韓建濤,謝興旺(武漢市第三醫(yī)院首義院區(qū) 肝膽胰外科,湖北 武漢 430060)
肝癌是全球第五大常見癌癥和第三大癌癥相關(guān)死亡原因[1]。盡管近年來(lái)在診斷和治療方面取得了較大的進(jìn)展,但肝癌患者的長(zhǎng)期預(yù)后依然很差,且晚期肝癌患者的5年生存率小于5%。肝內(nèi)復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移是肝癌治療的主要困難和挑戰(zhàn),也是導(dǎo)致肝癌患者預(yù)后不佳的關(guān)鍵原因[2]。然而,肝癌復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移的分子機(jī)制尚未完全闡明。一些研究[3-4]表明,多種微小核糖核酸(microRNA,miRNA)在包括肝癌在內(nèi)的腫瘤中異常表達(dá),其在轉(zhuǎn)錄后或翻譯水平負(fù)調(diào)控基因表達(dá),進(jìn)而參與調(diào)控細(xì)胞增殖、遷移等細(xì)胞惡性生物學(xué)行為。miR-1243 是研究較少的一種miRNA,已被證實(shí)在甲狀腺乳頭狀癌[5]、胰腺癌[6]、膠質(zhì)瘤[7]中低表達(dá),目前并無(wú)miR-1243在肝癌中的研究。核不均一核糖核蛋白A2/B1(heterogeneous nuclear ribonucleoprotein A2/B1,hnRNPA2B1)屬于hnRNPs 家族,是一種重要的RNA 結(jié)合蛋白,參與調(diào)節(jié)前體RNA 的選擇性剪接、RNA 核轉(zhuǎn)運(yùn)、翻譯等過程。hnRNPA2B1 在乳腺癌[8]、胰腺癌[9]、肝癌[10]等多種腫瘤中呈高表達(dá),抑制hnRNPA2B1 表達(dá)可抑制腫瘤細(xì)胞的惡性生物學(xué)行為。本研究將探討miR-1243 是否靶向hnRNPA2B1調(diào)控肝癌HepG2 細(xì)胞的增殖和遷移,為尋找肝癌診斷和治療的靶點(diǎn)提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
RPMI 1640 培養(yǎng)基、DMEM 培養(yǎng)基、胎牛血清和青、鏈霉素均購(gòu)自武漢尚恩生物技術(shù)有限公司。miR-1243 模擬物(miR-1243 mimic)及其陰性對(duì)照miR-NC、miR-1243 抑制物(anti-miR-1243)及其陰性對(duì)照anti-miR-NC、hnRNPA2B1過表達(dá)重組載體質(zhì)粒(pc-hnRNPA2B1)及其空載體質(zhì)粒(pcDNA3.1)均購(gòu)自廣州銳博生物公司,LipofectamineTM2000購(gòu)自美國(guó)Invitrogen 公司。TRIzol 試劑、逆轉(zhuǎn)錄試劑盒、SYBR Green Super Mix均購(gòu)自賽默飛世爾科技(中國(guó))有限公司,雙熒光素酶報(bào)告基因檢測(cè)試劑盒、CCK-8試劑盒、RIPA 裂解液均購(gòu)自翌圣生物科技(上海)股份有限公司,BCA試劑盒購(gòu)自北京索萊寶科技有限公司,兔抗人hnRNPA2B1、cyclin D1、MMP-2 抗體及HRP偶聯(lián)的山羊抗兔二抗均購(gòu)自美國(guó)Abcam公司。
收集2019 年1 月至2021 年8 月在武漢市第三醫(yī)院首義院區(qū)手術(shù)切除的40例肝癌患者的肝癌組織及其癌旁組織,經(jīng)病理醫(yī)師診斷證實(shí)均為肝細(xì)胞癌。所有患者均未接受過化療、放療或靶向治療,并簽署了知情同意書。該研究方案得到本院倫理委員會(huì)的批準(zhǔn)(批準(zhǔn)號(hào):20171259)。
人正常肝QSG-7701細(xì)胞與肝癌HepG2、Hep3b、HuH-7細(xì)胞均由北納生物公司提供。QSG-7701細(xì)胞的基礎(chǔ)培養(yǎng)基為RPMI 1640,Hep3b、HuH-7、HepG2細(xì)胞的基礎(chǔ)培養(yǎng)基為DMEM,所有培養(yǎng)基均含10%胎牛血清和1%青鏈霉素。細(xì)胞置于在37 ℃、5%CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。
取對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的HepG2 細(xì)胞進(jìn)行轉(zhuǎn)染實(shí)驗(yàn),分為對(duì)照組(不轉(zhuǎn)染)、miR-NC 組(miR-NC 轉(zhuǎn)染細(xì)胞)、miR-1243 mimic 組(miR-1243 mimic 轉(zhuǎn)染 細(xì)胞)、miR-1243 mimic+pcDNA3.1 組(miR-1243 mimic和pcDNA3.1 共轉(zhuǎn)染細(xì)胞)、miR-1243 mimic+pc-hnRNPA2B1組(miR-1243 mimic和pc-hnRNPA2B1共轉(zhuǎn)染細(xì)胞)。轉(zhuǎn)染實(shí)驗(yàn)嚴(yán)格按照LipofectamineTM2000說(shuō)明書進(jìn)行,轉(zhuǎn)染24 h后收集各組HepG2細(xì)胞備用。
用TRIzol提取各組肝癌組織、各種細(xì)胞和轉(zhuǎn)染后各組HepG2細(xì)胞中的總RNA。按照逆轉(zhuǎn)錄試劑盒說(shuō)明書合成cDNA。采用SYBR Green試劑進(jìn)行qPCR實(shí)驗(yàn)。qPCR反應(yīng)條件:預(yù)變性95 ℃10 min,95 ℃10 s、58 ℃30 s、72 ℃30 s,共40個(gè)循環(huán);72 ℃延伸5 min。用2-ΔΔCT法計(jì)算目的基因的相對(duì)表達(dá)量,以U6 為內(nèi)參基因,分析miR-1243 表達(dá)水平;以GAPDH 為內(nèi)參基因,分析hnRNPA2B1 mRNA表達(dá)水平。所用引物序列:miR-1243 正向引物為 5'-TAGGAGTGAAATAAAG GTCCATCTC-3',反向引物為5'-CCAAAGCAAAGTA ATAAATAGGCAG-3';U6正向引物為5'-GCTTCG GCAGCACATATACTAAAAT-3',反向引物為5'-CGCTTCACGAATTTGCGTGTCAT-3';hnRNPA2B1正向引物為5'-AGCGACTGA GTCCGCGATGGA-3',反向引物為5'-GCAGGATCC CTCATTACCACACAGT-3';GAPDH正向引物為5'-GAACGGGAAGCTCACTGG-3',反向引物為5'-GCCTGCTTCACCACCTTCT-3'。
TargetScanHuman 7.1在線網(wǎng)站(http://www.targetscan.org/vert 71)預(yù)測(cè)miR-1243 與hnRNPA2B1存在結(jié)合位點(diǎn),根據(jù)其結(jié)合位點(diǎn)序列構(gòu)建hnRNPA2B1的野生型(WT-hnRNPA2B1)和突變型(MUThnRNPA2B1)載體,然后分別與miR-1243 mimic 或miR-NC 共轉(zhuǎn)染至HepG2 細(xì)胞,轉(zhuǎn)染48 h 后收集細(xì)胞,檢測(cè)其熒光素酶活性。
將轉(zhuǎn)染后各組HepG2 細(xì)胞密度調(diào)整為1×105個(gè)/mL,取100 μL 接種在96 孔板中,每組設(shè)置3 個(gè)復(fù)孔,培養(yǎng)至24、48 和72 h時(shí),每孔加入10 μL CCK-8溶液,繼續(xù)培養(yǎng)4 h,清除培養(yǎng)液,每孔加入150 μL DMSO試劑。在酶標(biāo)儀450 nm波長(zhǎng)處檢測(cè)各孔光密度(D)值,以D值表示細(xì)胞的增殖能力。
轉(zhuǎn)染后HepG2 細(xì)胞以2×105個(gè)細(xì)胞/孔接種在6 孔板上,待細(xì)胞生長(zhǎng)至匯合度約80%時(shí),使用無(wú)菌吸頭進(jìn)行垂直水平劃線,用磷酸緩沖液清洗后,在37 ℃、5%CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24 h,然后在光學(xué)顯微鏡下觀察各組HepG2細(xì)胞的劃痕愈合情況并拍照。劃痕愈合率=(1-24 h劃痕寬度/0 h劃痕寬度)×100%。
將肝癌組織及細(xì)胞和轉(zhuǎn)染后各組HepG2細(xì)胞用RIPA 裂解液裂解15 min,離心并收集上清液。蛋白質(zhì)濃度通過BCA 試劑盒進(jìn)行檢測(cè)。接著將蛋白樣品與加樣緩沖液混合,煮沸10 min,用SDSPAGE 分離,轉(zhuǎn)移至PVDF 膜上,使用5%的脫脂牛奶封閉1 h,加入hnRNPA2B1、cyclin D1、MMP-2、GAPDH一抗(1∶1 000),4 ℃處理24 h,加入相應(yīng)的二抗(1∶8 000),室溫處理1 h,接著加入ECL試劑顯影,最后用BioRad VersaDoc 4000成像系統(tǒng)直接成像,并通過Quantity One軟件將條帶量化。
以上主要實(shí)驗(yàn)均獨(dú)立重復(fù)3 次。采用SPSS22.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,符合正態(tài)分布的計(jì)量數(shù)據(jù)以xˉ±s表示。兩組間數(shù)據(jù)比較采用t檢驗(yàn),多組間數(shù)據(jù)比較采用單因素方差分析。以P<0.05或P<0.01表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
qPCR 和WB 法檢測(cè)結(jié)果(圖1)顯示,與癌旁組織比較,肝癌組織中miR-1243 明顯呈低表達(dá),hnRNPA2B1 mRNA 和其蛋白呈高表達(dá)(均P<0.05);與正常人肝QSG-7701細(xì)胞比較,肝癌HepG2、Hep3b、HuH-7 細(xì)胞中miR-1243呈低表達(dá)、hnRNPA2B1 mRNA和其蛋白呈高表達(dá)(均P<0.05)。在HepG2細(xì)胞中miR-1243表達(dá)水平最低,hnRNPA2B1 mRNA和其蛋白表達(dá)水平最高,因此選擇HepG2 細(xì)胞進(jìn)行后續(xù)轉(zhuǎn)染實(shí)驗(yàn)。
TargetScanHuman7.1在線網(wǎng)站(http://www.targetscan.org/vert_71)預(yù)測(cè)結(jié)果(圖2A)顯示,miR-1243 與hnRNPA2B1 存在互補(bǔ)位點(diǎn)。雙熒光素酶報(bào)告基因?qū)嶒?yàn)結(jié)果(圖2B)顯示,與miR-NC+WT-hnRNPA2B1組比較,miR-1243 mimic+WThnRNPA2B1組相對(duì)熒光素酶活性顯著降低(P<0.05),而miR-NC+MUT-hnRNPA2B1 組、miR-1243 mimic+MUT-hnRNPA2B1 組相對(duì)熒光素酶活性基本不變(均P>0.05)。WB 法檢測(cè)結(jié)果(圖2C 和圖2D)顯示,與miR-NC組相比,miR-1243 mimic 組hnRNPA2B1 蛋白表達(dá)水平顯著下降(P<0.05);與anti-miR-NC 組相比,anti-miR-1243 組hnRNPA2B1 蛋白表達(dá)水平顯著上升(P<0.05)。這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,miR-1243 與hnRNPA2B1 間存在靶向關(guān)系,miR-1243 通過靶向hnRNPA2B1且負(fù)調(diào)控其表達(dá)。
qPCR 和WB 法檢測(cè)結(jié)果顯示,與對(duì)照組或miR-NC 組比較,miR-1243 mimic 組HepG2 細(xì)胞中miR-1243 表達(dá)升高(圖3A,P<0.05),hnRNPA2B1 和cyclin D1 蛋白表達(dá)減少(圖3B、C,均P<0.05),說(shuō)明在轉(zhuǎn)染的HepG2 細(xì)胞中miR-1243 過表達(dá)成功,過表達(dá)miR-1243可抑制hnRNPA2B1、cyclin D1 表達(dá)。與miR-1243mimic組比較,miR-1243mimic+pc-hnRNPA2 B1組HepG2細(xì)胞中miR-1243表達(dá)下降,hnRNPA2B1和cyclinD1蛋白表達(dá)增加(P<0.05);miR-1243 mimic+pcDNA3.1組HepG2細(xì)胞中miR-1243、hnRNPA2B1和cyclin D1蛋白均無(wú)明顯差異(P>0.05),說(shuō)明過同時(shí)過表達(dá)hnRNAPA2B1 和miR-1243 可逆轉(zhuǎn)過表達(dá)miR-1243 對(duì)HepG2 的抑制作用。CCK-8法檢測(cè)結(jié)果(圖3D)顯示,與對(duì)照組或miR-NC 組比較,miR-1243 mimic 組HepG2 細(xì)胞增殖能力下降(P<0.05),miR-1243 mimic+pcDNA3.1組HepG2細(xì)胞增殖能力無(wú)明顯差異(P>0.05);與miR-1243 mimic+pcDNA3.1 組比較,miR-1243 mimic+pc-hnRNPA2B1組HepG2細(xì)胞明顯升高(P>0.05),說(shuō)明過表達(dá)hnRNPA2B1 可促進(jìn)HepG2 細(xì)胞的增殖。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,miR-1243通過負(fù)調(diào)控hnRNPA2B1表達(dá)而影響肝癌HepG2細(xì)胞增殖。
劃痕愈合實(shí)驗(yàn)結(jié)果(圖4)顯示,與對(duì)照組或miR-NC組比較,miR-1243 mimic組HepG2細(xì)胞的劃痕愈合率和MMP-2蛋白表達(dá)均明顯降低(均P<0.05),表明miR-1243 抑制HepG2 細(xì)胞的遷移;與miR-1243 mimic組和miR-1243 mimic+pcDNA3.1組比較,miR-1243 mimic+pc-hnRNPA2B1 組HepG2 細(xì)胞的劃痕愈合率和MMP-2蛋白表達(dá)均明顯升高(均P<0.05),說(shuō)明同時(shí)過表達(dá)miR-1243 和hnRNPA2B1 可逆轉(zhuǎn)單純過表達(dá)miR-1243 對(duì)HepG2 細(xì)胞遷移的抑制作用。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,miR-1243通過靶向hnRNPA2B1調(diào)控肝癌HepG2細(xì)胞遷移。
由于肝癌早期癥狀無(wú)特異性且進(jìn)展迅速,因而導(dǎo)致多數(shù)患者在確診時(shí)就已到中、晚期,藥物、放射等治療方式效果不佳[11]。有研究[12]顯示,miRNA可參與調(diào)控肝癌的發(fā)生發(fā)展進(jìn)程,能夠作為生物標(biāo)志物在肝癌的診斷和預(yù)后中起作用。
QIAN 等[13]研究發(fā)現(xiàn),miR-1243在舌鱗癌細(xì)胞中表達(dá)降低,其過表達(dá)能挽救circ_0043265對(duì)SCC25和Cal27 細(xì)胞增殖、遷移和侵襲的抑制作用。沉默circ_0002570 表達(dá)可通過靶向miR-1243 抑制高糖誘導(dǎo)的人視網(wǎng)膜微血管內(nèi)皮細(xì)胞增殖、遷移和血管生成能力[14]。在PTC中,miR-1243 的低表達(dá)與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、TNM 分期顯著相關(guān),而且miR-1243 過表達(dá)可抑制其癌細(xì)胞的增殖和遷移能力[15]。本研究結(jié)果顯示,miR-1243在肝癌組織和其細(xì)胞Hep3b、HuH-7、HepG2中的表達(dá)水平顯著低于其癌旁組織和人正常肝QSG-7701細(xì)胞(均P<0.05),說(shuō)明miR-1243可能作為分子標(biāo)志物參與肝癌的發(fā)生發(fā)展。本研究通過轉(zhuǎn)染miR-1243 mimic 發(fā)現(xiàn),miR-1243 表達(dá)明顯升高,HepG2細(xì)胞增殖能力和劃痕愈合率明顯降低(均P<0.05),提示miR-1243對(duì)肝癌HepG2細(xì)胞的增殖和遷移能力有明顯的抑制作用。
Cyclin D1、MMP-2 分別是與細(xì)胞增殖和遷移相關(guān)的蛋白,可作為標(biāo)志物評(píng)估細(xì)胞的增殖、遷移水平。Cyclin D1可調(diào)節(jié)DNA復(fù)制過程,MMP-2屬于基質(zhì)金屬蛋白酶家族,兩者下調(diào)表達(dá)可使細(xì)胞增殖、遷移能力降低,進(jìn)而減緩肝癌的發(fā)展進(jìn)程[16]。本研究結(jié)果顯示,miR-1243 過表達(dá)后cyclin D1、MMP-2 蛋白表達(dá)顯著下降(P<0.05),進(jìn)一步說(shuō)明miR-1243 通過抑制cyclin D1、MMP-2 蛋白表達(dá)抑制肝癌HepG2 細(xì)胞的增殖和遷移。
本研究的實(shí)驗(yàn)雙熒光素酶報(bào)告基因?qū)嶒?yàn)證實(shí)miR-1243 可靶向hnRNPA2B1 并抑制其表達(dá)。故本研究推測(cè)miR-1243 通過調(diào)控hnRNPA2B1 表達(dá)抑制肝癌細(xì)胞的增殖和遷移。hnRNPA2B1在結(jié)腸癌中表達(dá)上調(diào),并通過調(diào)控MAPK 途徑促進(jìn)結(jié)腸癌細(xì)胞增殖,調(diào)節(jié)細(xì)胞周期和凋亡[17]。hnRNPA2B1 是頭頸癌中的致癌基因,可促進(jìn)頭頸癌細(xì)胞的EMT 進(jìn)程[18]。敲減hnRNPA2B1 通過下調(diào)Lin28B 表達(dá)抑制卵巢癌細(xì)胞的增殖、遷移能力并促進(jìn)細(xì)胞凋亡[19]。而在肝癌中,敲減hnRNPA2B1 表達(dá)可激活PI3K/AKT 信號(hào)通路進(jìn)而抑制細(xì)胞增殖[20]。本研究結(jié)果顯示,肝癌組織和細(xì)胞中hnRNPA2B1 mRNA 和蛋白表達(dá)水平明顯升高,這與吳桐等[20]的研究結(jié)果一致,提示hnRNPA2B1 的表達(dá)失調(diào)與肝癌進(jìn)展有關(guān)。此外,雙熒光素酶報(bào)告基因?qū)嶒?yàn)和WB 法結(jié)果顯示,miR-1243 靶向且負(fù)調(diào)控hnRNPA2B1蛋白表達(dá)。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),在miR-1243過表達(dá)的基礎(chǔ)上繼續(xù)過表達(dá)hnRNPA2B1,HepG2細(xì)胞增殖、遷移能力及cyclin D1、MMP-2 蛋白表達(dá)水平均顯著升高(均P<0.05),提示hnRNPA2B1 過表達(dá)可逆轉(zhuǎn)miR-1243 對(duì)肝癌HepG2細(xì)胞增殖、遷移的影響,其與抑制cyclin D1、MMP-2蛋白表達(dá)有關(guān)。
綜上所述,本研究首次證實(shí)了miR-1243 在肝癌細(xì)胞增殖和遷移中的作用,miR-1243 在肝癌組織和細(xì)胞中低表達(dá),miR-1243 過表達(dá)對(duì)HepG2 細(xì)胞的增殖、遷移有抑制作用,其機(jī)制與靶向抑制hnRNPA2B1表達(dá)有關(guān),為肝癌的靶向治療提供了新的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。