張景臣,李 新,李江濤,李海平,陳艷麗,牛 冰,祁川川,葉貝貝
鄭州人民醫(yī)院乳腺科,河南 鄭州 450053
乳腺癌作為在全球女性中最為常見的惡性腫瘤,盡管目前其診斷及治療取得了極大的進步,但患者預后情況仍不能令人滿意,其中,轉(zhuǎn)移是造成患者死亡的主要原因之一,極大地降低了療效,因此,全面了解乳腺癌的進展和轉(zhuǎn)移機制對改善患者預后具有重要作用[1]。非編碼RNA(non-coding RNA,ncRNA)包括長鏈ncRNA(long ncRNA,lncRNA)及微小RNA(micro RNA,miRNA)等,lncRNA可作為miRNA海綿來調(diào)控后者表達,兩者已被發(fā)現(xiàn)在乳腺癌中失調(diào),與腫瘤惡性生物學行為具有密切相關(guān)性[2-3]。LINC02163被發(fā)現(xiàn)在乳腺癌[4]、結(jié)直腸癌[5]等癌癥中異常上調(diào),將其敲除可抑制乳腺癌細胞的惡性行為[4],目前關(guān)于其在乳腺癌中的相關(guān)機制研究甚少。有研究[6]證實,miR-338-3p在乳腺癌組織中呈低表達狀態(tài),抑制其表達可增強乳腺癌細胞(MCF7、HCC1937)生長、遷移及侵襲和上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelial-mesenchymal transition,EMT)過程。LINC02163對乳腺癌細胞惡性生物學行為的促進是否與其靶向調(diào)控miR-338-3p表達有關(guān)值得探究,因此,本研究通過探究LINC02163靶向miR-338-3p對乳腺癌細胞增殖、侵襲及遷移的影響,以期為闡明乳腺癌的發(fā)生機制提供線索。
將從河南省實驗動物中心購買的25只6周齡BALB/c裸小鼠[19~22 g,無特定病原體(specific pathogen free,SPF)級]飼養(yǎng)于保持12 h晝夜交替的環(huán)境中7 d,許可證號:SCXK(豫)2017-0001。
MCF-10 A、MCF-7、BT-20、MDA-MB-231、T47D細胞系(A2789、SG2226、A2874、ATCC-Y2455、SY4472)購自上海酶研生物科技有限公司,sh-NC、sh-LINC02163、inhibitor-NC、miR-338-3p inhibitor購自廣州市銳博生物科技有限公司,LipofectamineTM2000 Transfection Reagent(11668-019)購自上海偉進生物科技有限公司,DMEM 培養(yǎng)基(PM150210)購自武漢益普生物科技有限公司,二辛可寧酸(bicinchoninic acid,BCA)法蛋白檢測試劑盒(mlE3254)購自上海酶聯(lián)生物科技有限公司,雙熒光素酶檢測試劑盒(Omt-03)購自北京奧秘佳得醫(yī)藥科技有限公司,兔抗β-actin、c-Myc、E-鈣粘素(E-cadherin)、N-鈣粘素(N-cadherin)、基質(zhì)金屬蛋白酶(matrix metalloproteinase,MMP)2、MMP9抗體、羊抗兔免疫球蛋白G H&L[辣根過氧化物酶(horseradish peroxidase,HRP)標記](ab8227、ab32072、ab40772、ab18203、ab37150、ab38898、ab6721)購自英國Abcam公司,MTT檢測試劑盒、反轉(zhuǎn)錄試劑盒(M1020-500、RP1105)購自北京索萊寶科技有限公司,組織化學試劑盒(G1210)購自上海經(jīng)科化學科技有限公司,兔源抗體Ki-67(100 μg、0.8~1.04 mg/mL,ab15580)購自英國Abcam公司,實時熒光定量聚合酶鏈反應(yīng)(real-time fluorescence quantitative polymerase chain reaction,RTFQPCR)試劑盒(QPG-020~QPG-023)購自上海吉瑪制藥技術(shù)有限公司,Gentier 48E/48R RTFQPCR檢測系統(tǒng)(FQD-96A)購自西安天隆科技有限公司,SH-520凝膠成像系統(tǒng)購自杭州申花科技有限公司。
1.3.1 臨床組織樣本獲取
收集鄭州人民醫(yī)院2020年1月—2021年9月收治的9例女性乳腺癌患者的乳腺癌組織及距癌組織2 cm外的癌旁組織樣本,患者年齡40~60歲,平均(45.68±3.05)歲。本研究經(jīng)鄭州人民醫(yī)院倫理委員會批準且患者及家屬均簽署知情同意書。通過RTFQ-PCR檢測組織中的LINC02163表達。
1.3.2 細胞培養(yǎng)
在DMEM培養(yǎng)基中接種人正常乳腺上皮細胞系(MCF-10A)和乳腺癌細胞系(MCF-7、BT-20、MDA-MB-231、T47D),于37 ℃、CO2體積分數(shù)為5%的常規(guī)培養(yǎng)箱中培養(yǎng)至細胞融合度為80%。
1.3.3 分組及轉(zhuǎn)染
以2×105個/孔將MDA-MB-231細胞接種到6孔板中,于37 ℃恒溫培養(yǎng)24 h后,將其分為control組、sh-NC組、sh-LINC02163組、sh-LINC02163+inhibitor-NC組和sh-LINC02163+miR-338-3p inhibitor組,使用LipofectamineTM2000試劑盒將sh-NC、sh-LINC02163、inhibitor-NC和miR-338-3p inhibitor分別轉(zhuǎn)染至相應(yīng)組的MDAMB-231細胞中,48 h后采用RTFQ-PCR檢測LINC02163及miR-338-3p表達。
1.3.4 雙熒光素酶報告基因?qū)嶒灧治鯨INC02163與miR-338-3p的靶向關(guān)系
采用starBase2.0網(wǎng)址預測LINC02163與miR-338-3p的結(jié)合位點;擴增LINC02163上與miR-338-3p結(jié)合的片段,插入pmirGLO載體:構(gòu)建野生型LINC02163-wt質(zhì)粒;采用基因突變技術(shù)對結(jié)合位點進行突變,構(gòu)建突變型LINC02163-mut質(zhì)粒。將MDA-MB-231細胞分為LINC02163-wt+miR-338-3p mimics組、LINC02163-wt+miRNC組、LINC02163-mut+miR-338-3p mimics組和LINC02163-mut+miR-NC組,將miR-NC、miR-338-3p mimics、LINC02163-wt和LINC02163-mut分別共轉(zhuǎn)染至MDA-MB-231細胞中,24 h后檢測海腎及螢火蟲熒光素酶值,計算MDA-MB-231細胞的相對熒光素酶活性。
1.3.5 RTFQ-PCR檢測LINC02163及miR-338-3p表達
使用TRIzol試劑提取乳腺癌組織樣本及MCF-10A、MCF-7、BT-20、MDA-MB-231、T47D細胞總RNA,反轉(zhuǎn)錄成cDNA后行RTFQPCR擴增(GAPDH作為LINC02163內(nèi)參,U6作為miR-338-3p內(nèi)參),引物見表1,用2-??Ct分析LINC02163及miR-338-3p的表達水平(n=5)。
表1 RTFQ-PCR引物Tab.1 RTFQ-PCR primers
1.3.6 MTT法檢測MDA-MB-231細胞活力
收集各組MDA-MB-231細胞按2.5×104個/孔接種到96孔板中,48 h后按20 μL/孔添加5 mg/mL MTT溶液溫育4 h,吸去培養(yǎng)液后加入二甲基亞砜(dimethyl sulfoxide,DMSO)(150 μL)振蕩搖晃,待結(jié)晶消失后用酶標儀測定細胞490 nm處的吸光度(D)值,細胞存活率(%)=[(實驗組D值-空白組D值)/(對照組D值-空白組D值)]×100%,重復5孔。
1.3.7 Transwell實驗檢測MDA-MB-231細胞侵襲
使用Matrigel 基質(zhì)膠將上室包被24 h后,于上室接種各組MDA-MB-231細胞懸液(1×104個/孔),下室添加DMEM培養(yǎng)基500 μL,培養(yǎng)48 h后棄培養(yǎng)基,使用無菌棉簽將上室未穿膜的細胞擦去,下層細胞經(jīng)過多聚甲醛溶液固定后進行結(jié)晶紫染色(30 min),在倒置顯微鏡下隨機觀察5個視野,并對穿膜細胞進行計數(shù)(n=5)。
1.3.8 劃痕實驗檢測MDA-MB-231細胞遷移
收集MDA-MB-231細胞接種在6孔板中(2×105個/孔),培養(yǎng)24 h,用移液槍吸嘴(200 μL)于6孔板底部劃痕,用磷酸緩沖鹽溶液(phosphate-buffered saline,PBS)清洗,測量劃痕間距,記為d0h,24 h后再次測量間距,記為d24h,計算遷移率=(d0h-d24h)/d0h]×100%,重復5孔。
1.3.9 Western blot檢測MDA-MB-231細胞c-Myc、MMP2、MMP9、E-cadherin和N-cadherin蛋白的表達
采用RIPA試劑裂解MDA-MB-231細胞后提取總蛋白,通過BCA法定量分析蛋白濃度,經(jīng)十二烷基硫酸鈉聚丙烯酰胺凝膠電泳(sodium dodecylsulphate polyacrylamide gel electrophoresis,SDS-PAGE)后將所分離的蛋白轉(zhuǎn)到PVDF 膜上,封閉2 h 后添加兔抗c-Myc、β-actin、MMP2、MMP9、E-cadherin和N-cadherin抗體(1∶1 000),搖床上溫育過夜后添加二抗(1∶3 000)溫育2 h,電化學發(fā)光(electrochemical luminescence,ECL)顯色,凝膠系統(tǒng)曝光,計算c-Myc、MMP2、MMP9、E-cadherin和N-cadherin蛋白的表達(n=5)。
1.3.10 體內(nèi)成瘤實驗
在BALB/c裸小鼠腋下分別注射各組MDAMB-231細胞(2×107個),每周測量1次:腫瘤體積(mm3)=0.5×腫瘤最長徑×腫瘤最短徑2,飼養(yǎng)30 d后處死裸小鼠,取瘤體并稱重(n=5)。體內(nèi)成瘤實驗經(jīng)鄭州人民醫(yī)院倫理委員會批準。
1.3.11 免疫組織化學法檢測裸小鼠腫瘤組織的Ki-67增殖指數(shù)
取1.3.10的腫瘤組織進行常規(guī)石蠟切片制作,經(jīng)脫蠟及水化后,添加3%的H2O2以去除內(nèi)源性的過氧化物酶,枸櫞酸緩沖液對抗原進行熱修復后封閉(牛血清白蛋白)20 min,Ki-67一抗溫育1 h,溫育生物素標記的二抗30 min,依次進行二氨基聯(lián)苯胺(diaminobenzidine,DAB)液染色、蘇木精復染,HCl分化、脫水、透明及觀察(×200),Ki-67陽性細胞呈棕褐色(n=5)。
與癌旁組織相比,LINC02163在乳腺癌組織中的表達顯著升高(1.00±0.06vs1.92±0.20)(n=9,t=13.218,P<0.05,圖1)。
圖1 LINC02163在乳腺癌及相應(yīng)癌旁組織中的表達比較Fig.1 Comparison of the expression of LINC02163 in breast cancer and corresponding adjacent tissues
與MCF-10 A 細胞(1.01±0.09)相比,LINC02163在MCF-7、BT-20、MDAMB-231和T47D細胞中的表達均顯著升高,分別為1.40±0.11、1.62±0.24、2.06±0.32和1.51±0.16,并且其在MDA-MB-231細胞中升高最為顯著(P<0.05),因此取MDA-MB-231細胞進行后續(xù)實驗。
采用starBase網(wǎng)址預測LINC02163與miR-338-3p間存在結(jié)合位點,詳見圖2。雙熒光素酶報告基因?qū)嶒灲Y(jié)果顯示,與LINC02163-wt+miRNC組相比,MDA-MB-231細胞熒光素酶活性在LINC02163-wt+miR-338-3p mimics組中顯著降低(0.89±0.09vs0.41±0.05,P<0.05),而在LINC02163-mut+miR-338-3p mimics組、LINC02163-mut+miR-NC組中無顯著變化(0.87±0.09vs0.88±0.10,P>0.05)。
圖2 LINC02163與miR-338-3p結(jié)合位點Fig.2 Binding site of LINC02163 and miR-338-3p
與control組相比,LINC02163及miR-338-3p表達在sh-NC組中無顯著變化(P>0.05),sh-LINC02163組LINC02163表達顯著降低,miR-338-3p表達顯著升高(P<0.05)。與sh-LINC02163組相比,LINC02163及miR-338-3p表達在sh-LINC02163+inhibitor-NC組中無顯著變化(P>0.05),sh-LINC02163+miR-338-3p inhibitor組LINC02163表達無顯著變化(P>0.05),miR-338-3p表達顯著降低(P<0.05,圖3)。
圖3 各組MDA-MB-231細胞中LINC02163及miR-338-3p表達水平的比較Fig.3 Comparison of LINC02163 and miR-338-3p expression levels in MDA-MB-231 cells in each group
與control組相比,MDA-MB-231細胞存活率在sh-NC組中無顯著變化(P>0.05),在sh-LINC02163組中顯著降低(P<0.05)。與sh-LINC02163組相比,MDA-MB-231細胞存活率在sh-LINC02163+inhibitor-NC組中無顯著變化(P>0.05),在sh-LINC02163+miR-338-3p inhibitor組中顯著增加(P<0.05,圖4)。
圖4 各組MDA-MB-231細胞存活率的比較Fig.4 Comparison of MDA-MB-231 cell survival rate in each group
與control組相比,MDA-MB-231細胞侵襲細胞數(shù)在s h-N C 組中無顯著變化(P>0.05),在sh-LINC02163組中顯著降低(P<0.05)。與sh-LINC02163組相比,侵襲細胞數(shù)在sh-LINC02163+inhibitor-NC組中無顯著變化(P>0.05),在sh-LINC02163+miR-338-3p inhibitor組中顯著增加(P<0.05,圖5)。
圖5 各組MDA-MB-231細胞侵襲能力的比較Fig.5 Comparison of the invasion ability of MDA-MB-231 cells in each group
與control組相比,MDA-MB-231細胞遷移率在sh-NC組中無顯著變化(P>0.05),在sh-LINC02163組中顯著降低(P<0.05)。與sh-LINC02163組相比,細胞遷移率在sh-LINC02163+inhibitor-NC組中無顯著變化(P>0.05),在sh-LINC02163+miR-338-3p inhibitor組中顯著增加(P<0.05,圖6)。
圖6 各組MDA-MB-231細胞遷移能力的比較Fig.6 Comparison of MDA-MB-231 cell migration ability in each group
與control組相比,MDA-MB-231細胞c-Myc、MMP2、MMP9、E-cadherin和N-cadherin蛋白水平在sh-NC組中無顯著變化(P>0.05),c-Myc、MMP2、MMP9和N-cadherin水平在sh-LINC02163組中顯著降低,E-cadherin水平顯著增加(P<0.05)。與sh-LINC02163組相比,c-Myc、MMP2、MMP9、E-cadherin和N-cadherin水平在sh-LINC02163+inhibitor-NC組中無顯著變化(P>0.05),c-Myc、MMP2、MMP9和N-cadherin水平在sh-LINC02163+miR-338-3p inhibitor組中顯著增加,E-cadherin水平顯著降低(P<0.05,表2,圖7)。
圖7 各組MDA-MB-231細胞蛋白水平的比較Fig.7 Comparison of MDA-MB-231 cell protein level in each group
表2 各組MDA-MB-231細胞c-Myc、MMP2、MMP9、E-cadherin、N-cadherin蛋白表達的比較Tab.2 Compare of c-Myc,MMP2,MMP9,E-cadherin,and N-cadherin protein expression in each group of MDA-MB-231 cells
與control組相比,腫瘤體積及重量、Ki-67增殖指數(shù)在sh-NC組中無顯著變化,差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05),在sh-LINC02163組中顯著降低,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。與sh-LINC02163組相比,腫瘤體積及重量、Ki-67增殖指數(shù)在sh-LINC02163+inhibitor-NC組中無顯著變化,差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05),在sh-LINC02163+miR-338-3p inhibitor組中顯著增加,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05,圖8)。
圖8 各組MDA-MB-231細胞成瘤能力及Ki-67增殖指數(shù)的比較Fig.8 Comparison of tumor-forming ability and Ki-67 proliferation index of MDA-MB-231 cells in each group
隨著生活節(jié)奏的加快及工作壓力的增加,乳腺癌的發(fā)生率也在逐漸升高,盡管近年來患者的生存率明顯提高,預后也明顯改善,但術(shù)后復發(fā)轉(zhuǎn)移仍是患者死亡的主要原因[7-8],乳腺癌患者整體5年生存率約為90%,而轉(zhuǎn)移患者5年生存率僅為26%,因此,闡明乳腺癌的潛在轉(zhuǎn)移機制,尋找新的治療靶點對患者生存至關(guān)重要[9]。
長度大于200個核苷酸的lncRNA作為一類來自基因組非編碼區(qū)的轉(zhuǎn)錄本,被發(fā)現(xiàn)可調(diào)節(jié)癌癥的許多重要病理學過程,如腫瘤發(fā)生、增殖、轉(zhuǎn)移及抗藥性[10]。LINC02163是近幾年新發(fā)現(xiàn)的lncRNA,盡管被發(fā)現(xiàn)在胃癌[11]、結(jié)直腸癌[12]、肝癌[13]及乳腺癌[4]中具有明顯的促癌作用,但其機制仍不完全清楚。LINC02163可通過抑制miR-511-3p/蛋白激酶B(protein kinase B,AKT)3軸促進結(jié)直腸癌進展,而抑制其表達則可減弱癌細胞的增殖和轉(zhuǎn)移[12]。LINC02163在乳腺癌組織中表達上調(diào),其表達與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、TNM分期、腫瘤大小密切相關(guān),在體外抑制LINC02163表達可降低MDA-MB-231及MCF-7細胞增殖、遷移和侵襲并增加細胞凋亡,這可能與其激活miR-511-3p/高遷移率族蛋白A2(high mobility group A2,HMGA2)軸有關(guān)[4]。EMT是細胞由上皮極性向間充質(zhì)細胞特性轉(zhuǎn)化的過程,該過程中由于E-cadherin表達降低,而N-cadherin表達增加,可降低細胞間的黏附作用,從而促進腫瘤細胞轉(zhuǎn)移[14]。本研究發(fā)現(xiàn),LINC02163在乳腺癌組織及細胞系中表達顯著升高,抑制其表達可顯著降低MDA-MB-231細胞存活率、侵襲細胞數(shù)及遷移率、c-Myc、MMP2、MMP9、N-cadherin表達、裸小鼠移植瘤體積及重量、腫瘤組織中的Ki-67增殖指數(shù),增加E-cadherin表達,與之前的研究[4]一致,本研究結(jié)果表明,LINC02163表達降低可抑制乳腺癌細胞增殖、遷移、轉(zhuǎn)移及EMT過程,其可作為乳腺癌復發(fā)、轉(zhuǎn)移機制研究的潛在靶點。
有研究[15]顯示,miRNA在癌癥中失調(diào),可充當腫瘤抑制因子或癌基因參與癌癥進程。miR-338-3p可在胃癌中通過直接靶向SOX5并阻斷Wnt/β-連環(huán)蛋白(β-catenin)信號轉(zhuǎn)導來充當腫瘤抑制因子[16]。Zhang等[17]研究發(fā)現(xiàn),miR-338-3p在乳腺癌組織及乳腺癌細胞系(BCAP-37和HCC1937)中表達降低,Hsa_circ_0008945可通過靶向抑制miR-338-3p表達來促進同源框A3(homeobox A3,HOXA3)表達,從而加快乳腺癌進程。黃芩苷可通過促進miR-338-3p表達來抑制MORC4表達,從而抑制MCF-7及MDAMB-231細胞活力、遷移及侵襲,并促進細胞凋亡[18]。本研究證實在乳腺癌中miR-338-3p是LINC02163的靶基因,LINC02163過表達可抑制miR-338-3p表達,因此,LINC02163可能通過靶向miR-338-3p促進乳腺癌細胞增殖、侵襲及遷移。本研究還發(fā)現(xiàn),LINC02163表達沉默可促進miR-338-3p表達,而降低miR-338-3p表達可逆轉(zhuǎn)LINC02163低表達對MDA-MB-231細胞增殖、遷移、轉(zhuǎn)移及EMT過程的抑制作用,表明LINC02163低表達可能是通過促進miR-338-3p表達來抑制乳腺癌細胞的惡性生物學行為。
綜上所述,LINC02163低表達可通過促進miR-338-3p表達來抑制乳腺癌細胞增殖、侵襲及遷移。本研究不僅有助于闡明LINC02163在乳腺癌中的作用機制,還為尋找新的治療靶點提供了線索,但仍需深入研究。
利益沖突聲明:所有作者均聲明不存在利益沖突。