 miR-455-5p 與RECK 基因直接靶向關(guān)系驗(yàn)證采用雙熒光素酶報(bào)告基因試驗(yàn)。根據(jù)生物信息學(xué)預(yù)測(cè)結(jié)果,將含有miR-455-5p 結(jié)合位點(diǎn)的RECK 3′UTR 野生型(Wild type)和突變型(Mutant)序列構(gòu)建至pGL3-control 熒光素酶報(bào)告基因載體的熒光素酶基因下游。將構(gòu)建好的RECK 3′UTR 野生型或突變型重組質(zhì)粒分別與miR-455-5p 模擬物或陰性對(duì)照共轉(zhuǎn)染至A549 細(xì)胞中。轉(zhuǎn)染24 h 后,收集細(xì)胞,按雙熒光報(bào)告基因檢測(cè)試劑盒說(shuō)明書(shū)進(jìn)行操作,利用多功能酶標(biāo)儀讀取熒光值,并計(jì)算相對(duì)熒光活性,以miR-NC 組為基準(zhǔn)進(jìn)行歸一化處理。
1.7 A549 細(xì)胞中miR-455-5p 及RECK 基因表達(dá)的檢測(cè) 采用實(shí)時(shí)定量PCR(qRT-PCR)法。使用Primer premier 5 軟件設(shè)計(jì)引物,引物序列見(jiàn)表1,由生工生物工程(上海)股份有限公司合成。用總RNA抽提純化試劑盒提取各組轉(zhuǎn)染細(xì)胞中總RNA,分別用miRNA 特異性反轉(zhuǎn)錄試劑盒及總RNA 反轉(zhuǎn)錄試劑盒將總RNA 中的miRNA 及mRNA 合成cDNA。以cDNA 為模板,用特異性引物,按照SYBR Green qPCR SuperMix 試劑盒說(shuō)明書(shū),采用qRT-PCR 法檢測(cè)miR-455-5p 及RECK 基因mRNA 的表達(dá)。反應(yīng)條件為:95 ℃預(yù)變性30 min;95 ℃變性10 s,60 ℃退火延伸30 s,40 個(gè)循環(huán)。分別以U6 和GAPDH 為內(nèi)參,采用2-ΔΔCt法計(jì)算相對(duì)表達(dá)量。
表1 qRT-PCR 引物序列Tab.1 Primer sequences for qRT-PCR
1.8 A549 細(xì)胞中RECK、MMP2 及MMP9 蛋白表達(dá)的檢測(cè) 采用Western blot 法。收集轉(zhuǎn)染48 h 后的A549 細(xì)胞,加入含蛋白酶抑制劑的RIPA 裂解液,冰上裂解30 min;4 ℃,12 000 × g 離心20 min,取上清,BCA 法測(cè)定蛋白濃度。取30 μg 蛋白樣品,經(jīng)12% SDS-PAGE 分離后,通過(guò)濕轉(zhuǎn)法轉(zhuǎn)移至PVDF膜上,用含3% BSA 的TBST 液室溫封閉1 h;TBST洗滌后,加入兔抗人RECK、MMP2、MMP9 抗體(均1 ∶1 000 稀釋)、小鼠抗人β-actin 抗體(1 ∶2 000 稀釋),4 ℃孵育過(guò)夜;TBST 洗膜3 次,每次10 min,加入HRP 標(biāo)記的羊抗兔、羊抗小鼠IgG(1 ∶500 稀釋),室溫孵育1 h;TBST 洗膜3 次,每次10 min,加入ECL 發(fā)光液,于凝膠成像系統(tǒng)中采集圖像,利用QuantityOne 軟件分析條帶灰度值,并以未轉(zhuǎn)染組為基準(zhǔn)進(jìn)行歸一化處理。
1.9 A549 細(xì)胞遷移能力的檢測(cè) 采用TranswellTM小室試驗(yàn)。選用膜孔徑為8 μm 的24 孔板TranswellTM小室,將轉(zhuǎn)染后的A549 細(xì)胞饑餓培養(yǎng)12 h,用0.25%胰蛋白酶消化后,用無(wú)血清、含0.2% BSA 的F12K培養(yǎng)基重懸并計(jì)數(shù)。取細(xì)胞懸液100 μL(含1 ×105個(gè)細(xì)胞)加入TranswellTM小室的上室,下室加入含10% FBS 的F12K 培養(yǎng)基500 μL,置于37 ℃,5%CO2培養(yǎng)箱繼續(xù)培養(yǎng)24 h;用棉簽擦去TranswellTM小室膜內(nèi)側(cè)細(xì)胞,PBS 洗滌后,用95%乙醇室溫固定20 min;除去固定液并晾干,用0.1%結(jié)晶紫溶液室溫避光染色20 min;清水洗去多余染色液,倒置風(fēng)干,100 倍顯微鏡下隨機(jī)選取5 個(gè)視野觀察拍照,Image J 軟件分析遷移細(xì)胞數(shù),并以未轉(zhuǎn)染組為基準(zhǔn)進(jìn)行歸一化處理。
1.10 A549 細(xì)胞培養(yǎng)上清中VEGF-A 表達(dá)的檢測(cè)采用ELISA 法。分別收集各組A549 細(xì)胞72 h 后的培養(yǎng)液,4 ℃,2 500 × g 離心20 min,取上清,采用VEGF-A ELISA 試劑盒檢測(cè)VEGF-A 的分泌量,按試劑盒說(shuō)明書(shū)操作。
1.11 體外微管形成試驗(yàn) 將基質(zhì)膠Matrigel 按60 μL / 孔平鋪于預(yù)冷的96 孔板上,37 ℃放置1 h待凝。收集培養(yǎng)的HUVEC,PBS 洗滌2 次,分別用miR-455-5p、inh-455-5p 及miR-NC 組A549 細(xì)胞培養(yǎng)液上清重懸HUVEC,并接種于預(yù)先鋪好基質(zhì)膠的96 孔板,每孔1×104個(gè)細(xì)胞,置于37 ℃,5 % CO2培養(yǎng)箱中繼續(xù)培養(yǎng)15 h。通過(guò)倒置顯微鏡觀察成管情況,Image J 軟件分析形成的微管結(jié)構(gòu),并統(tǒng)計(jì)管總長(zhǎng)度,以未轉(zhuǎn)染組為基準(zhǔn)進(jìn)行歸一化處理。
1.12 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 應(yīng)用GraphPad Prism 8 軟件處理數(shù)據(jù),兩組間比較采用獨(dú)立樣本t 檢驗(yàn),以P <0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1 miR-455-5p 與RECK 基因的相關(guān)性 利用UALCAN 網(wǎng)站對(duì)TCGA 數(shù)據(jù)庫(kù)資源進(jìn)行在線分析發(fā)現(xiàn),與正常組織相比,肺癌組織中miR-455-5p 的表達(dá)顯著升高(t = -2.889,P = 0.044),而RECK 基因的表達(dá)顯著降低(t = 3.320,P = 0.029),二者表達(dá)呈負(fù)相關(guān),見(jiàn)圖1。miRanda 預(yù)測(cè)結(jié)果表明,miR-455-5p 在RECK 基因mRNA 的3′-UTR 區(qū)域第97 ~106位堿基處存在與miR-455-5p 的結(jié)合域,見(jiàn)圖2,表明miR-455-5p 可能對(duì)RECK 基因有靶向調(diào)控作用。
圖1 正常組織和肺癌腫瘤組織中miR-455-5p(A)和RECK 基因(B)的表達(dá)Fig.1 Expressions of miR-455-5p(A)and RECK(B)genes in normal and lung cancer tissues
圖2 miR-455-5p 與RECK 基因靶向關(guān)系預(yù)測(cè)Fig.2 Prediction of targeted relationship between miR-455-5p and RECK
2.2 miR-455-5p 與RECK 基因的直接靶向關(guān)系 雙熒光素酶報(bào)告基因檢測(cè)結(jié)果顯示,與miR-NC 組相比,miR-455-5p 模擬物與RECK 3′-UTR 野生型共轉(zhuǎn)染組的熒光素酶活性顯著降低(t = 8.734,P =0.001);而結(jié)合位點(diǎn)突變后,miR-455-5p 對(duì)熒光素酶活性的抑制作用消失,與miR-NC 和突變型共轉(zhuǎn)染組的熒光素酶活性差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t = 0.222,P = 0.835)。見(jiàn)圖3。因此,RECK 基因?yàn)閙iR-455-5p 直接調(diào)控靶點(diǎn)。
圖3 miR-455-5p 與RECK 基因的靶向關(guān)系驗(yàn)證Fig.3 Validation for targeted relationship between miR-455-5p and RECK
2.3 miR-455-5p 對(duì)A549 細(xì)胞中RECK 基因表達(dá)的調(diào)控 qRT-PCR 及Western blot 分析顯示,與Blank和miR-NC 組相比,miR-455-5p 組miR-455-5p 的表達(dá)水平明顯升高(F = 38.085,P 均為0.001),RECK基因mRNA 及蛋白的表達(dá)水平均顯著下調(diào)(F 分別為53.54 和18.502,P 均<0.001 或= 0.002),而inh-455-5p 組各自表達(dá)均有所恢復(fù)(F 分別為53.54 和18.502,P 均<0.001 或= 0.002),見(jiàn)圖4 ~圖6。提示miR-455-5p 對(duì)RECK 基因具有負(fù)調(diào)控作用。
圖4 各組A549 細(xì)胞中miR-455-5p(A)和RECK(B)基因mRNA 的表達(dá)水平Fig.4 Expression levels of miR-455-5p(A)and RECK(B)mRNAs in A549 cells of various groups
圖5 Western blot 分析各組A549 細(xì)胞中RECK 蛋白的表達(dá)Fig.5 Western blotting for expression of RECK protein in A549 cells of various groups
圖6 各組A549 細(xì)胞中RECK 蛋白表達(dá)量的半定量分析Fig.6 Semi-quantitative analysis for expression levels of RECK protein in A549 cells of various groups
2.4 miR-455-5p 對(duì)A549 細(xì)胞遷移能力的影響TranswellTM小室試驗(yàn)顯示,與Blank 組和miR-NC 組相比,miR-455-5p 組A549 細(xì)胞的遷移能力明顯增強(qiáng)(F = 465.824,P 均<0.001),而inh-455-5p組這種增強(qiáng)作用受到抑制(F = 465.824,P <0.001),見(jiàn)圖7 和圖8。表明miR-455-5p 可促進(jìn)A549 細(xì)胞遷移。
圖7 顯微鏡下觀察各組A549 細(xì)胞的穿膜情況(結(jié)晶紫染色,× 100)Fig.7 Microscopy of transmembrane for A549 cells in various groups(crystal violet staining,× 100)
圖8 各組A549 細(xì)胞的遷移細(xì)胞數(shù)Fig.8 Numbers of migrated A549 cells in various groups
2.5 miR-455-5p 對(duì)A549 細(xì)胞MMP2 和MMP9 蛋白表達(dá)的影響 Western blot 分析顯示,與Blank 組和miR-NC 組相比,miR-455-5p 組A549 細(xì)胞中MMP2和MMP9 蛋白的表達(dá)水平均顯著上調(diào)(F 分別為56.121 和58.769,P 均<0.001),而inh-455-5p 組上調(diào)受到顯著抑制(F 分別為56.121 和58.769,P均<0.001)。見(jiàn)圖9 和圖10。
圖9 Western blot 分析各組A549 細(xì)胞中MMP2 和MMP9蛋白的表達(dá)Fig.9 Western blotting for expressions of MMP2 and MMP9 in A549 cells of various groups
圖10 各組A549 細(xì)胞中MMP9(A)和MMP2(B)蛋白表達(dá)量的半定量分析Fig.10 Semi-quantitative analysis for expression levels of MMP9(A)and MMP2(B)in A549 cells of various groups
2.6 miR-455-5p 對(duì)A549 細(xì)胞培養(yǎng)上清中VEGF-A表達(dá)的影響 ELISA 檢測(cè)結(jié)果顯示,與Blank 組和miR-NC 組相比,miR-455-5p 組A549 細(xì)胞培養(yǎng)上清中VEGF-A 分泌量顯著增加(F = 182.644,P 均<0.001),而inh-455-5p 組VEGF-A 分泌量的增加受到顯著抑制(F = 182.644,P <0.001)。見(jiàn)圖11。
圖11 各組A549 細(xì)胞培養(yǎng)上清中VEGF-A 的分泌Fig.11 Secretion of VEGF-A in culture supernatant of A549 cells of various groups
2.7 miR-455-5p 對(duì)微血管形成的影響 miR-455-5p 組形成的微血管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)更完整,見(jiàn)圖12;Image J 軟件分析顯示,miR-455-5p 組微管總長(zhǎng)度顯著高于Blank 組和miR-NC 組(F = 47.61,P 均<0.001),見(jiàn)圖13。
圖12 顯微鏡下觀察微管形成情況(× 100)Fig.12 Microscopy for microvascular angiogenesis(× 100)
圖13 各組相對(duì)微管總長(zhǎng)度Fig.13 Relative total capillary lengths in various groups
研究表明,miRNA 參與調(diào)控細(xì)胞發(fā)育、生長(zhǎng)、增殖、凋亡、分化及代謝等重要生物學(xué)行為,且與疾病發(fā)生相關(guān)。miRNA 的異常表達(dá)與多種腫瘤發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān),如乳腺癌、肺癌、肝癌、結(jié)腸癌、胃癌和血液系統(tǒng)腫瘤等,約50%經(jīng)驗(yàn)證的miRNAs 在基因組上定位于腫瘤相關(guān)的脆性位點(diǎn)[29]。因此,miRNA作為分子標(biāo)志物在腫瘤診斷和治療新技術(shù)的開(kāi)發(fā)中具有很大潛力,研究其在腫瘤生長(zhǎng)及轉(zhuǎn)移過(guò)程的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)及其作用機(jī)制,對(duì)腫瘤的診療及抗腫瘤藥物開(kāi)發(fā)具有重要意義。miRNAs 在不同腫瘤中發(fā)揮不同作用,可作為促癌基因誘導(dǎo)細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化,也可作為抑癌基因參與抑制腫瘤發(fā)生、發(fā)展[15-16]。miR-455-5p 在卵巢癌和膠質(zhì)瘤中表現(xiàn)為抑制腫瘤的轉(zhuǎn)移和進(jìn)展[17-20],而在胰腺癌、結(jié)腸癌、尤因氏肉瘤及乳腺癌中,則發(fā)揮促腫瘤作用[21-24]。據(jù)報(bào)道,miR-455-5p 在NSCLC 組織及順鉑耐藥的肺癌細(xì)胞株中呈高表達(dá)[25-26]。UALCAN 為一個(gè)全面的、交互式網(wǎng)絡(luò)資源[27],用于分析公開(kāi)的癌癥組學(xué)數(shù)據(jù),可實(shí)現(xiàn)TCGA數(shù)據(jù)庫(kù)的在線分析和挖掘。本研究利用UALCAN網(wǎng)站對(duì)TCGA 數(shù)據(jù)庫(kù)資源進(jìn)行在線分析也顯示,miR-455-5p 在肺癌組織中呈明顯高表達(dá),提示miR-455-5p 可能與NSCLC 惡性進(jìn)展相關(guān),但具體作用及其機(jī)制尚不清楚。miRNA 對(duì)細(xì)胞功能的作用是通過(guò)調(diào)控其靶基因表達(dá)實(shí)現(xiàn)的,同一個(gè)miRNA 可調(diào)控多個(gè)靶基因,同一個(gè)基因也可受多個(gè)miRNA 的調(diào)控,形成真核生物復(fù)雜的轉(zhuǎn)錄后調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。本研究通過(guò)miRanda 對(duì)miR-455-5p 的靶基因進(jìn)行在線預(yù)測(cè),發(fā)現(xiàn)在RECK 基因mRNA 的3′-UTR 區(qū)存在與miR-455-5p 的結(jié)合域,表明miR-455-5p 可能對(duì)RECK 基因有靶向調(diào)控作用。但miR-455-5p 是否通過(guò)與RECK 基因直接結(jié)合而發(fā)揮調(diào)控作用尚不清楚。本研究構(gòu)建了RECK 3′-UTR 野生型或突變型熒光素酶報(bào)告基因重組載體,通過(guò)雙熒光素酶報(bào)告基因試驗(yàn)證明了RECK 基因?yàn)閙iR-455-5p 的直接調(diào)控靶基因。
RECK 為一種新型的MMP 抑制基因[6],通過(guò)抑制多種MMP 的表達(dá)抑制新生血管形成,從而抑制腫瘤的侵襲及轉(zhuǎn)移。MMP 是一類能降解ECM 的蛋白水解酶,其中研究較多的是MMP2 和MMP9,通過(guò)降解外基質(zhì),導(dǎo)致腫瘤周圍組織完整性降低,促進(jìn)新生血管形成及腫瘤細(xì)胞的侵襲遷移[30],提示miR-455-5p 可能會(huì)通過(guò)抑制RECK 的表達(dá)而調(diào)控細(xì)胞的遷移。
本研究通過(guò)在A549 細(xì)胞中轉(zhuǎn)染miR-455-5p 模擬物發(fā)現(xiàn)過(guò)表達(dá)miR-455-5p 會(huì)抑制RECK 基因的表達(dá),而TranswellTM小室試驗(yàn)顯示,miR-455-5p 可促進(jìn)A549 細(xì)胞遷移。同時(shí)發(fā)現(xiàn)miR-455-5p 可上調(diào)MMP2 及MMP9 的表達(dá),提示miR-455-5p 可能對(duì)腫瘤微血管形成有影響。腫瘤血管新生是肺癌轉(zhuǎn)移的必要條件[31],目前在體外研究血管新生最常用的方法是微管形成試驗(yàn),在培養(yǎng)板上鋪上Matrigel 以模擬基底膜,通過(guò)觀察內(nèi)皮細(xì)胞在Matrigel 上分化形成管形結(jié)構(gòu)的能力反映微血管生成能力。VEGF-A是誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞分化形成新血管的關(guān)鍵因子,本研究通過(guò)ELISA 法檢測(cè)了A549 細(xì)胞培養(yǎng)液中VEGF-A的分泌量,結(jié)果顯示,轉(zhuǎn)染miR-455-5p 模擬物可顯著升高培養(yǎng)液中VEGF-A 的濃度;用此培養(yǎng)液刺激HUVEC 后發(fā)現(xiàn),miR-455-5p 模擬物組誘導(dǎo)HUVEC分化形成微管的能力明顯高于對(duì)照組,從形成管腔結(jié)構(gòu)的完整性和管總長(zhǎng)度分析均表明,miR-455-5p可通過(guò)上調(diào)A549 細(xì)胞VEGF-A 的分泌從而誘導(dǎo)微血管的形成。上述研究證明,miR-455-5p 通過(guò)下調(diào)RECK 表達(dá),上調(diào)MMP2、MMP9 及VEGF-A 的表達(dá)促進(jìn)A549 細(xì)胞的遷移及微血管形成。
綜上所述,miR-455-5p 可通過(guò)直接負(fù)調(diào)控RECK基因,上調(diào)MMPs 和VEGF-A 表達(dá)及分泌,進(jìn)而促進(jìn)NSCLC 細(xì)胞遷移及微血管形成能力,表明miR-455-5p 可作為促癌因子在NSCLC 惡性進(jìn)展中發(fā)揮作用,是NSCLC 轉(zhuǎn)移的一種潛在分子機(jī)制。本研究為NSCLC 的臨床預(yù)防、診斷和治療提供了新的思路。