YY1基因?qū)82膀胱尿路上皮癌細(xì)胞增殖侵襲能力的影響

劉翔 耿和 吳宗林 施華娟 張濤

上海市普陀區(qū)人民醫(yī)院泌尿外科（上海 200060）

在世界范圍內(nèi)，膀胱尿路上皮癌在泌尿系統(tǒng)惡性腫瘤中發(fā)病率最高［1］，它具有復(fù)發(fā)率高、易向肌層侵潤(rùn)等特點(diǎn)［2］。近年來(lái)該病在我國(guó)的發(fā)病率有進(jìn)行性增高的趨勢(shì)［3］，故對(duì)該病增殖、侵襲機(jī)制的研究能帶來(lái)明顯的科研及社會(huì)價(jià)值。 轉(zhuǎn)錄因子YY1（Yin?Yang1）是鋅指類核轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子，通過(guò)結(jié)合不同的輔助因子，參與細(xì)胞周期的調(diào)控、腫瘤的形成等多種生物學(xué)進(jìn)程［4］。多項(xiàng)研究顯示YY1在包括膀胱癌在內(nèi)的多項(xiàng)惡性腫瘤中均有表達(dá)，并揭示YY1可能是導(dǎo)致正常細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)槟[瘤細(xì)胞，并且促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增殖、轉(zhuǎn)移的關(guān)鍵因子［5-6］。故我們?cè)O(shè)計(jì)本研究來(lái)觀察YY1在不同表達(dá)水平下對(duì)J82膀胱尿路上皮癌細(xì)胞的增殖、侵襲能力的影響，以探索YY1的表達(dá)水平與膀胱尿路上皮癌進(jìn)展的關(guān)系。

1 材料與方法

1.1主要材料和試劑本研究起止時(shí)間為2017年4月至2018年4月。J82人膀胱尿路上皮癌細(xì)胞購(gòu)自美國(guó)Sciencell公司。細(xì)胞培養(yǎng)液采用購(gòu)自美國(guó)Hyclone公司。轉(zhuǎn)染試劑盒購(gòu)自美國(guó)Invitrogen公司。兔抗人多克隆抗體YY1購(gòu)自美國(guó)ProteintechT公司。Transwell小室購(gòu)自美國(guó)Corning公司。酶標(biāo)儀購(gòu)自瑞士TECAN Nanoquant公司。靶向YY1序列的shRNA由上海齊合生物技術(shù)有限公司合成，依篩選出來(lái)的709、827、1186三個(gè)靶標(biāo)位點(diǎn)進(jìn)行制備。

1.2細(xì)胞培養(yǎng)和轉(zhuǎn)染將J82細(xì)胞在含10%FBS的MEM培養(yǎng)基中于37℃、5%CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，轉(zhuǎn)染前1天將J82細(xì)胞接種到（不含抗生素的培養(yǎng)基）6孔板中，每孔2 mL。等到細(xì)胞生長(zhǎng)到80%～90%融合度時(shí)，將細(xì)胞分為三組：（1）空白組未進(jìn)行轉(zhuǎn)染操作。（2）YY1增強(qiáng)表達(dá)組在Opti?MEM 250 μL中加入脂質(zhì)體核酸轉(zhuǎn)染試劑10 μL，在室溫下孵育5 min，加入Opti?MEM 250 μL和搭載YY1的pFLAG?CMV4載體4 μg，轉(zhuǎn)染后6 h后換成完全培養(yǎng)液，轉(zhuǎn)染完成48 h后收集蛋白。（3）YY1沉默組轉(zhuǎn)染時(shí)采用pLKO.1puro載體搭載的shRNA，轉(zhuǎn)染方法同YY1增強(qiáng)表達(dá)組。

1.3Western blotting檢測(cè)相關(guān)蛋白的表達(dá)分別將空白組、YY1增強(qiáng)表達(dá)組、YY1沉默組的細(xì)胞充分裂解后離心取上清液。配制凝膠置于電泳槽中，取各個(gè)處理組蛋白提取液，與緩沖液混合后煮沸、離心，加入孔中進(jìn)行電泳，將PVDF膜浸泡于轉(zhuǎn)移緩沖液中，修膠后制備轉(zhuǎn)膜“三明治”，將轉(zhuǎn)移盒放入電轉(zhuǎn)儀中進(jìn)行轉(zhuǎn)膜。封閉、洗膜后加入封閉液稀釋的YY1一抗和β?actin，孵育洗膜后加入辣根過(guò)氧化物酶（HRP）標(biāo)記的二抗。膜于化學(xué)發(fā)光檢測(cè)試劑中反應(yīng)后，在暗室中感光、顯影、定影。對(duì)膠片進(jìn)行掃描，比較各組灰度值。

1.4MTT實(shí)驗(yàn)檢測(cè)細(xì)胞增殖能力J82細(xì)胞在10%FBS的MEM培養(yǎng)基中于37℃、5%CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，經(jīng)0.25%胰酶消化，離心后用完全培養(yǎng)基重懸細(xì)胞并計(jì)數(shù)。將空白組、YY1增強(qiáng)表達(dá)組、YY1沉默組的轉(zhuǎn)染混合物加到96孔板的孔底，然后每孔接種8 000個(gè)J82細(xì)胞。置于37℃、5%CO2培養(yǎng)箱中分別培養(yǎng)24、48和72 h，然后在96孔板的每個(gè)孔中加入10 μL MTT，于37 ℃、5%CO2培養(yǎng)箱中孵育3 h后，棄去MTT和完全培養(yǎng)基，再加入100 μL DMSO，孵育后于酶標(biāo)儀中檢測(cè)各孔在490 nm處的吸光度，繪制細(xì)胞增殖曲線。

1.5Transwell實(shí)驗(yàn)檢測(cè)細(xì)胞侵襲能力在24孔板和上室transwell insert中加入無(wú)血清培養(yǎng)液MEM，在37℃的培養(yǎng)箱里平衡一個(gè)h以增強(qiáng)細(xì)胞的粘附作用。將空白組、YY1增強(qiáng)表達(dá)組、YY1沉默組的細(xì)胞按3×104個(gè)接種在insert的上室內(nèi)，6 h之后將上室培養(yǎng)基更換為無(wú)血清培養(yǎng)基，下室為完全培養(yǎng)基。Corning Polycarbonate Membrane Insert置于37℃、5%CO2的培養(yǎng)環(huán)境下培養(yǎng)，48 h后擦除未遷移跨膜的細(xì)胞，將小室置于干凈的24孔板中并加入0.6 mL 100%甲醇，室溫下固定10 min。固定完成后，在另外一個(gè)干凈的小孔中倒入一定量的0.1%的結(jié)晶紫進(jìn)行染色30 min，清洗殘余染料，取膜后置于顯微鏡下拍照計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)小室中央10個(gè)隨機(jī)視野內(nèi)穿透膜的細(xì)胞數(shù)取平均值。

1.6統(tǒng)計(jì)學(xué)方法應(yīng)用SPSS 20.0軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，實(shí)驗(yàn)結(jié)果以x±s表示，采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)和單因素ANOVA分析，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1YY1基因增強(qiáng)表達(dá)和沉默的效果對(duì)各組Western blotting蛋白印跡灰度值進(jìn)行分析，使用β?actin作為內(nèi)參，結(jié)果顯示空白組與YY1增強(qiáng)表達(dá)組對(duì)比時(shí)，YY1蛋白表達(dá)水平分別為（5.73±0.30）和（8.14± 0.37），增強(qiáng)組的YY1表達(dá)明顯升高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.001）。見圖1。對(duì)比709、827、1 186三個(gè)靶標(biāo)位點(diǎn)制備的shRNA沉默YY1的表達(dá)效果，以1 186位點(diǎn)合成的shRNA效果最佳，故后續(xù)數(shù)據(jù)分析及實(shí)驗(yàn)步驟均選取該位點(diǎn)shRNA轉(zhuǎn)染的J82細(xì)胞作為YY1沉默組?？瞻捉M和YY1沉默組對(duì)比時(shí)，YY1蛋白表達(dá)水平分別為（14.52±0.71）和（10.08±0.37），沉默組的YY1表達(dá)明顯降低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。見圖2。

圖1 增強(qiáng)表達(dá)后的J82細(xì)胞中YY1表達(dá)水平的改變Fig.1 Expression level of YY1 in J82 cells after enhanced expression

圖2 shRNA轉(zhuǎn)染后的J82細(xì)胞中YY1表達(dá)水平的改變Fig.2 Expression level of YY1 in J82 cells after shRNA transfection

2.2 MTT實(shí)驗(yàn)依酶標(biāo)儀檢測(cè)結(jié)果顯示，培養(yǎng)24 h后，YY1沉默組、空白組、YY1增強(qiáng)表達(dá)組在490nm處的吸光度分別為（0.105±0.014）、（0.106±0.009）和（0.142±0.009）。培養(yǎng)48 h后，三組吸光度分別為（0.124±0.009）、（0.153±0.010）和（0.246±0.013）。培養(yǎng)72 h后，三組吸光度分別為（0.163 ± 0.028）、（0.234 ± 0.011）和（0.382 ± 0.018）。YY1增強(qiáng)表達(dá)組在各個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)的吸光度均高于空白組和YY1沉默組（P＜0.05）。培養(yǎng)24 h后空白組和YY1沉默組的吸光度無(wú)明顯區(qū)別（P＞0.05）。培養(yǎng)48 h和72 h后空白組吸光度明顯高于YY1沉默組（P＜0.05）。細(xì)胞增殖曲線顯示，YY1沉默組的增殖速率明顯低于YY1增強(qiáng)表達(dá)組。見圖3。

圖3 各組J82細(xì)胞增殖曲線Fig.3 J82 cell proliferation curve of each group

2.3 Transwell實(shí)驗(yàn)隨機(jī)取10個(gè)小室中央視野，計(jì)數(shù)其內(nèi)穿透膜的細(xì)胞數(shù)取平均值，顯示YY1沉默組、空白組、YY1增強(qiáng)表達(dá)組視野內(nèi)的細(xì)胞計(jì)數(shù)分別為（7.2±3.6）、（54.4±6.7）和（56.6±10.7）。見圖4-7。樣本之間差異明顯（F=67.804，P＜0.05），其中YY1沉默組的細(xì)胞計(jì)數(shù)明顯小于空白組和YY1增強(qiáng)表達(dá)組（P＜0.05），空白組和YY1增強(qiáng)表達(dá)組之間無(wú)明顯差異（P＞0.05）。

圖4 YY1沉默組中J82細(xì)胞的侵襲能力（×250）Fig.4 Invasion ability of J82 cells in YY1 silent expression group（× 250）

圖5 空白對(duì)照組中J82細(xì)胞的侵襲能力（×250）Fig.5 Invasion ability of J82 cells in control group（× 250）

圖6 YY1增強(qiáng)表達(dá)組中J82細(xì)胞的侵襲能力（×250）Fig.6 Invasion ability of J82 cells in YY1 enhanced expression group（× 250）

圖7 各組透膜細(xì)胞計(jì)數(shù)Fig.7 Number of invasive cells in each group

3 討論

腫瘤細(xì)胞增殖能力與細(xì)胞分裂周期密切相關(guān)。細(xì)胞分裂周期縮短，則在時(shí)間一定的條件下能分裂產(chǎn)生更多的細(xì)胞。而細(xì)胞周期的長(zhǎng)短主要由合成前期（G1）決定，縮短合成前期，能有效地縮短細(xì)胞的整個(gè)分裂周期，從而促進(jìn)細(xì)胞增殖能力的提升［7］。KANG等［8］研究者發(fā)現(xiàn)在體外沉默胃腺癌細(xì)胞中YY1的表達(dá)后，能使胃腺癌細(xì)胞停滯于G1期，同時(shí)引起胃腺癌細(xì)胞凋亡。此研究還提示敲除YY1的胃腺癌細(xì)胞的通過(guò)抑制Wnt通路從而表現(xiàn)為擴(kuò)散能力受限制。同樣的現(xiàn)象被CHOW KH在乳腺癌中發(fā)現(xiàn)［9］。筆者應(yīng)用ShRNA干擾技術(shù)這一高效、特異的基因沉默手段，成功制備了敲低YY1表達(dá)的J82細(xì)胞模型。通過(guò)對(duì)YY1增強(qiáng)表達(dá)、YY1正常表達(dá)和敲低YY1表達(dá)的J82細(xì)胞進(jìn)行實(shí)驗(yàn)比較各組的增殖能力，發(fā)現(xiàn)敲低YY1表達(dá)的J82細(xì)胞的增殖能力在各個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)均明顯弱于YY1增強(qiáng)表達(dá)的J82細(xì)胞，僅在培養(yǎng)24 h后與空白組的J82細(xì)胞達(dá)到相近水平，而在48 h和72 h后，亦被空白組明顯超越。此結(jié)果與上述研究者的研究結(jié)果相符，提示YY1被沉默后可能延長(zhǎng)惡性腫瘤的G1期以減弱其增殖能力。YY1在膀胱尿路上皮癌中發(fā)揮作用的具體機(jī)制還有待進(jìn)一步研究，受KANG等［8］作者研究結(jié)果的啟示，推測(cè)該機(jī)制與Wnt通路可能存在關(guān)聯(lián)。

腫瘤細(xì)胞的侵襲能力受多種因素影響。Tran?swell實(shí)驗(yàn)反映的是腫瘤細(xì)胞降解細(xì)胞外基質(zhì)的能力，該過(guò)程是腫瘤細(xì)胞通過(guò)分泌蛋白降解酶來(lái)完成?；|(zhì)金屬蛋白酶家族（MMPs）是此類蛋白降解酶中具有代表性的一類，近年來(lái)大量研究顯示MMPs在人類多種惡性腫瘤的侵潤(rùn)轉(zhuǎn)移過(guò)程中起到了重要的促進(jìn)的作用［10-11］。我們通過(guò)分析Tran?swell實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)YY1沉默組中J82細(xì)胞的侵襲能力明顯弱于空白對(duì)照組和YY1增強(qiáng)表達(dá)組，而對(duì)比空白組和YY1增強(qiáng)組中J82細(xì)胞的侵襲能力則未發(fā)現(xiàn)明顯差異。聯(lián)想到MMPs在腫瘤細(xì)胞侵襲過(guò)程中的重要作用，筆者試圖尋找YY1與MMPs之間相互作用的證據(jù)以解釋上述結(jié)果。NIE等［12］在食管鱗狀細(xì)胞癌細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)沉默YY1表達(dá)后可抑制該腫瘤細(xì)胞的擴(kuò)散和侵潤(rùn)，其過(guò)程與MMP2和MMP9的表達(dá)受抑制相關(guān)。ZHENG等［13］在胃癌細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)沉默YY1后可以明顯減弱MMP14的作用，從而抑制胃癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移，同時(shí)取決于MMP14水平的不同，YY1在胃癌轉(zhuǎn)移的過(guò)程中可正向或負(fù)向調(diào)節(jié)MMP14的功能。故筆者推測(cè)膀胱尿路上皮的侵襲能力可能受到Y(jié)Y1調(diào)節(jié)后的MMPs表達(dá)的影響，同時(shí)MMPs的表達(dá)不一定總是隨著YY1表達(dá)的增強(qiáng)而同時(shí)增強(qiáng)，或許存在某種受MMPs水平所決定的反饋機(jī)制，導(dǎo)致本實(shí)驗(yàn)結(jié)果中空白組和YY1增強(qiáng)組J82細(xì)胞的侵襲能力無(wú)明顯差異，這有待在膀胱尿路上皮癌細(xì)胞中對(duì)不同YY1表達(dá)水平下的MMPs作進(jìn)一步的檢測(cè)來(lái)尋找線索。

前文中提到，筆者發(fā)現(xiàn)有關(guān)研究提示W(wǎng)nt通路可能參與了腫瘤細(xì)胞的增殖過(guò)程，在腫瘤細(xì)胞的侵襲過(guò)程中，我們同樣發(fā)現(xiàn)了類似的線索。DU等［14］發(fā)現(xiàn)當(dāng)人類膀胱癌細(xì)胞中Wnt通路被激活后，通路中的重要因子β?catenin水平升高，刺激MMP9水平也升高從而增強(qiáng)膀胱癌的侵襲能力。結(jié)合其他作者在他們的研究中發(fā)現(xiàn)YY1可影響MMPs表達(dá)水平的結(jié)論，推測(cè)Wnt通路很可能是YY1作用于MMPs的中間通路，有待進(jìn)一步研究的證明。

膀胱尿路上皮癌的增殖和侵襲均是十分復(fù)雜的過(guò)程，我們的研究結(jié)果提示沉默YY1基因可減弱J82膀胱尿路上皮癌細(xì)胞的增殖和侵襲能力，對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步研究有利于揭示膀胱尿路上皮癌進(jìn)展的機(jī)制，為針對(duì)該腫瘤的治療提供具有前景的作用靶點(diǎn)。