遲增鵬, 周建華, 李文健, 王瑩, 徐曉妹, 陳正崗
1. 濰坊醫(yī)學(xué)院口腔醫(yī)學(xué)院,山東 濰坊(261021); 2. 青島大學(xué)附屬青島市市立醫(yī)院口腔醫(yī)學(xué)中心,山東 青島(266071); 3. 大連醫(yī)科大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院,遼寧 大連(116044); 4. 濟(jì)南市第四人民醫(yī)院口腔科,山東 濟(jì)南(250031); 5.青島大學(xué)附屬青島市市立醫(yī)院腫瘤科,山東 青島(266071)
唾液腺腺樣囊性癌(salivary adenoid cystic car?cinoma,SACC)是唾液腺惡性腫瘤之一,占唾液腺腫瘤的10%[1?2]。SACC 具有生長(zhǎng)緩慢、復(fù)發(fā)率高、嗜神經(jīng)侵襲、易遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移及能在周?chē)=M織中檢測(cè)出癌細(xì)胞浸潤(rùn)等特性。目前,臨床上對(duì)SACC 的治療方式是手術(shù)切除、術(shù)后輔以放化療的綜合療法,但治療效果不佳[3]。因此,探尋新的靶向治療方法對(duì)SACC 的治療具有重要意義。RhoA 蛋白是Ras 超家族蛋白中RhoGTP 酶亞家族的成員,其在細(xì)胞內(nèi)可通過(guò)鳥(niǎo)嘌呤核苷酸交換因子(guanine nucleotide?ex?change factor,GEF)的催化作用下由不活躍結(jié)合態(tài)形式轉(zhuǎn)換為可調(diào)控細(xì)胞信號(hào)通路的活躍結(jié)合態(tài)形式[4?5]。近年來(lái)研究證實(shí),RhoA 可介導(dǎo)下游靶點(diǎn)調(diào)控多種腫瘤細(xì)胞的增殖、侵襲和遷移等過(guò)程,與腫瘤發(fā)生、發(fā)展關(guān)系密切[4,6],但關(guān)于RhoA 與SACC在遷移和侵襲等惡性進(jìn)展方面的研究仍然較少。本研究通過(guò)小干擾RNA 技術(shù)對(duì)高侵襲性腺樣囊性癌SACC?LM 細(xì)胞和低侵襲性腺樣囊性癌SACC?83細(xì)胞的RhoA 基因進(jìn)行體外沉默,觀察RhoA 基因?qū)ο贅幽倚园㏒ACC?LM 和SACC?83 細(xì)胞遷移和侵襲能力的影響,為SACC 分子靶向治療的研究提供研究基礎(chǔ)。
20 例SACC 及正常癌旁組織源于青島大學(xué)附屬青島市市立醫(yī)院口腔頜面外科接受手術(shù)治療的SACC 患者的標(biāo)本。人腺樣囊性癌細(xì)胞株SACC?LM 和SACC?83(由青島大學(xué)附屬醫(yī)院口腔科提供)。
青霉素、鏈霉素(Gibco 公司,美國(guó)),DMSO(Amersco 公司,美國(guó)),胎牛血清(BI 公司,以色列),RNA 提取試劑盒、反轉(zhuǎn)錄試劑盒、TB Green Premix Ex TadTM試劑盒(Takara 公司,日本),RPMI?1640 培養(yǎng)基(Gibco 公司,美國(guó)),riboFectTMCP 轉(zhuǎn)染試劑(廣州市生物科技有限公司,中國(guó)),小干擾RNA 片段構(gòu)建與生成、實(shí)時(shí)定量PCR 引物RhoA、引物GAPDH 合成(上海生工生物工程有限公司,中國(guó))。兔抗人多克隆RhoA 抗體、E?鈣黏蛋白(E?cadherin)抗體、N?鈣黏蛋白(N?cadherin)抗體、波形蛋白(Vimentin)抗體、GAPDH 抗體(CST 公司,美國(guó)),羊抗兔IgG 二抗(Santa Cruz 公司,美國(guó)),胰蛋白酶(Gibco 公司,美國(guó)),RIPA 裂解液(雅酶生物醫(yī)藥科技有限公司,中國(guó)),蛋白酶抑制劑PMSF、磷酸酶抑制劑、BCA 蛋白濃度測(cè)定試劑盒、SDS?PAGE配膠試劑盒(上海碧云天生物技術(shù)有限公司,中國(guó)),Transwell 小室(Corning 公司,美國(guó)),微量移液器(Eppendorf 公司,德國(guó)),CO2恒溫培養(yǎng)箱(Ther?mo Forma 311,Thermo Forma 公司,美國(guó)),酶標(biāo)儀(FC,Thermo Forma 公司,美國(guó)),低溫高速離心機(jī)(Megafuge 1.0R,Heraeus 公司,德國(guó)),倒置相差顯微鏡(CKX53,Olympus 公司,日本),高速臺(tái)式離心機(jī)(PrimoR,Heraeus 公司,德國(guó)),實(shí)時(shí)熒光聚合酶鏈反應(yīng)儀(7900HT,ABI 公司,美國(guó)),流式細(xì)胞儀(CytoFLEX Beckman Coulter 公司,美國(guó))。
1.2.1 SACC 及正常癌旁組織勻漿制備 本研究通過(guò)青島大學(xué)附屬青島市市立醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)審查批準(zhǔn)(審批號(hào):2021 臨審字第088 號(hào))。
將液氮凍存的20 例SACC 及正常癌旁組織研磨勻漿,分別提取總RNA 和總蛋白,待qRT?PCR 及Western blot 檢測(cè)RhoA 的表達(dá)情況。
1.2.2 細(xì)胞培養(yǎng) 將SACC?LM 和SACC?83 細(xì)胞接種于T25 培養(yǎng)瓶中,加入含10%胎牛血清、1%青霉素和鏈霉素的5 mL RPMI?1640 完全培養(yǎng)基并置于恒溫培養(yǎng)箱中進(jìn)行培養(yǎng)。待貼壁細(xì)胞長(zhǎng)至約80%~90%后,棄原培養(yǎng)基,PBS 沖洗,加入1.5 mL胰蛋白酶于37 ℃環(huán)境下消化3~5 min 成細(xì)胞懸液,吸取雙倍量的完全培養(yǎng)基終止消化,并最終以1∶4 比例傳代。
1.2.3 siRNA 轉(zhuǎn)染效率測(cè)定及分組 分別將處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的SACC?LM 和SACC?83 細(xì)胞以密度為2 × 105個(gè)/孔接種于6 孔板內(nèi),待細(xì)胞密度達(dá)鋪板面積的1/3~1/2 時(shí)進(jìn)行轉(zhuǎn)染。根據(jù)說(shuō)明書(shū)在1.5 mL EP 管中加入120 μL riboFECTTMCP Buffer和5 μL 20 μmol/L 熒光基團(tuán)Cy3 標(biāo)記的siRNA 儲(chǔ)存液,吹打混勻后加入12 μL riboFECTTMCP Re?agent。室溫條件下孵育0~15 min,加入到1 863 μL無(wú)雙抗完全培養(yǎng)基中,使轉(zhuǎn)染時(shí)siRNA 終濃度為50 nmol/L。于熒光顯微鏡下明確RhoA?siRNA 轉(zhuǎn)染SACC 細(xì)胞系48 h 后的轉(zhuǎn)染效率。根據(jù)RhoA 基因序列構(gòu)建2 條小分子干擾RNA(RhoA?siRNA)和1條陰性序列作為對(duì)照(表1)。實(shí)驗(yàn)分組為實(shí)驗(yàn)組(轉(zhuǎn)染RhoA?siRNA 基因)、陰性對(duì)照組(轉(zhuǎn)染NC?siRNA 基因)和空白對(duì)照組,各組細(xì)胞轉(zhuǎn)染后繼續(xù)培養(yǎng),完成后續(xù)實(shí)驗(yàn)。
表1 RhoA siRNA 干擾序列和陰性對(duì)照序列Table 1 RhoA siRNA interference sequences and negative control sequences
1.2.4 RhoA?siRNA 沉默RhoA 基因 分別向6 孔板中加入處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的SACC?LM 和SACC?83 細(xì)胞,密度為2 × 105個(gè)/孔,待細(xì)胞密度達(dá)鋪板面積的1/3~1/2 時(shí)進(jìn)行轉(zhuǎn)染。參考試劑盒操作說(shuō)明書(shū),同上述制備的步驟,使小分子RNA 最終濃度為50 nmol/L。將制備好的轉(zhuǎn)染復(fù)合物加入相應(yīng)6 孔板內(nèi)(每個(gè)孔的終末體積均為2 mL),混勻以后繼續(xù)于孵育箱中培養(yǎng)。轉(zhuǎn)染48 h 后進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)的檢測(cè)。
1.2.5 qRT?PCR 檢測(cè)RhoA mRNA 表達(dá) 按照試劑盒說(shuō)明書(shū)分別提取組織勻漿及各轉(zhuǎn)染組細(xì)胞的總RNA 并用紫外分光光度計(jì)檢測(cè)所提RNA 的濃度和純度。
取適量RNA 反轉(zhuǎn)錄為cDNA,每組取2 μL cD?NA 進(jìn)行實(shí)時(shí)定量PCR 實(shí)驗(yàn),每組設(shè)3 個(gè)副孔。RhoA 上游引物序列:5’?TTCCATCGACAGCCCT?GATAGTTTA?3’,下游引物序列:5’?CACGTT?GGGACAGAAATGCTTG?3’;內(nèi)參GAPDH 上游引物序列:5’?GCACCGTCAAGGCTGAGAAC?3’,下游引物序列:5’?TGGTGAAGACGCCAGTGGA?3’。PCR反應(yīng)體系的配置及反應(yīng)參數(shù)等均按TB Green Premix Ex TadTM Ⅱ試劑盒說(shuō)明書(shū)進(jìn)行。反應(yīng)結(jié)束后,采用2?△△Ct計(jì)算腺樣囊性癌和正常癌旁組織中RhoA mRNA 的表達(dá),并依據(jù)實(shí)驗(yàn)組中RhoA mRNA 的相對(duì)定量結(jié)果選取沉默效率最高組進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)的研究,實(shí)驗(yàn)重復(fù)3 次。
1.2.6 Western blot 檢測(cè)蛋白表達(dá) 使用RIPA 裂解液裂解組織勻漿中組織細(xì)胞及各轉(zhuǎn)染組細(xì)胞,分別提取總蛋白。應(yīng)用BCA試劑盒進(jìn)行蛋白濃度測(cè)定后制備分離膠和濃縮膠,蛋白上樣量每孔約15~20 μL,蛋白Marker 3 μL。然后采用濕轉(zhuǎn)法將蛋白轉(zhuǎn)至聚偏二氟乙烯(polyvinylidene fluoride,PVDF)膜上,5%脫脂牛奶室溫?fù)u床封閉PVDF 膜1 h 后加入一抗(RhoA,1∶5 000;E?cadherin,1∶1 000;N?cadherin,1∶1 000;Vimentin,1∶1 000;GAPDH,1∶5 000),4 ℃孵育過(guò)夜。棄一抗,TBST 稀釋二抗(1∶50 000),使PVDF 膜浸泡其中,室溫?fù)u床孵育2 h。然后充分洗滌PVDF 膜5 次,5 min/次。后滴加工作液于PVDF 膜上,反應(yīng)數(shù)分鐘待熒光帶明顯后,用濾紙吸去多余的底物液,覆上保鮮膜,X 線膠片壓片后依次放入顯影液顯影、定影液定影,沖洗膠片,Im?age J(Image J 1.51j8,National Institute of Mental Health,美國(guó))軟件分析結(jié)果,實(shí)驗(yàn)重復(fù)3 次。
1.2.7 細(xì)胞劃痕實(shí)驗(yàn) 用血球計(jì)數(shù)板調(diào)整轉(zhuǎn)染48 h后各組細(xì)胞的細(xì)胞密度,使細(xì)胞隔天達(dá)到6 孔板面積的90%。將紫外線滅菌的直尺與孔板底部橫線垂直,用200 μL 移液槍槍頭尖端在6 孔板底部沿直尺垂直劃線。PBS 沖洗2~3 次去除劃下的細(xì)胞,加入無(wú)血清培養(yǎng)基,于0、24 h 拍照測(cè)定并用Image J 軟件分析,結(jié)果取均值。實(shí)驗(yàn)重復(fù)3 次。
1.2.8 細(xì)胞侵襲實(shí)驗(yàn) 將已鋪好基質(zhì)膠的Tran?swell 小室置于24 孔板,上室與下室分別加入500 μL 無(wú)血清培養(yǎng)基,37 ℃培養(yǎng)箱水化2 h。向轉(zhuǎn)染后的細(xì)胞懸液內(nèi)加入無(wú)血清培養(yǎng)基,使細(xì)胞密度為2 × 105個(gè)/mL,Transwell 上室加入200 μL 含細(xì)胞的無(wú)血清培養(yǎng)基,上室下方加入650 μL 培養(yǎng)基(含10%胎牛血清),培養(yǎng)48 h 后去除上室殘留的細(xì)胞,置于甲醛溶液中浸泡15~20 min,后在500 μL 含0.1%的甲紫溶液中浸泡15 min 并用蒸餾水清洗,置顯微鏡下觀察拍照,隨機(jī)選取5 個(gè)不同視野計(jì)數(shù)穿膜細(xì)胞數(shù),取均值,每組重復(fù)3 次。
采用SPSS 25.0 對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。計(jì)量資料的組間比較用t檢驗(yàn),多組間比較用單因素方差分析,以P<0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
Western blot 結(jié)果顯示,與正常癌旁組織相比,RhoA 蛋白表達(dá)量在SACC 組織中的表達(dá)增高,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=61.92,P<0.001);qRT?PCR檢測(cè)結(jié)果顯示:與正常癌旁組織相比,RhoA 的mRNA 表達(dá)水平在SACC 組織中的表達(dá)增高,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=16.72,P<0.01)(圖1)。
Figure 1 Expression of RhoA in normal adjacent tissues and SACC tissues圖1 RhoA 在正常癌旁及SACC 組織中的表達(dá)
脂質(zhì)體瞬時(shí)轉(zhuǎn)染2 d 后,倒置熒光顯微鏡下可發(fā)現(xiàn)超過(guò)90%以上的腺樣囊性癌SACC?LM 和SACC?83 細(xì)胞都有紅色熒光應(yīng)答,表明細(xì)胞體外轉(zhuǎn)染RhoA?siRNA 成功(圖2)。
Figure 2 siRNA transfection efficiency圖2 siRNA 轉(zhuǎn)染效率
qRT?PCR 檢測(cè)結(jié)果顯示(圖3),與SACC?LM 細(xì)胞相比,SACC?83 細(xì)胞中RhoA 的mRNA 表達(dá)水平低,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=27.06,P<0.01)。
Figure 3 Expression of RhoA mRNA after RhoA?siRNA transfection圖3 轉(zhuǎn)染RhoA?siRNA 后RhoA mRNA 的表達(dá)
轉(zhuǎn)染RhoA?siRNA 后,相較于空白對(duì)照組和siRNA?NC 組,SACC?LM 細(xì)胞、SACC?83 細(xì)胞實(shí)驗(yàn)組RhoA?siRNA?2 組、RhoA?siRNA?1 組RhoA mRNA 表達(dá)水平均顯著下降,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(FLM=835.0,F(xiàn)83=3232.0,P< 0.01)。各個(gè)實(shí)驗(yàn)組間RhoA mRNA 表達(dá)比較,以RhoA?siRNA?1 組的沉默效率最高,選擇RhoA?siRNA?1 組作為實(shí)驗(yàn)組干擾序列siRNA 進(jìn)一步研究。
Western blot 結(jié)果顯示(圖4),與SACC?LM 細(xì)胞相比,SACC?83 細(xì)胞中RhoA 蛋白表達(dá)水平低,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=29.73,P<0.01)。
轉(zhuǎn)染RhoA?siRNA 后,相較于空白對(duì)照組、siR?NA?NC 組,SACC?LM 細(xì)胞、SACC?83 細(xì)胞實(shí)驗(yàn)組RhoA、N?cadherin、Vimentin 表達(dá)量降低,E?cadherin表達(dá)量增加,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(FLM?RhoA=126.4,F(xiàn)LM?E?cadherin=266.4,F(xiàn)LM?N?cadherin=130.6,F(xiàn)LM?Vimentin=562.5,P< 0.01;F83?RhoA=240.1,F(xiàn)83?E?cadherin=266.9,F(xiàn)83?N?cadherin=484.3,F(xiàn)83?Vimentin=690.3,P<0.01)(圖4)。
Figure 4 Expression of proteins after RhoA?siRNA transfection in SACC?LM and SACC?83 cells圖4 轉(zhuǎn)染RhoA?siRNA后SACC?LM 和SACC?83 細(xì)胞的蛋白表達(dá)水平
觀察0 h 和24 h 的劃痕愈合情況顯示,SACC?LM 細(xì)胞(F=611.8,P< 0.01)、SACC?83 細(xì)胞(F=138.8,P<0.01)實(shí)驗(yàn)組未愈合面積明顯大于siRNA?NC 組、空白對(duì)照組,細(xì)胞的遷移能力顯著降低,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(圖5)。
Figure 5 Results of scratch test of SACC?LM and SACC?83 cells圖5 SACC?LM、SACC?83 細(xì)胞的劃痕實(shí)驗(yàn)結(jié)果
Transwell 實(shí)驗(yàn)顯示,SACC?LM 細(xì)胞(F=294.9,P< 0.01)、SACC?83 細(xì)胞(F=1 577.0,P< 0.01)實(shí)驗(yàn)組細(xì)胞的侵襲能力較對(duì)照組降低,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)(圖6)。
Figure 6 Transwell invasion assay results of SACC?LM and SACC?83 cells圖6 SACC?LM、SACC?83 細(xì)胞的Transwell 侵襲實(shí)驗(yàn)結(jié)果
作為好發(fā)于唾液腺的惡性腫瘤,SACC 發(fā)病不易被發(fā)現(xiàn)且常伴有遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移[7]。研究表明,SACC患者經(jīng)過(guò)手術(shù)切除和放、化療治療后,整體復(fù)發(fā)率仍高達(dá)約50%,發(fā)生遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移率約為31%,預(yù)后效果目前尚不理想[8]。
RhoA 是存在于細(xì)胞內(nèi)的一種中間信號(hào)分子,其作為Rho 亞家族的一種異構(gòu)體是目前研究較多的與癌癥相關(guān)的基因[5,9]。Jansen 等[4]認(rèn)為,RhoA在肺癌、胰腺癌、直腸癌等多種預(yù)后較差的腫瘤細(xì)胞中過(guò)度表達(dá),并與其侵襲和遷移活動(dòng)關(guān)聯(lián)性強(qiáng)。而在本實(shí)驗(yàn)中,RhoA 在SACC 組織中也表達(dá)增高,提示RhoA 在SACC 的發(fā)生發(fā)展中可能同樣起重要作用。
本實(shí)驗(yàn)將RhoA?siRNA 轉(zhuǎn)染至SACC?LM 和SACC?83 細(xì)胞中對(duì)RhoA 基因進(jìn)行沉默,降低了RhoA 蛋白的表達(dá)。Transwell 侵襲實(shí)驗(yàn)和細(xì)胞劃痕實(shí)驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果顯示SACC 細(xì)胞的遷移和侵襲能力降低,表明沉默RhoA 基因可通過(guò)影響RhoA 蛋白的表達(dá)來(lái)調(diào)控SACC 細(xì)胞的遷移和侵襲能力,表明RhoA 基因與其遷移和侵襲活動(dòng)成正相關(guān)。
腫瘤的遷移和侵襲是一個(gè)極為復(fù)雜的過(guò)程,受腫瘤細(xì)胞遷移能力、上皮?間充質(zhì)轉(zhuǎn)換(epithelial?mesenchymal transition,EMT)水平等多種因素的影響[10]。EMT 是細(xì)胞從上皮表型退化并逐漸向間充質(zhì)表型過(guò)渡轉(zhuǎn)化的過(guò)程[11],被認(rèn)為是腫瘤發(fā)生遷移和侵襲的早期標(biāo)志事件,使腫瘤細(xì)胞的惡性程度顯著增加[12]。當(dāng)腫瘤細(xì)胞通過(guò)EMT 獲得遷移侵襲能力時(shí),其上皮表型標(biāo)志E?cadherin 蛋白表達(dá)降低,間充質(zhì)表型標(biāo)志N?cadherin 和vimentin 蛋白表達(dá)升高,細(xì)胞彼此間的緊密連接程度降低,遷移和侵襲能力增強(qiáng)[13]。E?cadherin 存在于被覆上皮和腺上皮中,其在正常細(xì)胞的胞漿中生成后,逐漸從細(xì)胞膜定位于粘附帶上并穩(wěn)定表達(dá),使細(xì)胞之間緊密粘附[14]。E?cadherin 可通過(guò)調(diào)控鈣依賴性跨膜糖蛋白對(duì)粘附功能、細(xì)胞極性及細(xì)胞間連接誘導(dǎo)和維持起重要的作用[15?16]。研究表明,E?cad?herin 在腫瘤細(xì)胞內(nèi)低于正常水平時(shí),可使細(xì)胞不受限制而增殖過(guò)度,且使細(xì)胞連接不緊密而極易發(fā)生遠(yuǎn)處擴(kuò)散和轉(zhuǎn)移[17]。Vimentin 是一個(gè)有著中央α 螺旋結(jié)構(gòu)域的蛋白,可通過(guò)調(diào)控細(xì)胞與細(xì)胞之間的黏附及遷移來(lái)發(fā)揮其生物學(xué)功能[18]。研究表明,Vimentin 在膽管癌、乳腺癌等多種上皮源性腫瘤中均過(guò)度表達(dá),與腫瘤的遷移和侵襲活動(dòng)呈正相關(guān)[19?20]。N?cadherin 集中定位于皮膚、腸道、肺、血管和肌肉內(nèi)部等間質(zhì)組織中,當(dāng)上游信號(hào)分子激活EMT 信號(hào)通路后,可誘導(dǎo)腫瘤上皮表型細(xì)胞的轉(zhuǎn)化,促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的侵襲和遷移活動(dòng)[21?23]。本研究結(jié)果表明,體外沉默RhoA 基因后,EMT 信號(hào)通路標(biāo)志蛋白N?cadherin、Vimentin 表達(dá)降低,E?cadherin 表達(dá)增高,提示沉默RhoA 可有效抑制腺樣囊性癌SACC?LM 和SACC?83 細(xì)胞的EMT 過(guò)程。
綜上所述,RhoA 基因與腺樣囊性癌SACC 細(xì)胞遷移、侵襲活動(dòng)關(guān)系密切,應(yīng)用小分子干擾RNA 可有效影響SACC 細(xì)胞中RhoA 及EMT 信號(hào)通路標(biāo)志蛋白的表達(dá),表明RhoA 可激活EMT 來(lái)介導(dǎo)其遷移和侵襲活動(dòng)。由此推測(cè)RhoA?siRNA 在一定程度上可以靶向降低SACC?LM 和SACC?83 細(xì)胞的遷移和侵襲能力。本研究為治療SACC 提供參考策略,也為靶向治療SACC 提供新的分子位點(diǎn),下一步將深入探究RhoA 基因影響SACC 細(xì)胞遷移和侵襲活動(dòng)的具體機(jī)制,并結(jié)合體內(nèi)實(shí)驗(yàn)加以驗(yàn)證,為SACC的靶向治療提供依據(jù)。
【Author contributions】Chi ZP processed the research and wrote the article,Li WJ,Wang Y,Xu XM analyzed the data. Chen ZG,Zhou JH designed the study,reviewed the article. All authors read and approved the final manuscript as submitted.