王春梅 吳德慧 康 燕 魏順英 馬登云 (青海紅十字醫(yī)院婦一科,西寧 810000)
宮頸癌是婦科常見惡性腫瘤之一,發(fā)病率和病死率較高,且逐漸年輕化,嚴重威脅女性健康[1]。隨著醫(yī)學技術發(fā)展,早期宮頸癌可通過手術、放化療治療,但晚期或復發(fā)轉移患者預后較差[2]。隨著分子生物學發(fā)展,靶向治療為癌癥臨床治療提供了新思路,分析宮頸癌發(fā)展的相關機制可能為其臨床治療提供新方法[3]。長鏈非編碼RNA(long non-coding RNA,lncRNA)是一類長度超過200 nt 的不具備蛋白編碼功能的RNA 分子,可與DNA、RNA 和蛋白相互作用,在表觀遺傳、轉錄和翻譯水平調節(jié)基因表達和蛋白活性,參與染色質修飾、轉錄激活和抑制等生物學過程[4]。lncRNA 不僅參與機體正常生理活動,在疾病發(fā)生發(fā)展尤其是腫瘤發(fā)生過程中具有重要作用,尋找宮頸癌中特異表達的lncRNA,并分析其在宮頸癌中的分子機制,可能有助于尋找宮頸癌治療靶點,為宮頸癌靶向治療提供新思路[5]。課題組前期生物信息學分析發(fā)現,宮頸癌中LINC01980表達顯著上調,與肝癌、食管癌發(fā)生發(fā)展及預后相關,但其在宮頸癌中的表達及其對宮頸癌的影響尚未闡明[6-8]。LIN28B 是一種保守RNA 結合蛋白,與宮頸癌、卵巢癌等女性生殖系統(tǒng)惡性腫瘤發(fā)生有關,可能是治療女性生殖系統(tǒng)惡性腫瘤的潛在靶標[9-10]。本研究生物信息學預測結果表明,LIN28B 與LINC01980 具有相互作用位點,因此,本研究擬探討LINC01980在宮頸癌中的表達及其對宮頸癌細胞生長影響的可能機制,為宮頸癌治療提供新的靶標。
1.1 資料
1.1.1 研究對象 選取2020 年1 月至2021 年5 月青海紅十字醫(yī)院收治的病理學診斷為宮頸癌的患者60 例作為宮頸癌組,年齡35~67 歲,平均年齡(48.78±8.83)歲。排除標準:①接受手術、放化療等治療;②合并其他婦科疾病者;③合并肝、腎等重大功能臟器不全者;④合并其他惡性腫瘤患者。選取同期青海紅十字醫(yī)院健康體檢者(宮頸未發(fā)生病變)60 例作為健康組,年齡33~70 歲,平均年齡(47.95±10.89)歲。兩組研究對象年齡差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。研究經青海紅十字醫(yī)院倫理委員會審核批準。
1.1.2 試劑與儀器 人宮頸癌細胞系Hela(TCHu187)購自中國科學院典型培養(yǎng)物保藏委員會細胞庫;MEM培養(yǎng)基(41500034)、胎牛血清(10099)、胰蛋白酶(25200056)購自美國Gibco 公司;Lipofectamine3000試劑盒(L3000015)購自美國Invitrogen公司;RNAiso plus(9108Q)購自日本TaKaRa 公司;反轉錄試劑盒(205311)、qRT-PCR 試劑盒(204443)購自德國QIAGEN 公司;CCK-8(C0037)、蛋白提取試劑盒(P0012)、BCA 蛋白定量試劑盒(C1062)購自上海碧云天生物技術公司;DNA 含量檢測試劑盒(細胞周期,CA1510)、AnnexinV Alexa Fluor488/PI凋亡檢測試劑盒(CA1040)購自北京索萊寶科技有限公司;protein A/G 磁珠(sc-2003)購自美國Santa Cruz Technology公司;Magna RIP Kit(17-701)購自美國Merck Millipore;PierceTM生物素 3'末端DNA 標記試劑盒(89818)購自賽默飛世爾科技(中國)有限公司;兔抗人細胞周期蛋白D1(CyclinD1,ab16663)、周期蛋白依賴性激酶4(Cyclin-dependent kinases 4,CDK4,ab108357)、半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3(caspase-3,ab32351)、β-actin(ab8227)、山羊抗兔IgG H&L(ab6721)購自英國Abcam公司;LINC01980、LIN28B、GAPDH 引物和siRNA 質粒、siNC 質粒、pcDNA3.1載體、pcDNA3.1-LINC28B 質粒由生工生物工程(上海)股份有限公司合成;NanoDrop one 超微量分光光度計、Multiskan FC 酶標儀購自美國Thermo Fisher公司;CFX96 Touch 實時熒光定量PCR 儀、Gel-Doc XR蛋白凝膠成像儀購自美國Bio-Rad公司。
1.2 方法
1.2.1 生物信息學分析 生物信息學工具iBio Tools V5.0(http://www.chrisapp.xyz:3838/R/AnnoE2/,設置參數:P<0.05,logFC=1)預測宮頸癌差異表達基因,catRAPID(http://service.tartaglialab.com/page/catrapid_group)預測lncRNA 與蛋白的相互結合關系,生物信息學預測LINC01980與LIN28B相互作用關系,提示辨識度(Discriminative Power)>20%可能發(fā)生交互作用,>75%極有可能存在交互作用。
1.2.2 血液采集 宮頸癌患者于術前、對照組于體檢當日抽取肘部靜脈血3 ml,4 ℃、3 000 r/min 離心15 min,轉移上清至新離心管,-80 ℃保存。
1.2.3 細胞培養(yǎng)與分組 常規(guī)復蘇宮頸癌細胞系Hela,加至含10%胎牛血清的MEM 培養(yǎng)基,37 ℃、5%CO2培養(yǎng),2~3 d 更換1 次培養(yǎng)液,細胞融合度達到80%左右時胰蛋白酶消化傳代。收集細胞,調整細胞數為6×105個/孔,接種至6 孔板,細胞融合度達到80%時更換為無血清DMEM 培養(yǎng)基,按照Lipofectamine3000 試 劑 盒 說 明 書 將 Lnc-NC、si-LINC01980、si-LINC01980+LIN28B-NC、si-LINC01980+LIN28B 分別轉染至Hela 細胞,分為Lnc-NC 組、si-LINC01980 組、si-LINC01980+LIN28B-NC 組 和si-LINC01980+LIN28B 組,對照組僅添加新鮮培養(yǎng)液,轉染48 h后收集細胞進行后續(xù)實驗。
1.2.4 qRT-PCR 檢測血清及細胞中LINC01980、LIN28B mRNA 表達 RNAiso Plus 試劑盒提取血清及Hela細胞中總RNA并檢測濃度,反轉錄試劑盒將RNA 反轉錄為cDNA,進行qRT-PCR 反應,反應條件:預變性95 ℃ 45 s,變性95 ℃ 30 s,退火60/58/62 ℃ 45 s,延伸72 ℃ 30 s,共40個循環(huán)。以GAPDH為內參,2-ΔΔCt計算血清及Hela 細胞中LINC01980、LIN28B mRNA相對表達。引物序列見表1。
表1 引物序列Tab.1 Primer sequence
1.2.5 RNA 免疫共沉淀 收集Hela 細胞,離心,加入等體積RIP裂解緩沖液吹打懸浮,取5 g 蛋白抗體于免疫沉淀緩沖液內與protein A/G 磁珠結合2 h,加入100 μl 細胞裂解物,4 ℃輕柔攪動孵育1 h,離心,棄上清,加入400 μl洗脫緩沖液4 ℃孵育2 h,TRIzol提取RNA,qRT-PCR 檢測 LINC01980表達。
1.2.6 RNA pull-down 根據RNA pull-down 試劑盒說明書實驗,將生物素標記的LINC01980 轉染至Hela 細胞,培養(yǎng)48 h,收集細胞,加入細胞裂解液和鏈霉親和素瓊脂糖珠4 ℃孵育 3 h,預冷裂解緩沖液洗滌3 次,十二烷基硫酸鈉緩沖液中回收蛋白,Western blot檢測LIN28B表達。
1.2.7 CCK-8 檢測細胞活力 收集1.2.3 中轉染后的各組Hela 細胞,每組設置3 個重復,每個重復 3 個復孔,棄原培養(yǎng)基,37 ℃、5%CO2培養(yǎng)48 h,每孔加入10 μl CCK-8 試劑和100 μl 新鮮培養(yǎng)基,37 ℃避光培養(yǎng)2 h,棄上清,酶標儀檢測450 nm 處吸光度(OD)值,細胞活力(%)=實驗孔OD 值/對照孔OD值×100%。
1.2.8 流式細胞術檢測HTR-8/Svneo 細胞周期及凋亡 收集1.2.3 中轉染48 h 的各組Hela 細胞,每組設置3 個重復,每個重復3 個復孔,PBS 洗滌, 1 500 r/min 離心5 min,收集細胞并調整濃度為 1×106個/ml,吸取1 ml 細胞懸液,離心,棄上清,70%預冷乙醇固定2 h,PBS 洗滌,離心,加100 μl RNase A 溶液,重懸細胞,37 ℃水浴30 min,加入400 μl PI染色液混勻,4 ℃遮光孵育30 min,流式細胞儀檢測細胞周期。收集1.2.3 中轉染48 h 的各組Hela 細胞,每組設置3 個重復,每個重復3 個復孔,調整細胞濃度為1×106個/ml,PBS 洗滌,Binding Buffer 重懸細胞,吸取100 μl細胞懸液加至流式管,再加入5 μl室溫遮光孵育10 min,加入5 μl PI 染色液室溫遮光孵育5 min,加入PBS 至500 μl,混勻,流式細胞儀檢測細胞凋亡。
1.2.9 Western blot 檢測細胞蛋白表達 收集1.2.3 中培養(yǎng)48 h 的各組細胞,調整細胞數為 5×104個/孔,加至24孔板,棄上清,PBS洗滌,每組設置3 個重復,每個重復3 個復孔,試劑盒提取細胞總蛋白并檢測蛋白濃度,SDS-PAGE 凝膠電泳,封閉,分別加入兔抗人CyclinD1、CDK4、caspase-3、β-actin 稀釋液4 ℃孵育過夜,TBST 洗膜,加入山羊抗兔IgG H&L 二抗稀釋液(1∶2 000 稀釋),室溫孵育1 h,TBST 洗膜,蛋白凝膠成像儀成像,Image J 分析蛋白相對表達。
1.3 統(tǒng)計學方法 采用SPSS25.0軟件進行數據分析,計量資料采用±s表示,兩組間比較采用t檢驗,多組間比較采用單因素方差分析,組間比較采用SNK-q檢驗,P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。
2.1 宮頸癌組與健康組血清LINC01980、LIN28B mRNA 表達比較 生物信息學工具iBio Tools V5.0(http://www.chrisapp.xyz:3838/R/AnnoE2/)預測結果表明,LINC01980在宮頸癌組織中表達上調(圖1A)。與健康組比較,宮頸癌組血清LINC01980、LIN28B mRNA表達顯著升高(P<0.001,圖1B)。
圖1 兩組血清LINC01980、LIN28B mRNA表達Fig.1 Expressions of serum LINC01980 and LIN28B mRNA in two groups
2.2 生物信息學網站預測LINC01980 結合蛋白 生物信息學網站(http://service.tartaglialab.com/page/catrapid_group)預測結果表明:LINC01980 RNA 與LIN28B 存在結合位點,且在1841-1990 處辨識度達88%,極有可能發(fā)生相互作用(表2)。
表2 生物信息學網站預測LINC01980結合蛋白Tab.2 Binding proteins of LINC01980 predicted by bioinformatics website
2.3 RNA 免 疫 共 沉 淀、RNA pull-down 檢 測LINC01980 與LIN28B 結合 RNA 免疫共沉淀實驗結果顯示,與IgG 相比,免疫沉淀復合物中LINC01980 含量顯著升高(P<0.001,圖2A),RNA pull-down 實驗結果顯示,LINC01980 正義鏈下拉的沉淀物中檢測出LIN28B 表達(圖2B)。提示LINC01980與LIN28B發(fā)生相互作用。
圖2 LINC01980、LIN28B結合驗證圖Fig.2 LINC01980 and LIN28B combination verification diagram
2.4 沉 默LINC01980 對Hela 細 胞LINC01980、LIN28B mRNA 表達的影響 與對照組比較,Lnc-NC組LINC01980、LIN28B mRNA 表達差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05),si-LINC01980 組 LINC01980、LIN28B mRNA表達顯著降低(P<0.05,圖3)。
圖3 Hela細胞LINC01980、LIN28B mRNA表達Fig.3 LINC01980 and LIN28B mRNA expressions in Hela cells
2.5 沉默LINC01980 對Hela 細胞生長的影響 與對照組比較,Lnc-NC 組細胞活力、細胞凋亡率、細胞周期G0/G1期、S 期、G2/M 期細胞百分比、CyclinD1、CDK4、caspase-3 蛋白表達差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05),si-LINC01980 組細胞活力、S 期、G2/M 期細胞百分比、CyclinD1、CDK4、LIN28B 蛋白表達顯著降低,細胞凋亡率、G0/G1期細胞百分比、caspase-3 蛋白表達顯著升高(P<0.001,圖4)。
圖4 沉默LINC01980表達對Hela細胞生長的影響Fig.4 Effect of silencing LINC01980 expression on Hela cell growth
2.6 過表達LIN28B逆轉了沉默LINC01980對宮頸癌細胞生長的抑制作用 與si-LINC01980 組比較,si-LINC01980+LIN28B NC 組Hela 細胞活力、細胞凋亡率、G0/G1期、S 期、G2/M 期細胞百分比、CyclinD1、CDK4、caspase-3 蛋白表達差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05),si-LINC01980+LIN28B 組細胞活力、S 期、G2/M 期細胞百分比、CyclinD1、CDK4、LIN28B蛋白表達顯著升高,細胞凋亡率、G0/G1期細胞百分比、caspase-3蛋白表達顯著降低(P<0.001,圖5)。
圖5 過表達LIN28B逆轉了沉默LINC01980對宮頸癌細胞生長的抑制作用Fig.5 Overexpression of LIN28B reversed inhibitory effect of silencing LINC01980 on growth of cervical cancer cells
宮頸癌是最常見的女性生殖道惡性腫瘤,同時也是女性第四大常見惡性腫瘤,其發(fā)生主要與高危型人乳頭狀瘤病毒(human papillomaviruses,HPV)持續(xù)感染有關[11]。手術和放化療等雖然有效降低了宮頸癌病死率,但晚期宮頸癌患者預后較差,宮頸癌仍是導致癌癥死亡的主要原因之一[12]。lncRNA是由200~300 個核苷酸組成的非編碼RNA,其異常表達與腫瘤細胞增殖、遷移、侵襲、凋亡和上皮-間質轉化有關,部分lncRNA 可作為惡性腫瘤診斷和預后的潛在靶標和生物標志物[13-14]。LINC01980 是 一種新發(fā)現的癌癥相關lncRNA,研究表明肝癌組織中LINC01980 表達顯著高于癌旁組織,LINC01980高表達的肝癌患者預后較差,且敲除LINC01980 能夠抑制肝癌細胞Huh7 和Hep3B 增殖,促進細胞凋亡[6]。微列陣分析表明,LINC01980 在食管鱗狀細胞癌組織中顯著上調,且與癌癥TNM 分期、組織浸潤和患者預后有關,體內外實驗均表明LINC01980能夠促進食管鱗狀細胞癌生長[8]。本研究生物信息學分析結果表明,LINC01980在宮頸癌中表達上調,臨床試驗顯示宮頸癌患者血清中LINC01980表達顯著高于健康對照組,提示在宮頸癌中LINC01980 表達異常。體外實驗結果顯示,沉默LINC01980 可抑制宮頸癌細胞Hela 活力,提高G0/G1期細胞百分比,促進細胞凋亡。CyclinD1是調節(jié)細胞周期的主要蛋白之一,與CDK4 形成復合物調控G1期細胞向S 期過 渡[15]。本 研 究Western blot 結 果 表 明,沉 默LINC01980 能夠抑制蛋白CyclinD1 和CDK4 表達,提示LINC01980可能通過調控細胞周期和凋亡參與宮頸癌Hela 細胞生長和增殖,具體機制有待進一步分析。
lncRNA 通過堿基互補和二級結構形成頸環(huán),能夠與DNA、RNA 和蛋白相互作用,在表觀遺傳、轉錄和轉錄后水平影響基因表達,進而參與染色質修飾、轉錄激活和抑制、核內運輸等過程[16-17]。lncRNA?;撬嵘险{基因1(taurine-upregulated gene 1,TUG1)通過靶向極光激酶A(aurora kinase A,AURKA)促進上皮性卵巢癌細胞SK-OV-3增殖和侵襲[18]。生物信息學數據庫分析表明,LINC01980 與LIN28B 存在相互作用。LIN28B 是一種高度保守的RNA 結合蛋白,在胚胎干細胞和發(fā)育組織中高表達,參與細胞發(fā)育、代謝重編程、腫瘤發(fā)生等多種生物學過程[19]。LIN28B 可通過直接結合mRNA 或阻斷miRNA 生物合成調節(jié)基因表達[20]。Let-7是一種腫瘤抑制因子,研究表明LIN28B 能夠通過與let-7 前體末端相結合阻斷Let-7 生物合成[21]。本研究表明,在Hela 細胞中沉默LINC01980 表達,LIN28B 表達降低,過表達LIN28B 可逆轉沉默LINC01980 對宮頸癌細胞生長的抑制作用,提示LINC01980 協(xié)同LIN28B 在Hela細胞增殖、凋亡中發(fā)揮作用。本研究證實LIN28B是LINC01980 的結合蛋白且存在相互作用,提示LINC01980 可結合LIN28B,抑制Hela 細胞增殖,促進細胞凋亡,但LINC01980與LIN28B蛋白的結合序列及具體作用機制尚不明確,是后續(xù)研究重點。
綜上,LINC01980 在宮頸癌中過表達,沉默LINC01980 能夠抑制宮頸癌Hela 細胞生長,可能與LINC01980 調控LIN28B 有關。但本研究僅通過生物學分析及體外細胞實驗探討了LINC01980可能通過調控LIN28B 影響宮頸癌Hela 細胞生長,需在體內進一步驗證,且LINC01980 是否通過其他途徑影響宮頸癌Hela細胞生長有待后續(xù)研究。