MiR-1275促進(jìn)宮頸癌Hela細(xì)胞惡性進(jìn)展的機(jī)制研究

范曉麗 王義娜 張青青

宮頸癌是1種與高危型人乳頭瘤病毒感染密切相關(guān)的婦科腫瘤[1]。微小RNAs(miRNAs)是1類(lèi)內(nèi)源性非編碼RNA，其通過(guò)調(diào)控下游腫瘤相關(guān)mRNA影響腫瘤細(xì)胞增殖、轉(zhuǎn)移和凋亡等生物學(xué)過(guò)程，與宮頸癌的惡性演變關(guān)系密切[2]。已有研究[3]發(fā)現(xiàn)miR-1275在宮頸癌組織和血清中異常高表達(dá)，但其在宮頸癌發(fā)生發(fā)展中的作用并不清楚。因此，本研究以宮頸癌Hela細(xì)胞為研究對(duì)象，探討上調(diào)或下調(diào)miR-1275表達(dá)對(duì)Hela細(xì)胞惡性生物學(xué)行為的影響，分析其潛在靶基因，進(jìn)而揭示其在宮頸癌發(fā)生、進(jìn)展中的作用，以期為宮頸癌靶基因治療提供新線索。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

人宮頸癌細(xì)胞株Hela購(gòu)于美國(guó)ATCC。RPMI1640培養(yǎng)基購(gòu)于美國(guó)Sigma-Aldrich公司，胎牛血清和胰蛋白酶購(gòu)于美國(guó)Gibco公司，miR-1275mimics、miR-1275 inhibitor及其相應(yīng)的陰性對(duì)照miR-NC、anti-miR-NC購(gòu)于美國(guó)Sigma公司，Matrigel基質(zhì)膠和Annexin V-FITC/PI凋亡檢測(cè)試劑盒購(gòu)于美國(guó)BD公司，辣根過(guò)氧化酶標(biāo)記的二抗購(gòu)于中杉金橋公司，逆轉(zhuǎn)錄試劑盒、FHIT抗體、GAPDH抗體和購(gòu)于美國(guó)Abcam公司。CCK-8試劑盒購(gòu)于杭州聯(lián)科生物公司，SDS-PAGE 凝膠配制試劑盒購(gòu)于北京雷根生物公司，BCA 蛋白定量試劑盒購(gòu)于北京博奧森生物公司，雙熒光素酶報(bào)告基因檢測(cè)試劑盒購(gòu)于碧云天生物技術(shù)研究所，ECL發(fā)光液和Transwell小室購(gòu)于美國(guó)Millipore公司。

1.2 細(xì)胞培養(yǎng)、分組與轉(zhuǎn)染

Hela細(xì)胞接種至含10%胎牛血清RPMI1640培養(yǎng)基的培養(yǎng)瓶，在濕度飽和、5%CO2、溫度37 ℃細(xì)胞培養(yǎng)箱中常規(guī)培養(yǎng)。每2 d換液1次，胰蛋白酶消化85%融合細(xì)胞，按照1∶3比例傳代。選擇第5代對(duì)數(shù)期細(xì)胞進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)分為4組，分別為miR-NC組(轉(zhuǎn)染mimics陰性對(duì)照miR-NC)、miR-1275組(轉(zhuǎn)染miR-1275 mimics)、anti-miR-NC組(轉(zhuǎn)染inhibitor陰性對(duì)照anti-miR-NC)和anti-miR-1275組(轉(zhuǎn)染miR-1275 inhibitor)。將對(duì)數(shù)期Hela細(xì)胞以適當(dāng)密度接種至6孔板上，參照脂質(zhì)體2000說(shuō)明書(shū)步驟將miR-1275 mimics、miR-1275 inhibitor及其相應(yīng)陰性對(duì)照根據(jù)實(shí)驗(yàn)分組轉(zhuǎn)染至75%融合的Hela細(xì)胞中。轉(zhuǎn)染6 h后，換液繼續(xù)培養(yǎng)48 h，收集各組細(xì)胞，進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)。

1.3 RT-PCR檢測(cè)miR-1275的表達(dá)

采用Trizol法提轉(zhuǎn)染Hela細(xì)胞的RNA，紫外分光光度計(jì)法評(píng)估各組細(xì)胞總RNA的濃度。根據(jù)逆轉(zhuǎn)錄試劑盒說(shuō)明書(shū)步驟將RNA逆轉(zhuǎn)錄合成單鏈cDNA，取1 μl cDNA作為模板，另加入10 μl qPCR masterMix、各0.5 μl濃度為10 μM上下引物和8 μlddH2O制成體積為20 μll PCR反應(yīng)體系，上PCR儀進(jìn)行擴(kuò)增。采用2-ΔΔCt法檢測(cè)miR-1275表達(dá)水平以評(píng)估轉(zhuǎn)染效果。實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次。其中，PCR引物由上海生工生物合成(miR-1275 F:5’-GTGCAGGGTCCGAGGT-3’，R:5’-GCCGCTAGCTTATCGACTACG-3’,內(nèi)參U6 F:5’-GCTTCGGCAGCACATATACTAAAAT-3’，R:5’-CGCTTCACGAATTTGCGTGTCAT-3’)。

1.4 細(xì)胞增殖實(shí)驗(yàn)

在96孔細(xì)胞板上接種轉(zhuǎn)染48 h后各組Hela細(xì)胞。在培養(yǎng)箱培養(yǎng)24、48和72 h后，棄培養(yǎng)液，加入10 μl CCK-8溶液。孵育4 h后，使用酶標(biāo)儀在450 nm處檢測(cè)各組細(xì)胞的光密度(OD)值。實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次。

1.5 細(xì)胞侵襲與遷移實(shí)驗(yàn)

侵襲實(shí)驗(yàn)：使用50 μl 濃度為10 mg/ml的Matrigel基質(zhì)膠包被24孔板內(nèi)的Transwell小室的上層，置于室溫條件下充分融合凝固。用無(wú)血清培養(yǎng)基重懸各組Hela細(xì)胞制成2×105個(gè)/ml懸液。取100 μl細(xì)胞懸液加入到Transwell小室上層，并在小室下層中加入500 μl含10%胎牛血清的培養(yǎng)液。培養(yǎng)24 h后，取出小室，以棉簽擦去上層中的細(xì)胞，用甲醇固定底部細(xì)胞15 min，用0.1%結(jié)晶紫染液染色20 min。洗去染色液，室溫晾干。在倒置顯微鏡下各組隨機(jī)選取3個(gè)視野，統(tǒng)計(jì)穿膜細(xì)胞數(shù)。遷移實(shí)驗(yàn)：遷移實(shí)驗(yàn)步驟與侵襲實(shí)驗(yàn)基本一致，不同之處在于無(wú)需使用Matrigel基質(zhì)膠包被的Transwell小室。實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次。

1.6 細(xì)胞凋亡實(shí)驗(yàn)

磷酸緩沖液沖洗胰酶消化收集的各組Hela細(xì)胞，用500 μl的結(jié)合緩沖液重懸上述細(xì)胞。加入5 μl的Annexin V-FITC、5 μl的PI混勻，室溫下避光反應(yīng)15 min。在1 h內(nèi)使用流式細(xì)胞儀分析各組細(xì)胞凋亡率。實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次。

1.7 miR-1275與FHIT的靶向關(guān)系的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

由百奧邁科生物公司構(gòu)建含野生FHIT 3’ UTR(FHIT-WT)和突變FHIT 3’ UTR結(jié)構(gòu)(FHIT-MUT)的熒光數(shù)酶報(bào)告載體。待Hela細(xì)胞達(dá)70%融合度時(shí)，參照脂質(zhì)體2000說(shuō)明書(shū)步驟將miR-NC、miR-1275、anti-miR-NC和miR-1275 inhibitor分別與FHIT-WT、FHIT-MUT共轉(zhuǎn)染至Hela細(xì)胞，利用雙熒光素酶報(bào)告基因檢測(cè)試劑盒評(píng)估轉(zhuǎn)染48 h后各組細(xì)胞熒光素酶活性。實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次。

1.8 FHIT蛋白表達(dá)的檢測(cè)

用RIPA細(xì)胞裂解液提取各組Hela細(xì)胞的總蛋白。取適量2×上樣緩沖液與等體積蛋白樣品混勻，在95 ℃的水浴鍋中變性5 min。每孔60 μg蛋白樣品上樣至12% SDS-PAGE凝膠以80 V恒壓電泳，當(dāng)溴酚藍(lán)進(jìn)入分離膠后改用120 V電壓電泳至溴酚藍(lán)跑出膠外。以200 mA恒流將蛋白樣品轉(zhuǎn)至PVDF膜上。采用含5%脫脂奶粉的封閉液室溫封膜1.5 h后，以1∶1000倍稀釋的FHIT和GAPDH一抗工作液4 ℃下孵育24 h。按照1∶2000比例稀釋二抗，孵育膜1 h。滴加ECL發(fā)光液顯影后，采用凝膠成像系統(tǒng)掃描分析目的條帶灰度值(GAPDH為內(nèi)參)。實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次。

1.9 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

2 結(jié)果

2.1 miR-1275在各組Hela細(xì)胞中表達(dá)情況

RT-PCR檢測(cè)結(jié)果顯示，miR-1275組細(xì)胞中miR-1275表達(dá)較miR-NC組明顯升高(P<0.05)；anti-miR-1275組中miR-1275表達(dá)較anti-miR-NC組明顯降低(P<0.05)，見(jiàn)表1。

表1 各組Hela細(xì)胞中miR-1275表達(dá)水平

2.2 miR-1275對(duì)宮頸癌Hela細(xì)胞增殖的影響

CCK-8檢測(cè)結(jié)果顯示， 在48 h和72 h作用時(shí)間下，miR-1275組細(xì)胞的增殖活力較miR-NC組顯著升高(P<0.05)；而anti-miR-1275組細(xì)胞的增殖活性與anti-miR-NC組比較明顯降低(P<0.05)，見(jiàn)表2。

表2 各組細(xì)胞OD450 nm值的比較

2.3 miR-1275對(duì)宮頸癌Hela細(xì)胞侵襲和遷移的影響

Transwell實(shí)驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果顯示，miR-1275組細(xì)胞侵襲、遷移數(shù)量與miR-NC組相比明顯增多(P<0.05)；而anti-miR-1275組細(xì)胞侵襲、遷移數(shù)量與anti-miR-NC組比較明顯減少(P<0.05)，見(jiàn)表3。

表3 各組中侵襲細(xì)胞數(shù)和遷移細(xì)胞數(shù)的比較

2.4 miR-1275對(duì)宮頸癌Hela細(xì)胞凋亡的影響

流式細(xì)胞儀檢測(cè)結(jié)果顯示，miR-1275組細(xì)胞凋亡率較miR-NC組明顯降低(P<0.05)；anti-miR-1275組細(xì)胞的凋亡率較anti-miR-NC組明顯升高(P<0.05)，見(jiàn)表4。

表4 各組細(xì)胞凋亡率比較

2.5 miR-1275靶基因的預(yù)測(cè)及驗(yàn)證

TargetScan、miRanda及miRBase數(shù)據(jù)庫(kù)軟件預(yù)測(cè)顯示，F(xiàn)HIT 3' UTR與miR-1275存在特異結(jié)合位點(diǎn)。熒光素酶活性檢測(cè)顯示，與轉(zhuǎn)染miR-NC相比，轉(zhuǎn)染miR-1275 mimics可明顯降低Hela細(xì)胞FHIT-WT的熒光素酶活性；與轉(zhuǎn)染anti-miR-NC相比，轉(zhuǎn)染anit-miR-1275可明顯升高其熒光素酶活性(P<0.05)；但miR-1275和anit-miR-1275對(duì)Hela細(xì)胞FHIT-MUT的熒光素酶活性影響無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。Western blot檢測(cè)FHIT蛋白表達(dá)(圖1和表5)顯示，與miR-NC組相比，miR-1275明顯抑制Hela細(xì)胞中FHIT蛋白的表達(dá)；而anit-miR-1275則明顯促進(jìn)FHIT蛋白的表達(dá)(P<0.05)。

圖1 Western blot檢測(cè)FHIT蛋白的表達(dá)

表5 各組細(xì)胞的熒光素酶活性

3 討論

miR-1275是1種與腫瘤發(fā)生和進(jìn)展關(guān)系密切的miRNA。Fawzy 等[4]在肝癌中發(fā)現(xiàn)miR-1275異常低表達(dá)，而異位表達(dá)miR-1275可抑制腫瘤細(xì)胞的惡性生物行為。然而，miR-1275在不同腫瘤組織或細(xì)胞中的表達(dá)及其作用存在著差異。He等[5]發(fā)現(xiàn)，在非小細(xì)胞肺癌組織和細(xì)胞中miR-1275表達(dá)上調(diào)，而抑制miR-1275表達(dá)可抑制癌細(xì)胞的增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移。Yang等[6]發(fā)現(xiàn)，miR-1275在慢性粒細(xì)胞白血病中表達(dá)升高，抑制其表達(dá)抑制細(xì)胞增殖，下調(diào)凋亡抑制蛋白Bcl-2和轉(zhuǎn)移相關(guān)蛋白MMP-2/9的表達(dá)，并上調(diào)促凋亡相關(guān)蛋白Caspase-3表達(dá)。Xie等[7]在膀胱癌中發(fā)現(xiàn)，上調(diào)miR-1275表達(dá)可通過(guò)靶向調(diào)控AXIN2恢復(fù)lncRNA miR143HG對(duì)BCa細(xì)胞的增殖，遷移和侵襲能力的抑制作用。為了探討miR-1275在宮頸癌發(fā)生發(fā)展中的作用，本研究通過(guò)轉(zhuǎn)染miR-1275 mimics和miR-1275 inhibitor 分別成功上調(diào)和下調(diào)miR-1275表達(dá)后，檢測(cè)發(fā)現(xiàn)上調(diào)miR-1275表達(dá)可顯著增加宮頸癌Hela細(xì)胞的增殖、侵襲和遷移能力，降低細(xì)胞凋亡能力；而下調(diào)miR-1275表達(dá)則得到相反的結(jié)果。這提示miR-1275通過(guò)抑制宮頸癌細(xì)胞凋亡，促進(jìn)細(xì)胞增殖、侵襲和遷移在宮頸癌的惡性進(jìn)展中發(fā)揮著重要的致癌作用。

FHIT是1種重要的抑癌基因，可通過(guò)調(diào)控細(xì)胞增殖、侵襲、凋亡和自噬等過(guò)程與骨肉瘤、非小細(xì)胞肺癌等多種腫瘤的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)[8-9]。Roz等[10]研究指出，恢復(fù)FHIT表達(dá)可誘導(dǎo)宮頸癌細(xì)胞凋亡并抑制腫瘤的生長(zhǎng)。林翠波等[11]證實(shí)，F(xiàn)HIT在宮頸癌組織中低表達(dá)，且其表達(dá)水平與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移有關(guān)。閆艷榮等[12]研究發(fā)現(xiàn)，在宮頸癌演變過(guò)程中FHIT的表達(dá)與轉(zhuǎn)移相關(guān)的MMP-9表達(dá)呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)。本研究通過(guò)軟件預(yù)測(cè)發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)HIT 3’UTR存在能夠與miR-1275互補(bǔ)的結(jié)合位點(diǎn)。采用雙熒光素酶報(bào)告基因?qū)嶒?yàn)證實(shí)，miR-1275可與FHIT 3’UTR靶向結(jié)合。另外，Western blot檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，上調(diào)miR-1275表達(dá)可抑制FHIT蛋白表達(dá)；反之，下調(diào)miR-1275表達(dá)則可促進(jìn)FHIT蛋白表達(dá)。結(jié)果提示，F(xiàn)HIT是miR-1275的靶基因，miR-1275可通過(guò)靶向調(diào)控其表達(dá)參與宮頸癌的發(fā)生發(fā)展。

綜上所述，miR-1275可促進(jìn)宮頸癌細(xì)胞增殖、侵襲、遷移，抑制凋亡，進(jìn)而在宮頸癌的進(jìn)展中發(fā)揮致癌作用，其機(jī)制可能與靶向調(diào)控FHIT有關(guān)，這為miR-1275作為宮頸癌基因治療的潛在靶點(diǎn)提供了理論依據(jù)。