miR-210通过NF-κB信号通路影响宫颈癌Hela细胞恶性生物学行为

作者:查重猫     发表时间:2021-06-30 04:40:42   浏览次数:28



  〔摘要〕目的探讨miR-210对宫颈癌(CC)Hela细胞生物学行为的影响及作用机制。方法采用qRT-PCR检测正常宫颈上皮细胞和Hela细胞中miR-210的表达水平。在Hela细胞中转染miR-210inhibitor或inhibitorControl,qRT-PCR检测转染效率,CCK-8增殖实验检测Hela细胞增殖能力,Transwell实验检测Hela细胞侵袭和迁移能力,流式细胞仪检测Hela细胞凋亡情况,Western印迹检测凋亡相关及核因子(NF)-κB信号通路相关蛋白表达水平。结果miR-210在Hela细胞中的表达水平显著高于正常宫颈上皮H8细胞(P<0.05)。转染miR-210inhibitor能够抑制Hela细胞中miR-210的表达水平(P<0.05)。敲减miR-210后Hela细胞OD值、侵袭和迁移细胞数均明显降低(P<0.05),凋亡率明显升高(P<0.05),B细胞淋巴瘤(Bcl)-2蛋白表达水平下调(P<0.05),Bcl-2相关x蛋白(Bax)和酶切半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶(Caspase)-3蛋白表达水平上调(P<0.05),p-IκBα和p-NF-κB蛋白表达水平下调(P<0.05)。结论miR-210在CC细胞中呈高表达,敲减miR-210能够抑制Hela细胞增殖、侵袭和迁移能力,促进Hela细胞凋亡,该过程可能与抑制NF-κB信号通路的激活有关。

  〔关键词〕miR-210;NF-κB信号通路;宫颈癌Hela细胞;恶性生物学行为

  宫颈癌(CC)是世界上最常见的妇科恶性肿瘤之一,也是女性癌症相关死亡率的主要原因〔1〕。在过去几十年中,随着CC组织的病理检查的改善和早期诊断的应用,CC的发病率和死亡率显著降低,但晚期出现转移的宫颈癌患者5年生存率仅5%~15%〔2〕。目前,CC的主要治疗方法是手术、化疗和放疗,尽管目前人们在治疗和预防方面付出了巨大努力,但患者预后仍不能令人满意。因此,充分了解CC的发生和发展的机制,对识别和筛选CC早期诊断和临床治疗的分子标志物具有重要意义。微小RNA(miRNA)是一类内源性小的非编码RNA,长度18~22个核苷酸,其与相关靶mRNA的3'-UTR相互作用,通过直接和间接影响mRNA的转录过程来调节相关基因的表达。近年来,据报道miRNA在一些参与肿瘤发生的事件中起重要作用,如细胞存活、增殖、凋亡、侵袭和转移〔3,4〕。研究表明,miR-210在人类不同的肿瘤中发挥致癌的作用,如结肠直肠癌、乳腺癌和膀胱癌等〔5~7〕。据报道,miR-210能够促进前列腺癌细胞上皮间质转化和骨转移,该过程与核因子(NF)-κB信号通路密切相关〔8〕。然而,miR210在CC细胞恶性生物学行为中的作用仍然未知。本实验通过检测miR-210在CC细胞中的表达,探究其对Hela细胞恶性生物学行为的影响及可能的机制,以期为CC的早期诊断和靶向治疗提供一定的实验基础。

  1材料与方法

  1.1材料人正常宫颈上皮细胞H8和CC细胞Hela、caski、siha和c4-1均购自美国ATCC细胞库;胰蛋白酶和DMEM培养基均购自美国HyClone公司;胎牛血清购自美国Gibco公司;青霉素、链霉素购自北京鼎国昌盛生物技术有限公司;miR-210inhibitor及inhibitorControl购自广州市锐博生物科技有限公司;TRIzol试剂和Lipofectamine2000试剂购自美国Invitogen公司;逆转录试剂盒、荧光定量聚合酶链式反应(PCR)测定试剂盒和AnnexinⅤ-FITC/PI细胞凋亡测定试剂盒购自日本TaKaRa公司;噻唑蓝(MTT)试剂和二甲基亚砜均购自美国Sigma公司;Transwell小室购自美国Coring公司;细胞裂解液、二喹啉甲酸(BCA)蛋白浓度测定试剂盒、电化学发光(ECL)试剂购自碧云天生物科技研究所;B细胞淋巴瘤(Bcl)-2、Bcl-2相关x蛋白(Bax)和酶切半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶(Caspase)-3、IκBα、p-IκBα、NF-κB和p-NF-κB抗体购自美国CST公司;辣根过氧化物酶(HRP)标记的IgG购自北京中杉金桥生物技术有限公司。

  1.2细胞培养和转染人宫颈癌Hela细胞培养在含10%胎牛血清的RPMI1640培养基中,在培养基中分别加入终浓度为1×105U/L的青霉素和100mg/L的链霉素,将细胞放置在含5%CO2、相对湿度95%、37℃培养箱中培养,细胞贴壁生长密度达80%以上时,用0.25%的胰蛋白酶消化传代。将对数生长期的Hela细胞接种到6孔板中,每孔接种2×105个细胞,置培养箱常规培养,细胞达50%~60%融合时,根据Lipofectamine2000试剂说明书转染miR-210inhibitor或inhibitorControl,将细胞分为空白对照(Control)组、阴性对照(anti-NC)组和实验(anti-miR-210)组,各组Hela细胞置37℃培养箱继续培养。

  1.3qRT-PCR检测细胞中miR-210的表达水平分别收集处于对数生长期的H8、Hela、caski、siha、c4-1细胞和转染48h后各组Hela细胞,TRIzol法提取各细胞中总RNA,采用逆转录试剂盒合成cDNA。以cDNA为模板,使用荧光定量PCR试剂盒进行扩增,反应条件为:94℃3min,94℃15s,56℃20s,72℃10s,共40个循环。以U6为内参,采用相对定量2-△△Ct法计算miR-210相对表达水平。

  1.4CCK-8法检测Hela细胞增殖情况对数期的Hela细胞接种到96孔板中,细胞接种密度为5×103个/孔,待细胞贴壁生长后按照1.2进行转染,每组细胞设置3个复孔,在转染48h时,向每孔细胞中缓慢加入10μlCCK-8溶液,避免气泡产生,在37℃培养箱孵育4h,使用酶标仪测定波长为450nm处光密度值(OD值),实验重复3次。

  1.5Transwell实验检测细胞侵袭和迁移能力Hela细胞转染48h后,用不含血清的DMEM培养液饥饿处理16h,分别收集各组细胞,调整细胞密度为1×106个/ml,每个Transwell小室的上室(侵袭实验Transwell小室的上室预先用Matrigel胶包被,迁移实验Transwell小室的上室不以Matrigel胶包被)加入100μl细胞悬液,在下室加入500μl含10%胎牛血清的DMEM培养液,置37℃培养箱继续培养48h。取出Transwell小室,用90%乙醇固定20min,用0.1%结晶紫染色20min,用棉签擦去上室未穿膜的细胞,磷酸盐缓冲液(PBS)洗涤3次,风干,在显微镜低倍镜(×100)下随机选取5个视野进行观察,并记录细胞数,实验重复3次。

  1.6流式细胞仪检测细胞凋亡情况分别收集转染48h后各组Hela细胞,用预冷PBS洗涤细胞2次,离心收集约1×106个细胞,加入结合缓冲液100μl重悬细胞,向细胞悬液中加入FITC-AnnexinⅤ溶液5μl,轻轻混匀,孵育15min,再向细胞中加入PI染液5μl,混匀后避光反应15min,使用上流式细胞仪检测各组Hela细胞凋亡情况,实验重复3次。

  1.7Western印迹检测蛋白表达水平转染48h后收集各组Hela细胞,加入适量细胞裂解液,置冰上提取细胞总蛋白。BCA法测定蛋白样品浓度,取30μg蛋白样品行10%十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳,蛋白分离后电转至PVDF膜上,在含5%脱脂奶粉的封闭液中封阻1h,分别加入一抗4℃过夜杂交,Bcl-2一抗(1∶500),Bax一抗(1∶500),酶切Caspase-3一抗(1∶500),IκBα一抗(1∶500),p-IκBα一抗(1∶500),NF-κB一抗(1∶500),p-NF-κB一抗(1∶500)。PBST洗涤3次(每次10min),加入HRP标记的二抗(1∶2000),室温杂交2h。PBST洗涤3次(每次10min),以ECL试剂显影,以β-actin标定,采用ImageJ软件分析条带灰度值。

  1.8统计学方法使用SPSS21.0软件进行单因素方差分析及SNK-q检验。

  相关期刊推荐:《癌症》杂志于1982年创刊,从事肿瘤防治研究的医、教、研工作者,肿瘤学边缘学科的学者,以及医学院校的硕士、博士研究生等。主要设有述评,快速报道,基础研究,临床研究,短篇论著,技术与方法,综述等栏目。

  2结果

  2.1miR-210在CC细胞中表达水平升高qRTPCR检测结果显示,Hela细胞(3.52±0.38)、caski细胞(2.44±0.25)、siha细胞(2.59±0.28)和c4-1细胞中miR-210的表达水平(1.94±0.20)显著高于正常宫颈上皮H8细胞(1.00±0.10,P<0.05)。在Hela细胞中的表达水平最高,后续采用Hela细胞开展功能实验。

  2.2miR-210inhibitor转染效率检测anti-miR210组Hela细胞中miR-210表达水平(0.31±0.03)明显低于Control组(1.00±0.11)和anti-NC组(1.00±0.09,P<0.05)。Control组和anti-NC组细胞中miR-210表达水平比较,差异无统计学意义(P>0.05)。

  2.3敲减miR-210抑制Hela细胞增殖、侵袭和迁移能力CCK-8实验结果显示,anti-miR-210组Hela细胞OD值明显低于Control组和anti-NC组(P<0.05)。Control组和anti-NC组细胞OD值比较,差异无统计学意义(P>0.05)。Transwell实验结果显示,anti-miR-210组侵袭和迁移细胞数明显低于Control组和anti-NC组(P<0.05)。Control组和anti-NC组侵袭和迁移细胞数相比,差异无统计学意义(P>0.05)。见图1和表1。

  2.4敲减miR-210促进Hela细胞凋亡流式细胞仪检测结果显示,anti-miR-210组Hela细胞凋亡率明显高于Control组和anti-NC组(P<0.05)。Control组和anti-NC组细胞凋亡率比较,差异无统计学意义(P>0.05)。Western印迹检测凋亡相关蛋白结果显示,anti-miR-210组Hela细胞中Bax和酶切Caspase-3蛋白表达水平明显高于Control组和antiNC组(P<0.05),Bcl-2蛋白表达水平明显低于Control组和anti-NC组(P<0.05)。Control组和anti-NC组细胞中Bcl-2、Bax和酶切Caspase-3蛋白表达水平比较,差异无统计学意义(P>0.05)。见图2,表2和图3。

  2.5敲减miR-210抑制NF-κB信号通路的激活Western印迹检测结果显示,anti-miR-210组Hela细胞中p-IκBα和p-NF-κB蛋白表达水平明显低于Control组和anti-NC组(P<0.05),IκBα和NF-κB蛋白表达水平无明显变化(P>0.05);Control组和anti-NC组细胞中IκBα、p-IκBα、NF-κB和p-NF-κB蛋白表达水平比较,差异无统计学意义(P>0.05)。见图4和表3。

  3讨论

  研究发现,miRNA表达异常不仅能够调控肿瘤细胞无限增殖还可影响细胞侵袭和转移〔9,10〕。因此,深入探究miRNA的生物学功能为恶性肿瘤的早期诊断和靶向治疗提供新的方向。以往研究显示,miR-210在人类多种肿瘤中呈高表达,作为致癌基因,miR-210能够靶向调控基因表达或信号通路的活化。如Liu等〔11〕研究发现,miR-210在骨肉瘤组织中的表达显著高于其配对正常组织,体外功能实验结果显示,miR-210可通过直接靶向成纤维细胞生长因子受体样(FGFRL)1促进骨肉瘤细胞迁移和侵袭。Luan等〔12〕研究显示,miR-210通过靶向Bcl2腺病毒E1B相互作用蛋白(BNIP)3保护肾上腺嗜铬细胞瘤PC-12细胞免受缺氧诱导的损伤,此外该过程涉及PI3K/AKT/mTOR信号通路。阳宁等〔13〕研究发现,miR-210在前列腺癌组织中表达水平显著高于癌旁组织,其可通过下调BNIP3的表达抑制前列腺癌PC-3细胞凋亡。并且miR-210的表达升高与肾癌、乳腺癌、多发性骨髓瘤等肿瘤淋巴结转移、TNM分期和预后不良有关〔14~16〕。目前研究发现,miR-210在宫颈癌组织中异常高表达,然而关于miR-210在宫颈癌中的功能及作用机制尚不清楚〔17〕。

  有研究指出,miR-210作为致癌基因可通过上调Bax、Caspase-3和Caspase-9蛋白表达水平促进胶质瘤U87细胞的凋亡〔18〕。另一项研究表明,miR210可通过调控Bcl-2和Bax蛋白表达水平影响卵巢癌OVCAR3和SKOV3细胞凋亡〔19〕。本研究结果显示,敲减miR-210后细胞中Bax和酶切Caspase-3蛋白表达水平明显上调,Bcl-2蛋白表达水平明显下调,这与以往研究一致。提示敲减miR-210可能通过调控凋亡相关蛋白表达水平促进细胞凋亡。研究表明,NF-κB信号通路在人类多种类型的癌症中异常激活,这与肿瘤的进展和转移显著相关。例如,在CC中,NF-κB信号的异常激活与CC的预后不良密切相关;抑制NF-κB信号通路能够抑制CC细胞增殖、侵袭和迁移,并促进细胞凋亡〔20~22〕。在静息的细胞中,NF-κB和IκB结合形成复合体,以无活性形式存在于细胞质中,当细胞受外界刺激后,IκB发生磷酸化暴露NF-κB核定位位点,NF-κB转位至细胞核,进而调控相关基因转录及表达〔23〕。本研究结果提示过表达miR-210可能抑制NF-κB信号通路的激活。Zhang等〔24〕研究发现,miR-210通过靶向死亡受体(DR)6抑制NF-κB信号通路影响软骨细胞活力和细胞凋亡。结合Zhang等〔24〕和Ren等〔8〕研究提示miR-210可能通过调控NF-κB信号通路发挥作用。本研究结果表明miR-210可能通过调控NF-κB信号通路影响CCHela细胞增殖、凋亡、侵袭和迁移。

  总之,本研究结果表明miR-210在CC细胞中呈高表达,敲减CCHela细胞中miR-210的表达能够通过抑制NF-κB信号通路的激活抑制细胞增殖、侵袭和迁移,诱导细胞凋亡。提示miR-210可能有望成为CC靶向治疗的新靶点。——论文作者:罗茹蓉张桂芸姚文香雒钰花吴梅仙

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