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人结肠癌细胞生长和转移的抑制作用

2020-11-04 16:43:29

〔摘要〕目的检测miR-144-5p在结肠癌中的表达,并研究其对结肠癌细胞生长和转移的抑制作用和机制。方法采用RT-qPCR技术检测结肠癌标本、癌旁组织及癌旁细胞中miR-144-5p的表达。使用噻唑蓝(MTT)检测细胞增殖,并使用Transwell分析评估细胞侵袭和迁移。结果miR-144-5p在结肠癌组织和细胞系中显著下调(P<0.01)。MTT检测发现,miR-144-5p可抑制细胞增殖。且miR-144-5p可以明显抑制小鼠荷瘤模型中结肠癌的生长。通过划痕实验发现,miR-144-5p可抑制肿瘤细胞迁移,且miR-144-5p还可以明显抑制结肠癌细胞在体外的侵袭。结论miR-144-5p可抑制结肠癌细胞的增殖和转移,并促进其凋亡,有望作为靶点用于结肠癌的临床治疗。

〔关键词〕结肠癌;微小RNA;Rab14;转移;增殖

结肠癌也称为大肠腺癌,是第五大致命癌症,2018年预计死亡551000例,占所有癌症死亡的5.8%〔1〕。在发展中国家,其发病率正在稳步上升。结肠癌0~74岁时,死于结肠癌的累积风险在男性中为0.66%,女性为0.44%〔1〕。尽管有许多治疗方法,如外科手术、外科手术结合化学疗法和放射疗法,但结肠癌的中位生存率仍然很差。微小RNA(miRNA)是一种内源性的小RNA分子,长度为18~25nt。miRNA与靶基因mRNA的3'端非转录区域结合后,可介导其降解或抑制其转录,因此起到调控基因功能的作用〔2〕。大量研究发现,miRNA参与了包括结肠癌在内的多种肿瘤的发生发展,靶向miRNA可作为治疗肿瘤的潜在手段〔3~6〕。本研究检测一种miRNA分子miR-144-5p在结肠癌中的表达,并研究其对结肠癌细胞生长、抗凋亡和转移的影响,旨在为结肠癌分子靶向治疗提供一种新的手段。

1材料和方法

1.1实验细胞人结肠癌细胞系SW480细胞购自ATCC公司,培养基为10%胎牛血清的DMEM完全培养基,培养于37℃含5%CO2的培养箱中,每3天传代1次。1.2主要试剂和仪器细胞培养基购自Gibco公司,胎牛血清购自BI公司,噻唑蓝(MTT)试剂购自碧云天科技有限公司,逆转录试剂盒和SYBRGreenPCR预混液购自莫纳公司。TRIzol购自Invitrogen公司。流式细胞仪购自美国Beckman公司。1.3MTT分析将转染了miRNA的SW480细胞接种在96孔板上,然后用15μlMTT(5mg/ml)处理4h。然后除去含有MTT溶液的培养基,再次添加150μl二甲基亚砜(DMSO)。然后使用550型酶标仪(Bio-Rad,PA,USA)测定490nm处的分光光度吸光度。每个测定重复3次。1.4凋亡测定转染后,通过离心收集细胞并用磷酸盐缓冲液(PBS)洗涤。每个样品都用FITC-An-nexinV和碘化丙啶(PI)双重染色。以1mg/ml最终浓度添加FITC-AnnexinV(BoehringerMannheim,德国Mannheim),然后添加10mg/mlPI。将混合物在黑暗中于室温下孵育15min,并使用FACScan流式细胞仪对1×104个细胞的荧光进行定量。每个测定重复3次。1.5RNA提取和RT-PCR使用Trizol试剂(In-vitrogen,Carlsbad,CA,USA)从细胞中提取总RNA。使用EasyScript第一链cDNA合成SuperMix(Trans-GenBiotech,北京,中国)合成cDNA,并将其用作定量实时聚合酶链反应(qRT-PCR)中的模板。使用TransStartTMSYBRGreenqPCRSupermix(TransGenBiotech)在7300PCR系统(ABI,卡尔斯巴德,美国)上进行PCR反应。miR-144-5p引物和内部参考U6购自广州日宝生物技术有限公司(中国广州)。使用2-ΔΔCt方法计算相对RNA水平。1.6菌落形成试验用菌落形成测定法测定细胞的克隆形成性。将细胞接种到3.5cm板中。处理后,将细胞在细胞培养基中培养。每3天更换一次新培养基。温育14d后,计数包含直径大于75μm的球体孔数量。实验进行3次。1.7细胞刮擦测试在用miRNA转染后,将SW480细胞处理的无血清培养基培养到6孔板中。当细胞生长至90%汇合时,沿标记线刮擦板表面;将细胞用PBS漂洗2次,并洗去浮细胞。然后将细胞添加到McCoy的5a培养基中,并置于37°C的5%CO2培养箱中,并在饱和湿度环境下进行培养。在倒置显微镜下分别在0h和24h对细胞照相。使用Imagetool软件计算愈合面积,愈合率=(初始划痕宽度-已存在的划痕宽度)/初始划痕宽度×100%。1.8统计学分析使用GraphPadPrism7.0软件进行方差分析及q检验。

2结果

2.1miR-144-5p在结肠癌组织中的表达肿瘤组织中miR-144-5p表达水平(0.31±0.17)明显低于正常组织(1.00±0.22,P<0.01)。在Ⅲ~Ⅳ期结肠癌组织中,miR-144-5p表达(0.22±0.10)明显低于Ⅰ期和Ⅱ期(0.54±0.20、0.43±0.14,P<0.01)。2.2miR-144-5p在体外抑制迁移和侵袭细胞刮擦试验结果表明,与用扰乱的miRNA转染的细胞相比,用miR-144-5p模拟物转染的SW480细胞的刮擦修复率更低,如图1。图1miR-144-5p抑制体外迁移(×200)2.3miR-144-5p抑制SW480细胞的增殖并促进其凋亡用miR-144-5p转染的SW480细胞活力(0.37±0.09)明显低于Scramble转染的SW480细胞(0.94±0.16,P<0.01)。miR-144-5p转染在体外显著增强了SW480细胞的自发凋亡,miR-144-5p组细胞凋亡(17.2%)明显高于Scramble组(5.8%)及对照组(5.4%,P<0.01)。结果表明,miR-144-5p可以调节SW480细胞的增殖和凋亡。2.4miR-144-5p抑制SW480细胞中集落形成和肿瘤生长菌落形成试验表明,增强的miR-144-5p表达使菌落形成数目〔(58.4±6.9)个〕明显少于Scramble组〔(118.2±10.1)个〕和对照组〔(123.4±10.7)个,P<0.01〕。裸鼠成瘤实验结果表明,miR-144-5p的给药极大地抑制了SW480肿瘤异种移植的生长,miR-144-5p组肿瘤体积〔(692.7±96.3)mm3〕明显低于Scramble组〔(189.6±137.2)mm3〕和对照组〔(1134.2±148.4)mm3,P<0.01〕。

3讨论

最近研究表明,miR-144-5p可作为疾病中的有效生物标志物〔3~8〕。Satoh等〔3〕报道,与健康人相比,阿尔茨海默病患者血液样本中的miR-144-5p和其他26种miRNA的表达失调,这可能与神经元突触功能有关。与健康对照组相比,抑郁/焦虑症患者的血浆miR-144-5p水平显著降低,且与抑郁评分呈负相关〔4〕。在各种类型的肿瘤中也发现了异位miR-144-5p表达,包括甲状腺癌〔5〕、食道癌〔6〕、乳腺癌〔7〕和胃癌〔8〕。但在结肠癌中的表达仍然未知,研究发现结肠癌和结肠癌细胞系中miR-144-5p表达的水平显著下调,与具有较高miR-144-5p表达的患者相比,具有较低miR-144-5p的患者表现出较高的Ki67指数和较短的PFS,结果强烈表明miR-144-5p可作为预测结肠癌预后的有价值的生物标志物〔8〕。通过Dicer1对pre-miRNA进行加工会生成一个miRNA双链体,该双链体由引导链和过客链组成。通常,传代链miRNA没有调节活性。但传代链miR-144-3p的抑癌作用已有充分文献记载〔9~13〕,而对miR-144-5p(来自pre-miR-144的引导链)的功能的了解仍然很少。据报道,miR-144-5p抑制人单核细胞和巨噬细胞中针对结核分枝杆菌的抗微生物反应。Matsushita等〔14〕报道,miR-144-5p在膀胱癌中被下调,功能获得研究表明miR-144-5p抑制癌细胞的增殖。本文结果表明,miR-144-5p表达的恢复不仅在体内外都诱导了结肠癌细胞的增殖抑制、凋亡和生长停滞,而且还抑制了结肠癌细胞的迁移和侵袭能力。综上,miR-144-5p在体外和体內能有效抑制结肠癌细胞的生长,并在体外促进其自发凋亡。另外miR-144-5p还可以抑制肿瘤的迁移和侵袭。靶向miR-144-5p可能是预防结肠癌进展的有效策略。

作者:王鑫鹏 崔现 单位:赤峰市医院肛肠外科

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