【摘要】目的 探索醛縮酶A(ALDOA)過表達(dá)和基因敲減對(duì)膀胱癌T24細(xì)胞生長(zhǎng)和侵襲的影響,為探討泌尿系統(tǒng)腫瘤發(fā)病機(jī)制提供理論依據(jù)。方法 通過慢病毒感染構(gòu)建穩(wěn)定表達(dá)的ALDOA過表達(dá)和基因敲減膀胱癌T24細(xì)胞重組細(xì)胞株,采用熒光定量PCR
(RT-PCR)法檢測(cè)重組細(xì)胞ALDOAmRNA的表達(dá)情況;采用CCK-8法、細(xì)胞劃痕實(shí)驗(yàn)、Transwell小室實(shí)驗(yàn)檢測(cè)重組T24細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲能力。結(jié)果 RT-PCR檢測(cè)結(jié)果顯示,過表達(dá)組重組T24細(xì)胞ALDOAmRNA的相對(duì)表達(dá)量較對(duì)照組更高,基因敲減組較對(duì)照組更低,證實(shí)膀胱癌T24細(xì)胞重組細(xì)胞株構(gòu)建成功;CCK-8法檢測(cè)重組細(xì)胞增殖結(jié)果顯示:在培養(yǎng)72、96 h時(shí),過表達(dá)組重組T24細(xì)胞生存率均較對(duì)照組更高;在培養(yǎng)96 h時(shí),基因敲減組T24細(xì)胞生存率較對(duì)照組更低;劃痕愈合實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示:在培養(yǎng)24 h時(shí),過表達(dá)組重組T24細(xì)胞劃痕愈合率較對(duì)照組更高;Transwell小室細(xì)胞實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示:在培養(yǎng)48 h時(shí),過表達(dá)組重組T24細(xì)胞遷移數(shù)較對(duì)照組更多,過表達(dá)組重組T24細(xì)胞侵襲數(shù)較對(duì)照組更多(均P<0.05);培養(yǎng)24 h時(shí),基因敲減組重組T24細(xì)胞劃痕愈合率較對(duì)照組更低;在培養(yǎng)48 h時(shí),基因敲減組重組T24細(xì)胞遷移數(shù)較對(duì)照組更少,但差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P>0.05)。結(jié)論 ALDOA過表達(dá)可促進(jìn)膀胱癌細(xì)胞增殖、遷移和侵襲,ALDOA基因敲減可減少膀胱癌T24細(xì)胞增殖、遷移和侵襲。
【關(guān)鍵詞】醛縮酶A ; 基因敲減 ; 基因過表達(dá) ; 膀胱癌T24細(xì)胞
【中圖分類號(hào)】R737.14 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2096-3718.2024.14.0029.04
DOI:10.3969/j.issn.2096-3718.2024.14.010
膀胱癌是泌尿系統(tǒng)常見的惡性腫瘤,其發(fā)病原因尚不明確,一般認(rèn)為與經(jīng)常接觸致癌物質(zhì)有關(guān),高復(fù)發(fā)率和早期轉(zhuǎn)移是造成膀胱癌病死率高的主要原因[1-2]。目前尚無有效治療方法,因此,尋找新的治療靶標(biāo)和策略顯得尤為迫切。有氧糖酵解是大多數(shù)腫瘤細(xì)胞主要的能量獲取方式,糖酵解過程多種催化酶在腫瘤組織中表達(dá)增加,并促進(jìn)腫瘤的發(fā)生發(fā)展[3]。醛縮酶A(ALDOA)是糖酵解過程中關(guān)鍵酶之一,可催化1, 6-二磷酸果糖裂解3磷酸甘油醛和磷酸二酰甘油。有研究顯示,ALDOA在多種腫瘤組織中高表達(dá),并促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的增殖、遷移及侵襲[4],且ALDOA在膀胱癌組織中高表達(dá),與患者腫瘤組織低分化和較差預(yù)后密切相關(guān)[5]。但有關(guān)ALDOA對(duì)膀胱癌細(xì)胞增殖和侵襲的影響尚不清楚?;诖?,本研究通過構(gòu)建ALDOA過表達(dá)和基因敲減膀胱癌T24重組細(xì)胞株,研究ALDOA差異性表達(dá)對(duì)膀胱癌細(xì)胞增殖、遷移、侵襲的影響,現(xiàn)報(bào)道如下。
1 材料與方法
1.1 實(shí)驗(yàn)細(xì)胞 膀胱癌細(xì)胞株T24(中國(guó)科學(xué)院上海生物所細(xì)胞庫)。
1.2 主要試劑與儀器 ALDOA過表達(dá)和shRNA干擾慢病毒顆粒(上海吉?jiǎng)P基因技術(shù)有限公司);胎牛血清(美國(guó)Gibco公司);CCK-8試劑盒、RIPA裂解液和反轉(zhuǎn)錄試劑盒(中國(guó)碧云天生物技術(shù)公司);Transwell小室和6孔板(美國(guó)Corning公司),Trizol RNA提取試劑(美國(guó)Invitrogen公司)。倒置顯微鏡(尼康公司,型號(hào):ECLIPSE Ts2);實(shí)時(shí)定量PCR擴(kuò)增儀(伯樂實(shí)驗(yàn)有限公司,型號(hào):CFX96 Deep Well);酶標(biāo)儀[賽默飛世爾(上海)儀器有限公司,型號(hào):Multiskan FC]。
1.3 研究方法
1.3.1 醛縮酶A過表達(dá)和shRNA病毒轉(zhuǎn)染人膀胱癌T24細(xì)胞株 T24細(xì)胞用含有10%胎牛血清的
RPMI-1640培養(yǎng)基置于37 ℃、5% CO2的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。感染前1 d取對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的細(xì)胞,將其鋪板到35 mm培養(yǎng)皿,使感染時(shí)細(xì)胞密度約達(dá)80%,24 h后加入病毒稀釋液:ALDOA過表達(dá)組加入pLV-ALDOA慢病毒的病毒稀釋液1.7 mL,病毒滴度為1×106 TU/mL,對(duì)照組加入空載質(zhì)粒的病毒稀釋液1.7 mL。 ALDOA基因敲減組加入含shRNA慢病毒的病毒稀釋液1.7 mL,病毒滴度為
1×106 TU/mL,對(duì)照組加入空載質(zhì)粒的病毒稀釋液1.7 mL。用病毒培養(yǎng)液替換原細(xì)胞培養(yǎng)基,放入細(xì)胞培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24 h。第2天換液,繼續(xù)培養(yǎng)24 h后,熒光顯微鏡觀察,估計(jì)慢病毒感染細(xì)胞的效率,同時(shí),將細(xì)胞擴(kuò)大培養(yǎng)后凍存。
1.3.2 實(shí)時(shí)定量PCR(RT-PCR)檢測(cè)重組ALDOAmRNA的表達(dá) 收集感染慢病毒的重組細(xì)胞,按照說明書提取細(xì)胞中總RNA,檢測(cè)濃度合格后反轉(zhuǎn)錄獲得cDNA,以cDNA為模板,按照以下條件進(jìn)行RT-PCR反應(yīng),目的基因引物:醛縮酶A-F:GTGGGCATCAAGGTAGACAAGGG;醛縮酶A-R:TGCTGGCAGATACTGGCATAACG。內(nèi)參引物:GAPDH-R:CAAGGGCATCCTGGGCTACACT;GAPDH-R:CTCTCTCTTCCTCTTGTGCTCTTGC。反應(yīng)體系:cDNA模板1 μL,上游引物0.8 μL,2SYGR 10 μL,加水補(bǔ)足20 μL,反應(yīng)條件:95 ℃預(yù)變性5 min,95 ℃ 15 s,60 ℃ 1 min,40個(gè)循環(huán)。溶解曲線:65 ℃到95 ℃,每
0.5 ℃保溫5 s。RT-PCR采用2-ΔΔCt法進(jìn)行定量分析并計(jì)算ALDOA mRNA相對(duì)表達(dá)量。均進(jìn)行3次獨(dú)立實(shí)驗(yàn)。
1.3.3 CCK-8法檢測(cè)重組細(xì)胞增殖 取對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的過表達(dá)和基因敲減重組T24細(xì)胞,胰酶消化,離心去上清,重懸后計(jì)數(shù),稀釋至細(xì)胞密度2×107個(gè)/L,加入96孔板中,每孔100 μL,另設(shè)置只加培養(yǎng)液的對(duì)照孔。設(shè)置測(cè)定時(shí)間點(diǎn)為0、24、48、72和96 h,完全培養(yǎng)基培養(yǎng)后,測(cè)定前24 h加入CCK-8試劑,每孔10 μL,混勻后置于培養(yǎng)箱24 h,酶標(biāo)儀測(cè)定波長(zhǎng)450 nm處各組的吸光度(OD)值,并計(jì)算細(xì)胞生存率。細(xì)胞生存率=(OD實(shí)驗(yàn)組-OD對(duì)照組)/(OD對(duì)照組-OD空白組)×100%。均進(jìn)行3次獨(dú)立實(shí)驗(yàn)。
1.3.4 劃痕愈合實(shí)驗(yàn)檢測(cè)重組細(xì)胞遷移 取對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的過表達(dá)和基因敲減重組T24細(xì)胞,將細(xì)胞以3×105個(gè)/孔的密度接種于六孔板中,細(xì)胞生長(zhǎng)融合至80%~90%時(shí),用10 μL槍頭垂直劃痕,PBS清洗劃下的細(xì)胞,重復(fù)2次,繼續(xù)在培養(yǎng)箱中孵育,分別在0、24 h用倒置顯微鏡觀察拍照,圖片用Image J軟件進(jìn)行處理,并計(jì)算劃痕愈合率,愈合率=(0 h劃痕寬度-24 h劃痕寬度)/0 h劃痕寬度×100%。均進(jìn)行3次獨(dú)立實(shí)驗(yàn)。
1.3.5 Transwell小室實(shí)驗(yàn)檢測(cè)重組細(xì)胞遷移和侵襲 取生長(zhǎng)良好的過表達(dá)和基因敲減重組T24細(xì)胞,加入無血清培養(yǎng)基24 h,取2×104個(gè)細(xì)胞與200 μL無血清培養(yǎng)基加入上室,用于檢測(cè)細(xì)胞遷移;取5×104個(gè)細(xì)胞與基質(zhì)膠用無血清培養(yǎng)基稀釋到1 mg/L,取200 μL加入上室,檢測(cè)細(xì)胞侵襲。在下室加入500 μL含20%胎牛血清的完全培養(yǎng)基,在37 ℃孵育48 h后,將小室上層未侵襲細(xì)胞除去,用4%多聚甲醛溶液固定15 min,后用0.1%結(jié)晶紫染色處理10 min,經(jīng)PBS洗滌并干燥后,顯微鏡下隨機(jī)取5個(gè)(×200)視野拍照,圖片用Image J軟件進(jìn)行處理;計(jì)算細(xì)胞數(shù)。均進(jìn)行3次獨(dú)立實(shí)驗(yàn)。
1.4 觀察指標(biāo) ⑴通過RT-PCR檢測(cè)觀察ALDOA過表達(dá)組及基因敲減組重組細(xì)胞mRNA的表達(dá)水平。⑵通過CCK-8法檢測(cè)ALDOA過表達(dá)組及基因敲減組重組細(xì)胞的生存率。⑶通過劃痕愈合實(shí)驗(yàn)檢測(cè)ALDOA過表達(dá)組及基因敲減組重組細(xì)胞劃痕愈合率,通過Transwell小室細(xì)胞實(shí)驗(yàn)檢測(cè)ALDOA過表達(dá)組及基因敲減組重組細(xì)胞遷移數(shù)和侵襲數(shù)。
1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 22.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件分析數(shù)據(jù),所有實(shí)驗(yàn)結(jié)果均重復(fù)3次取平均值,計(jì)量數(shù)據(jù)均以( x ±s)表示,組間比較采獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)。 P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2 結(jié)果
2.1 過表達(dá)和敲減重組細(xì)胞ALDOAmRNA的表達(dá)水平 RT-PCR檢測(cè)結(jié)果顯示,過表達(dá)組重組細(xì)胞ALDOAmRNA的相對(duì)表達(dá)量為[(187.75±9.19)%]高于對(duì)照組重組細(xì)胞ALDOAmRNA的相對(duì)表達(dá)量[(105.05±5.00)%],差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t值=10.725,
P<0.05),見圖1;基因敲減組重組細(xì)胞ALDOAmRNA的相對(duì)表達(dá)量為[(2.73±0.14)%]較對(duì)照組更低,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t值=13.812,P<0.05),見圖2。
2.2 ALDOA過表達(dá)和基因敲減重組細(xì)胞生存率檢測(cè)結(jié)果 培養(yǎng)72 h、96 h時(shí),過表達(dá)組重組細(xì)胞生存率為
[(119.37±5.97)%]、[(154.71±7.74)%],均高于對(duì)照組重組細(xì)胞生存率[(72.48±3.62)%]、[(94.52±4.73)%],差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t值=11.627、12.047,均P<0.05),見圖3;培養(yǎng)96 h時(shí),基因敲減組細(xì)胞生存率為[(67.38±3.37)%],低于對(duì)照組細(xì)胞生存率[(92.59±4.63)%],差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t值=5.738,P<0.05),見圖4。
2.3 ALDOA過表達(dá)和基因敲減對(duì)重組細(xì)胞遷移的影響 劃痕愈合實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,培養(yǎng)24 h時(shí),過表達(dá)組重組細(xì)胞劃痕愈合率為[(79.38±3.97)%]高于對(duì)照組重組細(xì)胞劃痕愈合率[(52.14±2.61)%],差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義
(t值=5.831,P<0.05);基因敲減組重組細(xì)胞劃痕愈合率為[(41.57±2.08)%]與對(duì)照組比較,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t值=3.627,P>0.05),見圖5。
2.4 ALDOA過表達(dá)和基因敲減重組細(xì)胞遷移和侵襲的影響 Transwell小室細(xì)胞實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,培養(yǎng)48 h時(shí),過表達(dá)組重組細(xì)胞遷移數(shù)為[(120.51±6.07)個(gè)]多于對(duì)照組重組細(xì)胞遷移數(shù)[(85.36±4.32)個(gè)],差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t值=8.325,P<0.05);基因敲減組重組細(xì)胞遷移數(shù)為[(75.72±3.85)個(gè)]與對(duì)照組比較,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t值=2.948,P>0.05),見圖6。在培養(yǎng)48 h時(shí),過表達(dá)組重組細(xì)胞侵襲數(shù)為[(105.83±5.32)個(gè)]多于對(duì)照組重組細(xì)胞侵襲數(shù)[(72.43±3.64)個(gè)],差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t值=5.927,P<0.05);基因敲減組重組細(xì)胞侵襲數(shù)為[(61.75±3.16)個(gè)]與對(duì)照組比較,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t值=3.529,P>0.05),見圖7。
3 討論
膀胱癌是泌尿系統(tǒng)最常見的惡性腫瘤之一,其發(fā)病原因包括內(nèi)在遺傳因素和外在的環(huán)境因素,為研究ALDOA對(duì)膀胱癌細(xì)胞增殖和侵襲能力的影響,本研究首先構(gòu)建了針對(duì)ALDOA的過表達(dá)和基因敲減(shRNA干擾)的慢病毒載體,并篩選出能夠穩(wěn)定表達(dá)的ALDOA過表達(dá)和基因敲減膀胱癌T24重組細(xì)胞株。本研究結(jié)果中,
RT-PCR檢測(cè)結(jié)果顯示,過表達(dá)組重組細(xì)胞ALDOAmRNA的相對(duì)表達(dá)量高于對(duì)照組,基因敲減組較對(duì)照組更低,提示ALDOA過表達(dá)和基因敲減膀胱癌T24重組細(xì)胞株構(gòu)建
成功。
本研究結(jié)果顯示,在培養(yǎng)72、96 h時(shí),過表達(dá)組重組細(xì)胞生存率均較對(duì)照組更高;在培養(yǎng)96 h時(shí),基因敲減組細(xì)胞生存率較對(duì)照組更低;這提示過表達(dá)ALDOA可促進(jìn)腫瘤生長(zhǎng),腫瘤細(xì)胞生存率更高,基因敲減ALDOA可延緩腫瘤生長(zhǎng),腫瘤細(xì)胞生存率更低,這與既往的研究[6]結(jié)果相近。過表達(dá)ALDOA可以促進(jìn)纖維肌動(dòng)蛋白組裝成微管,微管的增長(zhǎng)在細(xì)胞周期胞質(zhì)分裂過程中起到關(guān)鍵作用,隨著微管的增長(zhǎng),完成復(fù)制的染色體被牽拉分離進(jìn)入子細(xì)胞,進(jìn)而促進(jìn)細(xì)胞分裂增殖[7]。
本研究結(jié)果顯示,在培養(yǎng)24 h后,過表達(dá)組重組細(xì)胞劃痕愈合率較對(duì)照組更高;在培養(yǎng)48 h后,過表達(dá)組重組細(xì)胞遷移數(shù)較對(duì)照組更多,過表達(dá)組重組細(xì)胞侵襲數(shù)較對(duì)照組更多;在培養(yǎng)24 h后,基因敲減組重組細(xì)胞劃痕愈合率較對(duì)照組更低。這提示ALDOA過表達(dá)重組細(xì)胞侵襲和遷移能力明顯增強(qiáng),ALDOA在腫瘤細(xì)胞獲得轉(zhuǎn)移能力的過程中起重要作用,這與SAITO等[8]的研究結(jié)果相近。ALDOA過表達(dá)可以明顯降低腫瘤細(xì)胞上皮性標(biāo)志物N-cadherin的表達(dá),增加間質(zhì)性標(biāo)志物N-cadherin和vimetin的表達(dá),增加胞質(zhì)內(nèi)β-caterin 表達(dá)量,ALDOA可以促進(jìn)腫瘤細(xì)胞上皮 - 間質(zhì)轉(zhuǎn)化。上皮 - 間質(zhì)轉(zhuǎn)化是腫瘤細(xì)胞發(fā)生侵襲和轉(zhuǎn)移生長(zhǎng)的關(guān)鍵啟動(dòng)步驟之一[9];
Wnt/β-caterin信號(hào)通路是誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞發(fā)生上皮 - 間質(zhì)轉(zhuǎn)化的主要信號(hào)通路,β-caterin是該信號(hào)通路激活的關(guān)鍵信使分子[10]。有研究認(rèn)為ALDOA通過與胞質(zhì)中破壞復(fù)合物中GSK3結(jié)合,使β-caterin無法磷酸化而避免被泛素化降解,在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)積累并移至細(xì)胞核,激活相關(guān)基因轉(zhuǎn)錄,誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞發(fā)生上皮 - 間質(zhì)轉(zhuǎn)化,進(jìn)而促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移[11]。但在膀胱癌中ALDOA是否參與此過程尚不清楚,需進(jìn)一步研究證實(shí)。此外,ALDOA基因敲減重組細(xì)胞的增殖會(huì)受到顯著抑制,但對(duì)其侵襲和遷移無明顯影響,這為利用ALDOA抑劑靶向治療膀胱癌提供了
依據(jù)。
綜上,本研究成功構(gòu)建了穩(wěn)定過表達(dá)ALDOA和基因敲減膀胱癌T24重組細(xì)胞株,ALDOA過表達(dá)可顯著增強(qiáng)膀胱癌細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲能力,為膀胱癌的靶向治療提供了新的策略。
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1 基金項(xiàng)目:福建省自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(編號(hào):2020J01206)
作者簡(jiǎn)介:李建偉,博士研究生,主任醫(yī)師,研究方向:泌尿腫瘤發(fā)病機(jī)制。
現(xiàn)代醫(yī)學(xué)與健康研究電子雜志2024年14期