[摘要]目的 探討沉默Ras同源物家族成員C(RhoC)對(duì)唾液腺腺樣囊性癌(SACC)增殖、凋亡、侵襲、遷移和上皮一間充質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)的影響及其分子機(jī)制。方法 選擇2019年1月1日-2024年3月1日于青島市市立醫(yī)院手術(shù)切除的SACC病灶和正常唾液腺組織各27例,通過(guò)蛋白免疫印跡(Western blot)和免疫組織化學(xué)法檢測(cè)RhoC的表達(dá)水平。針對(duì)RhoC基因序列設(shè)計(jì)3條小干擾RNA(siRNA),轉(zhuǎn)染至SACC-LM和SACC-83細(xì)胞系中并評(píng)估轉(zhuǎn)染效率。通過(guò)Western blot比較RhoC、Rho相關(guān)卷曲螺旋蛋白激酶1(ROCKl)、p38絲裂原活化蛋白激酶(p38MAPK)、磷酸化p38MAPK(p-p38MAPK)、扭曲家族bHLH轉(zhuǎn)錄因子1(TWISTI)、E-鈣黏蛋白(Ecadherin)、N-鈣黏蛋白(N-cadherin)、波形蛋白(Vimentin)的蛋白表達(dá)水平。CCK-8實(shí)驗(yàn)、流式細(xì)胞術(shù)、Transwell侵襲實(shí)驗(yàn)、傷口愈合實(shí)驗(yàn)分別檢測(cè)各組細(xì)胞增殖、凋亡、侵襲和遷移能力的差異。生物信息學(xué)方法預(yù)測(cè)RhoC可能的上游微小RNA(miRNA)及其在SACC中的表達(dá)情況,雙熒光紊酶報(bào)告基因?qū)嶒?yàn)驗(yàn)證二者的結(jié)合位點(diǎn)。結(jié)果RhoC在SACC中的表達(dá)顯著上升(Plt;0.05)。沉默RhoC后,實(shí)驗(yàn)組ROCK1、p-p38MAPK、TWIST1、N-cadherin、Vimentin的表達(dá)顯著下降,E-cadherin的表達(dá)顯著上升(Plt;0.05);p38MAPK的表達(dá)無(wú)明顯差異(Pgt;05);細(xì)胞增殖、侵襲和遷移能力顯著下降,凋亡率顯著上升(Plt;0.05)。miR-138-5p在SACC中低表達(dá),miR-138-5p micmic可以顯著下調(diào)轉(zhuǎn)染RhoC野生型質(zhì)粒后293T細(xì)胞的熒光素酶活性(Plt;0.05)。結(jié)論RhoC在SACC中高表達(dá),沉默RhoC可能靶向下游ROCKl/p38MAPK/TWISTI信號(hào)通路從而抑制SACC的增殖、侵襲、遷移和EMT,同時(shí)促進(jìn)其凋亡。miR-138-5p在SACC中低表達(dá),是RhoC潛在的上游基因,二者可能存在結(jié)合位點(diǎn)。
[關(guān)鍵詞]唾液腺腺樣囊性癌;Ras同源物家族成員C;Rho相關(guān)卷曲螺旋蛋白激酶1;上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化;mR-138-5p
[中圖分類號(hào)]R782[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A[doi]10.7518/hxkq.2024.2024092
唾液腺腺樣囊性癌(salivary adenoid cystic carcinoma,SACC)是一種常見(jiàn)的上皮來(lái)源的惡性腫瘤,占唾液腺惡性腫瘤的10%,占頭頸部惡性腫瘤的1%。該腫瘤具備高度神經(jīng)浸潤(rùn)性、極易遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移等惡性標(biāo)志,發(fā)生遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移時(shí)10年總生存率可驟降52%。目前對(duì)于SACC的治療方法是以手術(shù)為主的綜合序列治療,但難以抑制腫瘤的擴(kuò)散和復(fù)發(fā)。因此,探究SACC進(jìn)展的分子機(jī)制并加以干預(yù)具有重要的臨床意義。
Ras同源物家族成員C(Ras homolog familymember C.RhoC)是一種常見(jiàn)的致癌基因,該基因編碼的RhoC蛋白屬于Rho GTP酶家族,可在三磷酸鳥(niǎo)苷(guanosine triphosphate,GTP)和二磷酸鳥(niǎo)苷(guanosine diphosphate,GDP)結(jié)合態(tài)之間切換,調(diào)節(jié)細(xì)胞骨架,影響肌動(dòng)蛋白和肌球蛋白活性,從而調(diào)控細(xì)胞運(yùn)動(dòng)、極性和分裂等多種功能。近年來(lái)多項(xiàng)研究證實(shí),RhoC既可影響Rho相關(guān)蛋白激酶(Rho-associated protein kinases,ROCK)和絲切蛋白(cofilin,CFL)等下游信號(hào)來(lái)促進(jìn)腫瘤的侵襲和遷移,同時(shí)又受到miR106b、miR-93等上游基因的調(diào)控。本課題組既往研究證實(shí)該家族成員RhoA可促進(jìn)SACC的惡性生物學(xué)行為,但有關(guān)RhoC對(duì)SACC影響的研究仍然較少。
本研究通過(guò)體外實(shí)驗(yàn)觀察RhoC在SACC中的表達(dá)情況,采用小干擾RNA(small interfering RNA,siRNA)將其沉默后觀察下游信號(hào)和SACC增殖、凋亡、侵襲、遷移及上皮,間充質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelial-mesenchymal transition,EMT)的改變,同時(shí)通過(guò)生物信息學(xué)方法預(yù)測(cè)RhoC可能的上游微小RNA(micro RNA,miRNA),以期為SACC的分子靶向治療提供新思路。
1材料和方法
1.1材料和試劑
1.1.1組織樣本
液氮凍存的SACC標(biāo)本及正常唾液腺組織各6例來(lái)自2024年1月1日-3月1日于青島市市立醫(yī)院口腔頜面外科行手術(shù)切除的6名患者。其中5例來(lái)自腮腺,1例來(lái)自腭腺?;颊吣挲g為41~74歲,中位數(shù)為61歲;男4例,女2例。免疫組化所需SACC石蠟組織切片及正常唾液腺組織各21例,取自2019年1月1日-2024年3月1日于青島市市立醫(yī)院病理科明確診斷的21名SACC患者。其中14例來(lái)自腮腺,4例來(lái)自腭腺,3例來(lái)自舌下腺?;颊吣挲g為41~81歲,中位數(shù)為66歲;男12例,女9例。納入標(biāo)準(zhǔn):1)手術(shù)切除原發(fā)灶;2)術(shù)前未經(jīng)放化療;3)腫瘤組織經(jīng)組織病理學(xué)診斷為SACC;4)正常唾液腺組織經(jīng)組織病理學(xué)檢查未見(jiàn)癌變。排除標(biāo)準(zhǔn):1)原發(fā)灶已行放化療或其他非手術(shù)治療;2)既往有惡性腫瘤病史或全身伴隨其他惡性腫瘤;3)嚴(yán)重糖尿病、腎衰竭或其他系統(tǒng)性疾病,全身情況差,無(wú)法耐受手術(shù)者;4)臨床及病理資料不完整者。本研究已得到青島市市立醫(yī)院倫理委員會(huì)審核批準(zhǔn)(批準(zhǔn)號(hào):2024-LW-023),所有患者均已知曉手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)與標(biāo)本用途,并簽署知情同意書。
1.1.2細(xì)胞系
人SACC-LM細(xì)胞系購(gòu)自武漢尚恩生物技術(shù)有限公司;人SACC-83細(xì)胞系購(gòu)自武漢普諾賽生命科技有限公司;人胚胎腎細(xì)胞293 (HEK293T)購(gòu)自美國(guó)模式培養(yǎng)物集存庫(kù)。
1.1.3其他材料
RPMI-1640培養(yǎng)基、青,鏈霉素、0.25%胰蛋白酶(Thermo Fisher公司,美國(guó));胎牛血清(BI公司,以色列);二甲基亞砜(dimethyl sulfoxide,DMSO)(Amersco公司,美國(guó));SteadyPure通用型RNA提取試劑盒、Evo M-MLV反轉(zhuǎn)錄預(yù)混型試劑盒、SYBR GreenPro Taq HS預(yù)混型實(shí)時(shí)定量聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(real-time quantitative polymerasechain reachon,RT-qPCR)試劑盒(湖南艾科瑞生物工程有限公司);siRNA-RhoC(上海吉瑪公司);引物磷酸甘油醛脫氫酶(glyceraldehyde phosphate dehydrogenase,GAPDH)、RhoC(上海生工生物工程有限公司);抗RhoC、抗Rho相關(guān)卷曲螺旋蛋白激酶1(Rho-associated coiled-coil containing protein kinase 1,ROCKl)、抗p38絲裂原活化蛋白激酶(p38 mitogen-activated protein kinase,p38-MAPK)、抗磷酸化p38MAPK (p-p38MAPK)、抗GAPDH (Cell Signaling Technology公司,美國(guó));抗扭曲家族bHLH轉(zhuǎn)錄因子1(twist family bHLHtranscription factor 1,TWISTl)、抗E-鈣黏蛋白(E-cadherin)、抗N-鈣黏蛋白(N-cadherin)、抗波形蛋白(Vimentin)、辣根過(guò)氧化物酶二抗(Ab-cam公司,英國(guó));CCK-8試劑盒(上海碧云天生物技術(shù)有限公司);流式細(xì)胞術(shù)試劑盒(武漢伊萊瑞特生物科技股份有限公司);TransweU小室(Conung公司,美國(guó))。
1.2實(shí)驗(yàn)方法
1.2.1SACC細(xì)胞培養(yǎng)
將SACC-LM和SACC-83細(xì)胞置于含10%胎牛血清和1%青-鏈霉素的4mL RPMI-1640培養(yǎng)基中,并于37℃、5%CO2的恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。細(xì)胞密度達(dá)80%-90%后,棄原培養(yǎng)液,PBS沖洗,加入2 mL胰酶消化3min后,加入等體積完全培養(yǎng)基終止消化,1000 r/min離心5min后,棄上清液,加入完全培養(yǎng)基重懸成單細(xì)胞懸液,最后以1:3比例傳代。
1.2.2RhoC在SACC中的表達(dá)測(cè)定
向分別盛放有6例SACC標(biāo)本和正常唾液腺組織的研缽中加入液氮并反復(fù)研磨直至均勻,粉末置于1.5 mL無(wú)菌EP管并于-80℃下保存,提取總蛋白后采用Western blot檢測(cè)RhoC在SACC標(biāo)本和正常唾液腺組織中的表達(dá)。采用一步法配膠,上樣量每孔5 uL,Marker 2.5 uL。120V電泳時(shí)間1h,400 mA轉(zhuǎn)膜時(shí)間30 min,TBST洗膜3次后5%脫脂牛奶封閉。加入一抗4℃孵育過(guò)夜,TBST洗膜3次,加入二抗室溫?fù)u床孵育1h。TBST洗膜3次后顯影,拍照并分析灰度值。以GADPH為內(nèi)參,RhoC抗體配制濃度為1:1 000,GAPDH抗體配制濃度為1:5 000。將免疫組化所需的SACC標(biāo)本和正常唾液腺組織各21例蠟塊于實(shí)驗(yàn)前一日進(jìn)行切片、烘片。實(shí)驗(yàn)當(dāng)日脫蠟后采用乙二胺四乙酸(ethylene diamine tetraacetic acid,EDTA)修復(fù)液修復(fù),過(guò)氧化物阻斷劑阻斷10 min,PBS清洗,5%山羊血清封閉15-20 min,加入RhoC-抗(配制濃度1: 400)于37℃恒溫箱處理1h,PBS清洗3次后加入PV-6000二抗避光處理20 min,加入DAB顯色液,蘇木素染色細(xì)胞核,脫水并封片。顯微鏡下統(tǒng)計(jì)著色率和著色強(qiáng)度,RhoC以細(xì)胞核和(或)細(xì)胞質(zhì)出現(xiàn)黃色或棕褐色為陽(yáng)性表達(dá)。統(tǒng)計(jì)著色率時(shí),0-5%記0分,6%-25%記1分,26%-50%記2分,51%-75%記3分,76%-100%記4分。統(tǒng)計(jì)著色強(qiáng)度時(shí),不著色記0分,淡黃色記1分,黃色記2分,棕褐色記3分。將著色率與著色深度得分相加,總和0-1分記為陰性(-),2-3分記為弱陽(yáng)性(+),4-5分記為陽(yáng)性(++),6-7分記為強(qiáng)陽(yáng)性(+++)。其中弱陽(yáng)性、陽(yáng)性和強(qiáng)陽(yáng)性均視為陽(yáng)性。
1.2.3轉(zhuǎn)染siRNA及效率測(cè)定
根據(jù)RhoC基因序列設(shè)計(jì)3條siRNA和1條陰性對(duì)照(表1)。嚴(yán)格按照說(shuō)明書進(jìn)行操作,于轉(zhuǎn)染實(shí)驗(yàn)前24 h將處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期且適量傳代的SACC細(xì)胞以密度為2x10個(gè)/孔接種于6孔板。待細(xì)胞生長(zhǎng)至60%~80%時(shí)開(kāi)始轉(zhuǎn)染。取1.5 mL無(wú)菌EP管2支,分別加入200 uL RPMI-1640無(wú)血清培養(yǎng)基,再分別加入GP-transfect-Mate轉(zhuǎn)染試劑和RNA oligo各7.5 uL,靜置5 min后,將GP-trans-fect-Mate培養(yǎng)基混合物滴加至RNA oligo培養(yǎng)基混合物中,再次靜置15-20 nun后,立刻轉(zhuǎn)染。6孔板每孔采用PBS沖洗后,加入上述轉(zhuǎn)染試劑混合物與1 585 uL RPMI-1640完全培養(yǎng)基,至反應(yīng)終體系為2 000LiL,RNA oligo終濃度為75 nmol·L-1。恒溫培養(yǎng)箱培養(yǎng)24 h后,RT-qPCR測(cè)RhoC的表達(dá)水平。使用SteadyPure通用型RNA提取試劑盒于各組細(xì)胞中提取總RNA,去除基因組DNA并以紫外分光光度儀檢測(cè)RNA純度及濃度后,采用EvOM-MLV反轉(zhuǎn)錄預(yù)混型試劑盒行逆轉(zhuǎn)錄,各組均取2 u互補(bǔ)DNA為模板,SYBR GreenPro Taq HS預(yù)混型qPCR試劑盒處理后行擴(kuò)增。每組設(shè)置3個(gè)孔,實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次。以GAPDH為內(nèi)參。RhoC上游引物序列為5’-AAGTTCCCTTTGCCCGTCTG-3’,下游引物序列為5’-ACAGTGGCAACTCAAGGGTC-3’;GAPDH上游引物序列為5’-TGAAATGTGCA-CGCACCAAG-3’,下游引物序列為5’-GGGAAG-CAGCATTCAGGTCT-3’。PCR程序設(shè)置:95℃預(yù)變性30 s,95℃變性5s,60℃退火30 s,共40個(gè)循環(huán)。反應(yīng)結(jié)束后,采用2-△△a法比較轉(zhuǎn)染后各組細(xì)胞中RhoC mRNA的表達(dá)差異。選擇沉默效率最高的組別作為實(shí)驗(yàn)組(siRNA-RhoC),同時(shí)設(shè)置陰性對(duì)照組和空白對(duì)照組,分別轉(zhuǎn)染siRNA-NC基因和只加入轉(zhuǎn)染試劑,進(jìn)行后續(xù)細(xì)胞學(xué)實(shí)驗(yàn)。
1.2.4Westemblot檢測(cè)RhoC下游信號(hào)通路及EMT相關(guān)蛋白的表達(dá)
各組細(xì)胞經(jīng)RIPA裂解液處理后提取總蛋白,使用BCA法測(cè)定蛋白濃度后測(cè)定RhoC下游RO-CKl/p38MAPK/TWISTl信號(hào)通路及EMT相關(guān)蛋白的相對(duì)表達(dá)量,方法同1.2.2。ROCKl、p38MA-PK、p-p38MAPK、TWISTl、E-cadherin、N-cad-herin、Vimentin抗體配制濃度為1:1 000;GAPDH為1:5 000。
1.2.5CCK-8實(shí)驗(yàn)檢測(cè)細(xì)胞增殖能力
沉默目的基因24h后,以1.5×10個(gè)/孔細(xì)胞密度將SACC-LM和SACC-83接種于96孔板,同時(shí)設(shè)置對(duì)照組僅加入培養(yǎng)液消除其對(duì)光密度(optical density,OD)值的影響。在避光環(huán)境下以10%CCK-8染色劑和90%RPMI-1640培養(yǎng)基配制反應(yīng)液。在接種0、24、48、72 h后分別加人上述孔板并于培養(yǎng)箱中培養(yǎng)2h。通過(guò)酶標(biāo)儀檢測(cè)波長(zhǎng)450 nm的OD值,每組設(shè)5個(gè)孔,實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次。
1.2.6流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)細(xì)胞凋亡率
沉默目的基因24 h后,加入胰酶消化,PBS沖洗后重懸并調(diào)整細(xì)胞密度為5X10個(gè)/mL。取1 mL細(xì)胞懸液,300 g離心5min,棄上清,加入500 uL稀釋的Annexin V Binding Buffer重懸細(xì)胞。細(xì)胞懸液中加入5 uL Annexin V-FITC Reagent和5 uL PI Reagent(50 ug/mL)。渦旋混勻后,室溫避光孵育15~20 min,立即上機(jī)檢測(cè),實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次。
1.2.7Transwell實(shí)驗(yàn)檢測(cè)細(xì)胞侵襲能力
將基質(zhì)膠置于4℃冰箱中過(guò)夜解凍并與預(yù)冷的RPMI-1640基礎(chǔ)培養(yǎng)基以1:8比例配制。取60 uL基質(zhì)膠垂直均勻加入上室,避免產(chǎn)生氣泡和貼壁,培養(yǎng)箱中孵育3h后聚合成膜,棄上室余液。上下室每孔加入500 uL RPMI-1640基礎(chǔ)培養(yǎng)基后,培養(yǎng)2h使膜水化。轉(zhuǎn)染后24 h取各組細(xì)胞,以RPMI-1640無(wú)血清培養(yǎng)基調(diào)整細(xì)胞密度為2.5x10個(gè)/mL,下室加入600 uL含20%胎牛血清的RPMI-1640培養(yǎng)基,上室加入200 uL上述細(xì)胞懸液并培養(yǎng)48h。棄上下室液體,PBS沖洗,4%多聚甲醛固定15 min,0.1%結(jié)晶紫染色15 min,PBS沖洗,棉棒輕擦上室。隨機(jī)選取5個(gè)區(qū)域顯微鏡下拍照,計(jì)算穿膜細(xì)胞數(shù)量,實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次。
1.2.8傷口愈合實(shí)驗(yàn)檢測(cè)細(xì)胞遷移能力
沉默目的基因24h后,將SACC-LM及SACC-83細(xì)胞以5x10個(gè)/孔接種于6孔板,待細(xì)胞密度達(dá)80%~90%時(shí),用同一支1 000 uL移液槍頭垂直孔板底部按直線劃痕。PBS沖凈劃下細(xì)胞,每孔加入2 mL RPMI-1640基礎(chǔ)培養(yǎng)基,以消除細(xì)胞增殖對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響。而后分別于培養(yǎng)后0、24、48h在倒置顯微鏡下觀察各組細(xì)胞遷移情況,每組取上、中、下3個(gè)視野,實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次。使用Image J軟件進(jìn)行測(cè)量并記錄各組細(xì)胞的相對(duì)愈合率。計(jì)算公式:相對(duì)愈合率=(Oh劃痕寬度-24h或48 h劃痕寬度)/0 h劃痕寬度。
1.2.9生物信息學(xué)預(yù)測(cè)SACC中RhoC的上游mi-RNA
從美國(guó)國(guó)立生物技術(shù)信息中心(National Center for Biotechnology Information,NCBI)中GEO(Gene Expression Omnibus)(https://www.ncbi.nlmnih.gov/geo/)數(shù)據(jù)庫(kù)下載包含SACC患者miRNA表達(dá)數(shù)據(jù)的GSE59700和GSE117275數(shù)據(jù)集。使用RNA相互作用數(shù)據(jù)庫(kù)(Encyclopedia ofRNAinteractomes,ENCORI,Starbase) (https://rnasysu.com/encori/),miRNA靶向預(yù)測(cè)綜合分析網(wǎng)站(miRmap) (https://mirmap.ezlab.org)查詢與RhoC可能存在靶向關(guān)系的miRNA,與上述數(shù)據(jù)庫(kù)取交集并繪制韋恩(Venn)圖。選擇差異明顯(llogFCIgt;1,Plt;0.05)且miRmap score較高者繪制火山圖。使用ENCORI預(yù)測(cè)RhoC與上游miRNA的結(jié)合位點(diǎn)。
1.2.10雙熒光索酶報(bào)告基因?qū)嶒?yàn)驗(yàn)證RhoC與上游miRNA的結(jié)合位點(diǎn)
針對(duì)ENCORI預(yù)測(cè)的結(jié)合位點(diǎn)設(shè)計(jì)報(bào)告基因質(zhì)粒。將293T細(xì)胞以1X10個(gè)/孔接種于24孔板,每組設(shè)置3個(gè)孔,實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次。實(shí)驗(yàn)分4組:1)RhoC野生型報(bào)告基因質(zhì)粒+m1R-138-5p mimic;2)RhoC野生型報(bào)告基因質(zhì)粒+miR-138-5p mimic對(duì)照;3)RhoC突變型報(bào)告基因質(zhì)粒+miR-138-5pmimlc;4)RhoC突變型報(bào)告基因質(zhì)粒+miR-138-5p mimic對(duì)照。各組細(xì)胞分別于無(wú)血清RPMI-1640中共轉(zhuǎn)染,轉(zhuǎn)染6h后更換完全培養(yǎng)基。轉(zhuǎn)染48h后,棄液,PBS沖洗。每孔加入100 uL Passive Lysis Buffer裂解液處理15 min。裂解液收集至1.5 mLEP管中,12 000 r-min-l離心1 min,上清液收集至新EP管中。不透光96孔板中加入100 uL LARⅡ,再加入20 uL裂解上清液,混勻后測(cè)量Firefly luciferase值為報(bào)告基因發(fā)光值。加入100 uL Stop&Glo Reagent,混勻后測(cè)定記錄Renilla luciferase值為內(nèi)參。
1.3統(tǒng)計(jì)學(xué)分析
使用SPSS 18.0及GraphPad Prism 8.0分析各組結(jié)果。K-S檢驗(yàn)(Kolmogorov-Smirnov test)對(duì)正態(tài)性進(jìn)行評(píng)估,同時(shí)使用萊文檢驗(yàn)(Levene test)檢驗(yàn)方差齊性。計(jì)量資料符合正態(tài)分布者用均數(shù)士標(biāo)準(zhǔn)差表示,采用方差分析(ANOVA)進(jìn)行多組間比較;方差齊者選擇LSD-t檢驗(yàn)行進(jìn)一步的兩兩比較,方差不齊者則選用Games-Howell法。符合偏態(tài)分布者用M(P25,P75)表示,選擇Kruskal-WallisH檢驗(yàn)進(jìn)行多組間比較,進(jìn)一步比較選擇用Bonferroni校正的Mann-Whitney U檢驗(yàn)。以Plt;0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2結(jié)果
2.1RhoC在SACC中的表達(dá)
Westem blot結(jié)果顯示:RhoC在6例SACC中的蛋白相對(duì)表達(dá)量顯著高于6例正常唾液腺組織,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(Plt;0.05,圖1)。免疫組化結(jié)果顯示:RhoC主要表達(dá)在細(xì)胞漿,在SACC中的陽(yáng)性表達(dá)率為66.67% (14/21),顯著高于正常唾液腺組織的28.57% (6/21),差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(Plt;0.05,圖2)。由此說(shuō)明,RhoC在SACC中過(guò)表達(dá)。
2.2siRNA的轉(zhuǎn)染效率
qRT-PCR結(jié)果顯示:在SACC-LM與SACC-83兩種細(xì)胞系中,與空白對(duì)照組和陰性對(duì)照組相比,轉(zhuǎn)染后siRNA-RhoC 1#組、siRNA-RhoC 2#組和siRNA-RhoC 3#組RhoC mRNA相對(duì)表達(dá)量均顯著降低,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(Plt;0.05,圖3)。同時(shí)空白對(duì)照組和陰性對(duì)照組相比差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(Pgt;0.05,圖3),由此說(shuō)明轉(zhuǎn)染成功。其中siR-NA-RhoC 3#組轉(zhuǎn)染效率最高,選擇為實(shí)驗(yàn)組進(jìn)行后續(xù)研究。
2.3RhoC下游信號(hào)通路相關(guān)蛋白的表達(dá)
Westem blot結(jié)果顯示:在SACC-LM與SACC,83兩種細(xì)胞系中,與空白對(duì)照組和陰性對(duì)照組相比,轉(zhuǎn)染后RhoC、ROCK1、p-p38MAPK、TWIS-Tl的蛋白相對(duì)表達(dá)量顯著下降,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(Plt;0.05,圖4);p38MAPK的蛋白相對(duì)表達(dá)量差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(Pgt;0.05,圖4)。同時(shí)空白對(duì)照組和陰性對(duì)照組相比差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(Pgt;0.05,圖4)。由此說(shuō)明,沉默RhoC可能抑制其下游ROCKl/p38MAPIOTWISTI信號(hào)通路而對(duì)SACC惡性行為產(chǎn)生影響。
2.4EMT相關(guān)蛋白的表達(dá)
Westem blot結(jié)果顯示:在SACC-LM與SACC83兩種細(xì)胞系中,與空白對(duì)照組和陰性對(duì)照組相比,轉(zhuǎn)染后N-cadherin、Vimentin的蛋白相對(duì)表達(dá)量顯著下降,E-cadherin的蛋白相對(duì)表達(dá)量顯著上升,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均Plt;0.05,圖5)。同時(shí)空白對(duì)照維和陰性對(duì)照組相比差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(Pgt;0.05,圖5)。由此說(shuō)明,沉默RhoC可顯著抑制SACC的EMT水平。
2.5沉默RhoC對(duì)SACC增殖的影響
CCK-8實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示:在SACC-LM和SACC-83中,接種Oh后,實(shí)驗(yàn)組的OD值與空白對(duì)照組和陰性對(duì)照組的OD值相比差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(Pgt;0.05);接種24、48、72 h后,實(shí)驗(yàn)組的OD值均顯著低于空白對(duì)照組和陰性對(duì)照組,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(Plt;0.05,表2)。同時(shí)空白對(duì)照組和陰性對(duì)照組相比差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(Pgt;0.05,表2)。由此說(shuō)明,沉默RhoC可顯著抑制SACC的增殖能力。
2.6沉默RhoC對(duì)SACC凋亡的影響
Annexin FITC/PI染色結(jié)果顯示:在SACCLM中,轉(zhuǎn)染后實(shí)驗(yàn)組的細(xì)胞凋亡率(11.30%±0.87%)顯著高于空白對(duì)照組(4.40%±0.21%)和陰性對(duì)照組(5.22%±0.82%),差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(Plt;0.05,圖6);在SACC-83中,轉(zhuǎn)染后實(shí)驗(yàn)組的細(xì)胞凋亡率(11.45%±0.78%)顯著高于空白對(duì)照組(5.25%±1.01%)和陰性對(duì)照組(5.43%±0.88%),差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(Plt;0.05,圖6)。同時(shí)空白對(duì)照組和陰性對(duì)照組相比差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(Pgt;0.05,圖6)。由此說(shuō)明,沉默RhoC可顯著促進(jìn)SACC的凋亡。
2.7沉默RhoC對(duì)SACC侵襲的影響
Transwell實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示:在SACC-LM中,轉(zhuǎn)染后實(shí)驗(yàn)組的穿膜細(xì)胞數(shù)量(348.73±39.00)顯著低于空白對(duì)照組(797.07±36.58)和陰性對(duì)照組(766.67±49.89),差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(Plt;0.05,圖7);在SACC-83中,轉(zhuǎn)染后實(shí)驗(yàn)組的穿膜細(xì)胞數(shù)量(266.60±43.32)顯著低于空白對(duì)照組(512.20±45.37)和陰性對(duì)照組(524.40±38.08),差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(Plt;0.05,圖7)。同時(shí)空白對(duì)照組和陰性對(duì)照組相比差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(Pgt;0.05,圖7)。由此說(shuō)明,沉默RhoC可顯著抑制SACC的侵襲能力。
2.8沉默RhoC對(duì)SACC遷移的影響
傷口愈合實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示:在SACC-LM中,處理后24 h實(shí)驗(yàn)組的相對(duì)愈合率(19.38%±7.15%),顯著低于空白對(duì)照組(39.55%±3.75%)和陰性對(duì)照組(43.08%±3.42%),差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(Plt;0.05,圖8);處理后48 h實(shí)驗(yàn)組的相對(duì)愈合率(40.82%±5.14%)顯著低于空白對(duì)照組(77.06%±2.46%)和陰性對(duì)照組(77.05%±2.82%),差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(Plt;0.05,圖8)。在SACC-83中,處理后24 h實(shí)驗(yàn)組的相對(duì)愈合率(25.65%±1.99%)顯著低于空白對(duì)照組(34.82%±3.57%)和陰性對(duì)照組(36.28%±3.03%),差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(Plt;0.05,圖8);處理后48 h實(shí)驗(yàn)組的相對(duì)愈合率(49.69%±4.27%)顯著低予空白對(duì)照維(74.51%±2.89%)和陰性對(duì)照組(72.00%±2.44%),差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(Plt;0.05,圖8)。同時(shí)空白對(duì)照組和陰性對(duì)照組相比差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(Pgt;0.05,圖8)。由此說(shuō)明,沉默RhoC可顯著抑制SACC的遷移能力。
2.9RhoC與上游靶點(diǎn)miR-138-5p存在結(jié)合位點(diǎn)
ENCORI、miRmap、GSE59700和GSE117275數(shù)據(jù)分析結(jié)果顯示,miR-17、miR-31、miR-93、miR-138-5p、miR-9、miR-150、miR-106b、miR-331、miR-486和miR-455共10種miRNA可能與RhoC存在結(jié)合位點(diǎn)(圖9)。其中miR-138-5p的可能性最強(qiáng)(miRmap score=88.51),且在SACC中表達(dá)顯著降低,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(logFC=-2.41,Plt;0.05,圖10)。ENCORI分析顯示RhoC與miR-138-5p可能存在結(jié)合位點(diǎn)(圖11)。雙熒光素酶報(bào)告基因?qū)嶒?yàn)結(jié)果顯示:miR-138-5p mimic可以顯著下調(diào)轉(zhuǎn)染RhoC野生型質(zhì)粒的293T細(xì)胞的熒光素酶活性,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(Plt;0.05),而對(duì)轉(zhuǎn)染RhoC突變型質(zhì)粒的293T細(xì)胞的熒光素酶活性沒(méi)有影響(Pgt;b0.05),且miR-138-5p mimic對(duì)照對(duì)轉(zhuǎn)染RhoC野生型及突變型質(zhì)粒的293T細(xì)胞的熒光素酶活性均無(wú)影響(Pgt;0.05)。由此說(shuō)明,miR-138-5p可靶向結(jié)合RhoC,可能成為后者的調(diào)控靶點(diǎn)(圖12)。
3討論
SACC是一種兼具嗜神經(jīng)生長(zhǎng)、極易復(fù)發(fā)和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移等惡性生物學(xué)行為的唾液腺上皮腫瘤,手術(shù)、放化療等療法對(duì)治療其效果不佳,且國(guó)際上關(guān)于復(fù)發(fā)性或轉(zhuǎn)移性SACC尚無(wú)獲批的靶向藥物,上述多種原因?qū)е耂ACC死亡率高、預(yù)后較差。因此,研究SACC的病因及其分子機(jī)制,積極探索高特異性治療靶點(diǎn),對(duì)于提高其臨床診療水平具有關(guān)鍵意義。
Rho家族屬于RAS超家族,該家族成員由20個(gè)小信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)G蛋白組成,與癌癥的惡性進(jìn)展密切相關(guān)。Rho家族蛋白具有結(jié)合GDP和GTP的特性,定位于細(xì)胞膜時(shí)可被鳥(niǎo)嘌呤核苷酸交換因子(guanine nucleotide exchange factors,GEF)激活為GTP結(jié)合態(tài),隨后充當(dāng)“分子開(kāi)關(guān)”激活下游效應(yīng)蛋白如p21活化激酶(p21-activated kinases,PAK)和ROCK,影響細(xì)胞生長(zhǎng)、遷移和外滲,進(jìn)而調(diào)控惡性腫瘤的增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移。作為Rho家族中最常見(jiàn)的一種異構(gòu)體,RhoC已被證實(shí)在胰腺癌、肝癌、乳腺癌等惡性腫瘤中過(guò)表達(dá),并促進(jìn)其發(fā)生發(fā)展州。而在本研究中,RhoC在SA-cc中同樣高表達(dá),提示該基因可能促進(jìn)SACC的惡性生物學(xué)行為。
ROCK1是一種屬于AGC超家族的絲氨酸,蘇氨酸蛋白激酶,也是作用于Rho家族蛋白下游的關(guān)鍵因子,在多種癌癥中表達(dá)顯著升高。該蛋白可通過(guò)Rho蛋白依賴性的方式被激活,誘導(dǎo)下游信號(hào)如肌球蛋白輕鏈(myosin light chain,MLC)和磷脂酰肌醇受體磷酸化,刺激Ca2+內(nèi)流,從而促進(jìn)細(xì)胞遷移;而抑制該蛋白可降低肌動(dòng)蛋白收縮性和調(diào)節(jié)其細(xì)胞骨架,使細(xì)胞形態(tài)變?yōu)殚L(zhǎng)而不規(guī)則的扁平態(tài),這種變化會(huì)抑制腫瘤細(xì)胞的集落形成并誘導(dǎo)其凋亡。本研究中,沉默RhoC后ROCK1的表達(dá)顯著下降,同時(shí)細(xì)胞增殖、遷移能力下降,凋亡率上升。說(shuō)明沉默RhoC可能通過(guò)抑制ROCK1的Rho依賴性激活,繼而對(duì)SACC的惡性行為起負(fù)向調(diào)控作用。
p38MAPK屬于絲裂原活化蛋白激酶(Mito-gen-activated protein kinases,MAPK)家族,與多種癌癥密切相關(guān)。該蛋白能將細(xì)胞外信號(hào)與細(xì)胞內(nèi)信號(hào)相聯(lián)系,從而調(diào)控細(xì)胞增殖、凋亡和分化等多種生物過(guò)程。p38MAPK的激活由激酶級(jí)聯(lián)介導(dǎo),即MAP3K激活MAPK2K,后者又激活p38,MAPK,p38MAPK上具有能結(jié)合特定底物的激活基序,能與多種底物如脂質(zhì)運(yùn)載蛋白2(Li-poca-lin 2,LCN2)上的特異性對(duì)接結(jié)構(gòu)域結(jié)合,影響癌細(xì)胞的形成、侵襲和轉(zhuǎn)移等多種惡性行為。有研究表明,Rho家族蛋白中細(xì)胞分裂周期蛋白42(cell division cycle 42,Cdc42)可與絲裂原活化蛋白激酶激酶1(mitogen-activated protein kinase klnase 1,MEKl)結(jié)合,MEK1可作為MAP3K的上游激活物達(dá)到激活p38MAPK的目的。在本研究中,沉默RhoC后ROCK1與p38MAPK的表達(dá)同時(shí)下降,提示RhoC的低表達(dá)可能抑制ROCK-1級(jí)聯(lián)介導(dǎo)的p38MAPK激活,繼而起到抑制SA-cc的作用。
TWIST1是堿性螺旋-環(huán)-螺旋轉(zhuǎn)錄因子家族的成員,該家族蛋白擁有一段堿性氨基酸的E-box結(jié)合域,在上皮細(xì)胞的間充質(zhì)轉(zhuǎn)化中發(fā)揮重要作用,通過(guò)體內(nèi)外研究證明敲除TWIST1可顯著抑制乳腺癌的惡性行為。在腫瘤形成過(guò)程中,凋亡主要由ARF/p53信號(hào)通路觸發(fā),而TWIST1不僅與p53啟動(dòng)子的有效反式激活劑HOXA5發(fā)生相互作用并抑制其活性,還能抑制ADP核糖基化因子(ADP-ribosylation factors,ARF)的表達(dá)及穩(wěn)定性從而阻止其翻譯后修飾,繼而抑制細(xì)胞凋亡㈣。EMT是指極化、不易運(yùn)動(dòng)的上皮細(xì)胞經(jīng)一系列復(fù)雜生化過(guò)程,如細(xì)胞骨架重組,轉(zhuǎn)變?yōu)榉菢O化、易運(yùn)動(dòng)的間充質(zhì)細(xì)胞,同時(shí)獲得高侵襲性和抗凋亡能力的過(guò)程。TWIST1已被證實(shí)可誘導(dǎo)E-cad-herin下調(diào),并增加間質(zhì)標(biāo)記物如Vimentin和N-cadherin的表達(dá),其主要機(jī)制是通過(guò)與E-cad-herin啟動(dòng)子中的多個(gè)E-box結(jié)合域結(jié)合從而抑制其轉(zhuǎn)錄。本研究中,沉默RhoC后p-p38-MAPK、TWIST1、N-cadherin和Vimentin的表達(dá)均下降,E-cadhenn的表達(dá)顯著上升,同時(shí)SACC侵襲能力減弱,凋亡率上升。由此推測(cè),沉默R-hoC可能會(huì)阻止p38MAPK與底物TWIST1上特異性對(duì)接結(jié)構(gòu)域的結(jié)合,減弱后者對(duì)ARF/p53等下游通路的抑制作用以及與EMT相關(guān)蛋白上E-box結(jié)合域的結(jié)合能力,最終促進(jìn)SACC的凋亡,抑制其侵襲和EMT。
近年來(lái),隨著競(jìng)爭(zhēng)性內(nèi)源RNA假說(shuō)的提出和大量實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,學(xué)者們愈發(fā)重視IncRNA-miRNA-mRNA三者互作在癌癥中的重要調(diào)控作用,該理論認(rèn)為miRNA可以與多個(gè)靶基因的mRNA上3'UTR區(qū)域結(jié)合并將其沉默,抑制單個(gè)miRNA可能導(dǎo)致多個(gè)致癌基因的表達(dá)下調(diào),從而發(fā)揮顯著的抗癌作用。由于SACC的罕見(jiàn)性,國(guó)內(nèi)對(duì)其miRNA-mRNA互作的研究甚少。本研究在觀察RhoC及其下游信號(hào)對(duì)SACC的影響之外,利用生物信息學(xué)方法預(yù)測(cè)了RhoC的上游miRNA,以期為SACC的分子靶向治療提供新思路。
綜上所述,本研究利用siRNA沉默SACC-LM和SACC-83中的RhoC基因,觀察到其下游信號(hào)通路ROCKl/p38MAPK/TWISTl及EMT相關(guān)蛋白的表達(dá)顯著降低,SACC的惡性生物學(xué)行為顯著減弱。由此推測(cè),沉默RhoC后ROCK1的Rho依賴性激活減少,使得下游p38MAPK的激酶級(jí)聯(lián)激活受到抑制,p38MAPK無(wú)法與TWIST1的特異性對(duì)接結(jié)構(gòu)域結(jié)合,導(dǎo)致后者與細(xì)胞凋亡及EMT相關(guān)蛋白上E-box結(jié)合域的結(jié)合減弱,最終起到抑制SACC增殖、侵襲、遷移和EMT的作用。本研究在分析RhoC下游信號(hào)的同時(shí)預(yù)測(cè)其上游信號(hào),為其成為SACC靶向治療的重要位點(diǎn)提供了依據(jù),而有關(guān)RhoC在SACC中的具體作用機(jī)制仍待進(jìn)一步研究。
利益沖突聲明:作者聲明本文無(wú)利益沖突。