謝文杰,雷坤陽,孫 庭
南昌大學(xué)第一附屬醫(yī)院泌尿外科,南昌 330006
腎細(xì)胞癌是泌尿外科常見的惡性腫瘤之一,其中腎透明細(xì)胞癌(clear cell renal cell carcinoma,ccRCC)最常見且具有發(fā)病率高、生存期短等特點(diǎn)。近年來,隨著外科技術(shù)的進(jìn)步,越來越多的早期ccRCC 患者在手術(shù)切除腫瘤后長期存活[1]。晚期ccRCC 患者往往失去了手術(shù)機(jī)會,并且對放射治療和化學(xué)治療不敏感,因此在晚期ccRCC 的治療中靶向治療十分重要[2-3]。
lncRNA 是一類不包含任何開放閱讀框的長度大于200 bp 的RNA[4]。盡管lncRNA 不編碼蛋白質(zhì),但它卻是生物體內(nèi)多種生物學(xué)過程中不可缺少的調(diào)節(jié)因子[5]。已有許多研究表明,lncRNA 與多種腫瘤的發(fā)生和發(fā)展有非常密切的聯(lián)系[6-7]。多項(xiàng)研究表明lncRNA 在ccRCC 的發(fā)生和發(fā)展中起重要作用,它可通過多種機(jī)制促進(jìn)ccRCC 細(xì)胞在體內(nèi)外的增殖、遷移及侵襲[8-9]。LINC00342 是一種長鏈基因間非編碼RNA,最早在2016 年被報(bào)道[10]。目前有關(guān)LINC00342 的研究并不少見,例如,有研究發(fā)現(xiàn)LINC00342 可以促進(jìn)結(jié)直腸癌和非小細(xì)胞肺癌的發(fā)生和發(fā)展[11-12]。然而,LINC00342 在ccRCC 中的作用及其機(jī)制尚未見報(bào)道。本研究旨在探索LINC00342 在ccRCC 中的作用及其分子生物學(xué)機(jī)制。
1.1 基因表達(dá)譜動態(tài)分析(GeneExpression Profiling Interactive Analysis,GEPIA)數(shù)據(jù)庫分析 通過GEPIA 數(shù)據(jù)庫分析523 例ccRCC 組織及100 例癌旁組織中LINC00342 的表達(dá)水平,并分析513 例ccRCC 樣本(257 例高表達(dá),256 例低表達(dá))中LINC00342 的表達(dá)水平與患者生存率的關(guān)系。
1.2 臨床標(biāo)本的獲取65 例ccRCC 組織及配對的癌旁組織來源于2020 年1 月至2021 年1 月在南昌大學(xué)第一附屬醫(yī)院泌尿外科接受腎癌根治術(shù)的患者,所有標(biāo)本均經(jīng)病理診斷為ccRCC,患者術(shù)前均未接受過放射治療和化學(xué)治療,組織標(biāo)本采集后立即放入液氮,后轉(zhuǎn)移至-80 ℃冰箱內(nèi)保存供后續(xù)實(shí)驗(yàn)用。本研究通過南昌大學(xué)第一附屬醫(yī)院倫理委員會審批,所有患者均知情同意。
1.3 細(xì)胞培養(yǎng)及轉(zhuǎn)染人正常腎小管上皮細(xì)胞系(HK-2) 及5 種 人ccRCC 細(xì) 胞 系(786-O、A498、ACHN、OS-RC-2、769-P)均購自武漢普諾賽生物科技有限公司。細(xì)胞用含有10% FBS(美國Gibco 公司)和1%青霉素-鏈霉素混合液的RPMI 1640 培養(yǎng)基于37 ℃、5% CO2培養(yǎng)箱中進(jìn)行培養(yǎng),每3 d 更換1 次培養(yǎng)基。待細(xì)胞生長至融合度為30%~50%時,用Lipofectamine 3000(美國Invitrogen 公司)進(jìn)行轉(zhuǎn)染。轉(zhuǎn)染分組如下:siRNA 組(轉(zhuǎn)染si-LINC00342)、陰性對照(negative control,NC)組(轉(zhuǎn)染LINC00342-NC)和空白對照組。轉(zhuǎn)染所需的si-LINC00342、LINC00342-NC均購自漢恒生物科技(上海)有限公司。
1.4 qPCR檢測LINC00342和miRNA-384表達(dá)采用TRIzol 試劑盒(武漢賽維爾生物科技有限公司)提取組織及細(xì)胞中的RNA,用反轉(zhuǎn)錄試劑盒(武漢賽維爾生物科技有限公司)合成cDNA,并進(jìn)行PCR擴(kuò)增。反應(yīng)條件:預(yù)變性95 ℃ 30 s;變性95 ℃15 s、退火60 ℃ 30 s、延伸72 ℃ 20 s,循環(huán)40次。以β-肌動蛋白及U6作為內(nèi)參,采用2-ΔΔCt法計(jì)算目的基因相對表達(dá)量。引物序列見表1。
表1 引物序列Tab 1 Sequence of primers
1.5 CCK-8檢測細(xì)胞增殖能力 將消化、離心并重懸后的細(xì)胞按照每孔2×103個細(xì)胞的密度接種至96 孔板中,培養(yǎng)0、24、48、72 h 時在每孔內(nèi)分別加入10 μL CCK-8 試劑(武漢賽維爾生物科技有限公司),在37 ℃條件下孵育2~4 h,用酶標(biāo)儀測定450 nm 波長處的光密度(D450)值。
1.6 劃痕愈合實(shí)驗(yàn)檢測細(xì)胞遷移能力將細(xì)胞均勻地接種至6 孔板中,待細(xì)胞融合度達(dá)到80%時,用槍頭在每孔中做一“十”字劃痕,PBS 清洗后用無血清培養(yǎng)基培養(yǎng),于0 h 和24 h 時在顯微鏡下拍照,并計(jì)算細(xì)胞遷移距離百分比。細(xì)胞遷移距離百分比=(各轉(zhuǎn)染組0 h 劃痕寬度-各轉(zhuǎn)染組24 h 劃痕寬度)/(空白對照組0 h 劃痕寬度-空白對照組24 h 劃痕寬度)×100%。
1.7 Transwell實(shí)驗(yàn)檢測細(xì)胞侵襲能力 事先在Transwell 小室的上室中涂抹基質(zhì)膠(美國Corning公司),待其凝固后備用。在下室中加入600 μL含20% FBS 的培養(yǎng)基,放入Transwell 小室。將細(xì)胞常規(guī)消化、離心后用無血清培養(yǎng)基重懸,在上室中加入200 μL 含2×104個細(xì)胞的細(xì)胞懸液。培養(yǎng)24 h 時用棉簽將上室擦洗干凈,用甲醇固定,0.1%結(jié)晶紫染色。風(fēng)干后在顯微鏡下拍照、計(jì)數(shù)。
1.8 蛋白質(zhì)印跡法檢測上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelialmesenchymaltransition,EMT)通路相關(guān)蛋白的表達(dá) 用RIPA 裂解液(武漢賽維爾生物科技有限公司)裂解細(xì)胞后提取蛋白質(zhì),用BCA 法檢測所提取蛋白質(zhì)的濃度。用SDS-PAGE 分離蛋白質(zhì),并轉(zhuǎn)移至PVDF 膜上。將PVDF 膜與波形蛋白(vimentin)、神經(jīng)鈣黏素(N-cadherin)和上皮鈣黏素(E-cadherin)抗體(英國Abcam 公司)孵育過夜后,再與二抗(英國Abcam 公司)孵育1 h,最后用顯影液(武漢賽維爾生物科技有限公司)對PVDF 膜進(jìn)行成像,分析各條帶的灰度值。
1.9 LINC00342下游靶分子的預(yù)測及驗(yàn)證 利用Starbase 網(wǎng)站和LncBook 數(shù)據(jù)庫預(yù)測LINC00342 的下游靶分子,并通過qPCR 驗(yàn)證其表達(dá),然后預(yù)測LINC00342 與miRNA-384 的結(jié)合位點(diǎn),設(shè)計(jì)并合成LINC00342 的野生型(wild type,WT)和突變型(mutation,Mut)結(jié)合位點(diǎn),構(gòu)建目的質(zhì)粒及陰性對照質(zhì)粒。使用轉(zhuǎn)染試劑[漢恒生物科技(上海)有限公司]將LINC00342-WT 和LINC00342-Mut 的目的質(zhì)粒分別與miRNA-384 mimic 和NC mimic[漢恒生物科技(上海)有限公司]共轉(zhuǎn)染細(xì)胞,轉(zhuǎn)染48 h 后,使用雙螢光素酶報(bào)告基因?qū)嶒?yàn)檢測系統(tǒng)檢測螢光素酶的活性。螢光素酶活性計(jì)算方法如下:螢光素酶活性=螢火蟲螢光素酶活性/海腎螢光素酶活性。
1.10 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理使用GraphPad Prism 7.0 軟件繪圖及進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。呈正態(tài)分布的計(jì)量資料以±s表示,組間比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)或單因素方差分析。呈偏態(tài)分布的計(jì)量資料以中位數(shù)表示,組間比較采用秩和檢驗(yàn)。計(jì)數(shù)資料以例數(shù)和百分?jǐn)?shù)表示,組間比較采用χ2檢驗(yàn)。生存率的比較采用log-rank 檢驗(yàn)。檢驗(yàn)水準(zhǔn)(α)為0.05。
2.1 LINC00342在ccRCC 組織及細(xì)胞中的表達(dá)及其臨床意義 GEPIA 數(shù)據(jù)庫分析結(jié)果顯示,與癌旁組織相比,LINC00342 在ccRCC 組織中高表達(dá)(P<0.05),并且LINC00342 高表達(dá)的患者總生存率低于低表達(dá)的患者(P=0.001 8,圖1)。qPCR檢測結(jié)果顯示,與癌旁組織和HK-2 細(xì)胞相比,LINC00342 在ccRCC 組織和5 種ccRCC 細(xì)胞系中均呈高表達(dá),差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均<0.05,圖2)。LINC00342 在ccRCC 細(xì) 胞 系786-O 和OS-RC-2 中表達(dá)最高,因此選擇這2 種細(xì)胞系用于后續(xù)實(shí)驗(yàn)。根據(jù)LINC00342 表達(dá)的中位數(shù)(8.396),將65 例ccRCC 患者分為高表達(dá)組(n=32)和低表達(dá)組(n=33)。結(jié)果顯示,LINC00342 高表達(dá)的ccRCC 患者腫瘤直徑更大、臨床分期更晚(P均<0.05,表2)。
表2 ccRCC 組織中LINC00342 的表達(dá)與患者臨床病理學(xué)特征之間的關(guān)系Tab 2 Relationship between LINC00342 expression in ccRCC tissues and clinicopathological features of patients n (%)
圖1 LINC00342 在ccRCC 組織中的表達(dá)及其與患者總生存率的關(guān)系Fig 1 Expression of LINC00342 in ccRCC tissues and its relationship with overall survival rate
圖2 LINC00342 在ccRCC 組織及細(xì)胞系中的表達(dá)水平Fig 2 Expression of LINC00342 in ccRCC tissues and cell lines
2.2 LINC00342對ccRCC 細(xì)胞增殖、遷移及侵襲的影響 CCK-8 實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,利用siRNA 沉默LINC00342 能夠抑制786-O 和OS-RC-2 細(xì)胞的增殖能力(P均<0.05,圖3)。劃痕愈合實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,沉默LINC00342 可使786-O 和OS-RC-2細(xì)胞的遷移能力減弱(P均<0.05,圖4)。Transwell實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,siRNA 組786-O 和OS-RC-2 細(xì)胞的侵襲能力低于NC 組及空白對照組,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均<0.05,圖5)。
圖3 沉默LINC00342 抑制ccRCC 細(xì)胞增殖Fig 3 Silencing of LINC00342 inhibits proliferation of ccRCC cells
圖4 沉默LINC00342 抑制ccRCC 細(xì)胞的遷移Fig 4 Silencing of LINC00342 inhibits migration of ccRCC cells
圖5 沉默LINC00342 抑制ccRCC 細(xì)胞的侵襲Fig 5 Silencing of LINC00342 inhibits invasion of ccRCC cells
2.3 LINC00342對ccRCC 細(xì)胞EMT 的影響 蛋白質(zhì)印跡法檢測結(jié)果顯示,沉默LINC00342 可使786-O 和OS-RC-2 細(xì)胞中波形蛋白和神經(jīng)鈣黏素的表達(dá)下調(diào),上皮鈣黏素的表達(dá)上調(diào)(P均<0.05,圖6)。提示LINC00342 可能通過調(diào)節(jié)EMT 進(jìn)程促進(jìn)ccRCC 細(xì)胞的遷移及侵襲。
圖6 沉默LINC00342 抑制ccRCC 細(xì)胞中EMT 相關(guān)蛋白的表達(dá)Fig 6 Silencing of LINC00342 inhibits expression of EMT-associated proteins in ccRCC cells
2.4 LINC00342促進(jìn)ccRCC 細(xì)胞惡性表型的機(jī)制 生物信息學(xué)分析結(jié)果顯示,miRNA-384、miRNA-545-5p 和miRNA-19a-3p 可能是LINC00342的下游靶分子(圖7A)。qPCR 結(jié)果顯示,沉默LINC00342可使786-O和OS-RC-2細(xì)胞中miRNA-384的表達(dá)升高(P均<0.05,圖7B)。雙螢光素酶報(bào)告基因?qū)嶒?yàn)顯示,在786-O 和OS-RC-2 細(xì)胞中,miRNA-384 mimic 與LINC00342-WT 共 轉(zhuǎn) 染 后 螢光素酶活性均下降(P均<0.05),而miRNA-384 mimic 與LINC00342-Mut 共轉(zhuǎn)染后螢光素酶活性沒有出現(xiàn)明顯下降(P均>0.05,圖7C~7E),說明miRNA-384 是LINC00342 的下游靶分子。
圖7 miRNA-384 是LINC00342 的靶分子Fig 7 miRNA-384 was a target gene for LINC00342
人類基因組測序結(jié)果顯示,編碼蛋白質(zhì)的RNA只占一小部分,大部分RNA 都是非編碼RNA,其中l(wèi)ncRNA 由于涉及多種生物學(xué)機(jī)制并且與多種腫瘤密切相關(guān)[13],各國學(xué)者一直熱衷于對其進(jìn)行深入研究。隨著靶向治療的問世,針對腎癌的靶向治療藥物逐漸增多,然而其臨床效果目前尚不能令人滿意,探索lncRNA 在ccRCC 中的作用具有至關(guān)重要的意義[14]。本研究在初始階段對GEPIA 數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析,發(fā)現(xiàn)LINC00342 在ccRCC組織中高表達(dá),并且其高表達(dá)與患者生存率降低有關(guān),因此將LINC00342 作為研究對象。
本研究采用qPCR 檢測了65 對ccRCC 組織及癌旁組織、5 種ccRCC 細(xì)胞系中LINC00342 的表達(dá)量,發(fā)現(xiàn)LINC00342 在ccRCC 組織及細(xì)胞系的表達(dá)升高,并且其高表達(dá)與腫瘤直徑大、臨床分期晚有關(guān)。為了驗(yàn)證LINC00342在ccRCC中的作用,本研究進(jìn)行了一系列體外實(shí)驗(yàn),CCK-8 實(shí)驗(yàn)、劃痕愈合實(shí)驗(yàn)和Transwell 實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,LINC00342可以促進(jìn)ccRCC 細(xì)胞的增殖、遷移及侵襲。既往研究發(fā)現(xiàn)LINC00342 在非小細(xì)胞肺癌中高表達(dá),并且可以促進(jìn)肺癌細(xì)胞的增殖、遷移及侵襲[11]。LINC00342 在大腸癌中不僅具有促進(jìn)細(xì)胞增殖的作用,還可阻斷細(xì)胞周期、抑制細(xì)胞的凋亡[12,15]。因此,LINC00342 可能與腫瘤惡性行為密切相關(guān)。
EMT 通常是指上皮細(xì)胞在經(jīng)歷多種變化后呈現(xiàn)出間質(zhì)細(xì)胞表型,包括遷移能力、侵襲性和抗凋亡能力的增加,以及大量細(xì)胞外基質(zhì)成分的形成[16]。EMT 的特征是上皮標(biāo)志物下調(diào)、間質(zhì)標(biāo)志物上調(diào)、基底膜降解、細(xì)胞向間質(zhì)遷移[17]。大多數(shù)腫瘤的進(jìn)展往往伴隨著EMT 的發(fā)生,EMT 在惡性腫瘤細(xì)胞的侵襲和遷移過程中起著至關(guān)重要的作用。多項(xiàng)研究表明,lncRNA 可以通過作用于EMT 對腫瘤的進(jìn)展產(chǎn)生影響[18-19]。本研究中蛋白質(zhì)印跡法檢測結(jié)果顯示,沉默LINC00342 可使ccRCC 細(xì)胞中波形蛋白和神經(jīng)鈣黏素表達(dá)下調(diào)、上皮鈣黏素表達(dá)上調(diào)。由此可以推斷,LINC00342 對ccRCC 進(jìn)展的影響可能與EMT 有關(guān)。
miRNA-384 是一種非編碼小RNA,研究表明其參與調(diào)控多種惡性腫瘤的發(fā)生與發(fā)展。miRNA-384 在膠質(zhì)瘤中表達(dá)下調(diào),上調(diào)其表達(dá)能抑制膠質(zhì)瘤細(xì)胞的增殖并促進(jìn)凋亡[20]。miRNA-384還可以抑制非小細(xì)胞肺癌細(xì)胞增殖[21]。在ccRCC中,miRNA-384 可靶向RAS 癌基因家族成員RAB23 來抑制細(xì)胞的增殖和遷移[22]。本研究采用雙螢光素酶報(bào)告基因?qū)嶒?yàn)驗(yàn)證了miRNA-384和LINC00342 之間的靶向關(guān)系,發(fā)現(xiàn)miRNA-384是LINC00342 的下游靶分子之一,LINC00342 對ccRCC 細(xì)胞惡性表型的調(diào)節(jié)作用可能是通過靶向miRNA-384 而實(shí)現(xiàn)的。
本研究的不足之處有以下幾點(diǎn)。首先,本研究采集的組織樣本量較小,這可能使研究結(jié)論的可靠性下降;其次,由于條件有限,本研究沒有進(jìn)行在體實(shí)驗(yàn);最后,本研究沒有就miRNA-384 發(fā)揮作用的下游機(jī)制進(jìn)行深入研究。
綜上所述,LINC00342 在ccRCC 組織中表達(dá)上調(diào),且與不良的臨床病理學(xué)結(jié)果相關(guān)。LINC00342可以促進(jìn)ccRCC 細(xì)胞的惡性表型,miRNA-384 是LINC00342 的下游靶分子之一。