circ_0003645靶向miR-578調(diào)控膠質(zhì)瘤U251細(xì)胞增殖、遷移和侵襲的分子機(jī)制研究

潘彥波 張春雷 馬俊 王昶

惡性膠質(zhì)瘤是臨床常見的難治性中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤，其惡性程度高、難治愈，目前靶向治療可延長使患者的中位無進(jìn)展生存期及中位總生存期[1,2]。因此，研究膠質(zhì)瘤的分子機(jī)制，開發(fā)新的靶點以對膠質(zhì)瘤的靶向治療具有重要意義。研究表明，circRNA在腫瘤發(fā)生和轉(zhuǎn)移中起重要作用，可抑制腫瘤發(fā)生，并可用作治療靶標(biāo)[3]。研究報道乳腺癌組織和細(xì)胞系中circ_0003645的表達(dá)明顯增加，circ_0003645通過調(diào)節(jié)miR-139-3p/HMGB1軸促進(jìn)乳腺癌的進(jìn)展[4]。非小細(xì)胞肺癌患者組織中circ_0003645的過度表達(dá)與晚期TNM分期，陽性淋巴結(jié)浸潤和不良預(yù)后有關(guān)；干擾circ_0003645表達(dá)可抑制非小細(xì)胞肺癌細(xì)胞的惡性生物學(xué)行為[5]。然而circ_0003645在膠質(zhì)瘤中的作用，其對膠質(zhì)瘤U251細(xì)胞增殖、遷移和侵襲的影響及機(jī)制尚不清楚。研究報道m(xù)iR-578上調(diào)可抑制膠質(zhì)瘤細(xì)胞增殖，促進(jìn)細(xì)胞凋亡[6]。在線生物學(xué)軟件預(yù)測發(fā)現(xiàn)circ_0003645與miR-578有結(jié)合位點，但circ_0003645與miR-578的關(guān)系及circ_0003645調(diào)控miR-578影響膠質(zhì)瘤進(jìn)展尚不清楚。本實驗旨在研究circ_0003645對膠質(zhì)瘤U251細(xì)胞增殖、遷移和侵襲的影響及機(jī)制是否與miR-578有關(guān)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料 選取2017年1月至2020年12月我院病理科存檔且已確診腦膠質(zhì)瘤的組織標(biāo)本35例，其中男18例，女17例；年齡18～72歲，平均(39.7±2.1)歲。通過內(nèi)減壓術(shù)獲得正常腦組織標(biāo)本35例作為對照，其中男19例，女16例；年齡18～56歲，平均(37.4±1.2)歲。所有患者術(shù)前無放化療史。患者均知情且同意。

1.2 細(xì)胞與主要試劑 膠質(zhì)瘤細(xì)胞株U251購自美國ATCC；RPMI-1640培養(yǎng)基購自美國Gibco公司；Trizol試劑、熒光定量試劑盒購自美國Progema公司；細(xì)胞計數(shù)試劑盒8(CCK-8)購自南京賽泓瑞生物科技有限公司；Transwell小室、Matrigel購自美國BD公司；蛋白提取試劑盒購自上海振譽生物科技有限公司；雙熒光素酶報告基因檢測試劑盒購自美國AAT Bioquest公司。

1.3 細(xì)胞轉(zhuǎn)染與分組 膠質(zhì)瘤細(xì)胞株U251用RPMI-1640培養(yǎng)基培養(yǎng)，將circ_0003645干擾表達(dá)載體質(zhì)粒及陰性對照、miR-578模擬物及陰性對照轉(zhuǎn)染至U251細(xì)胞中，記為si-circ_0003645組、si-NC組、miR-578組、miR-NC組；將circ_0003645干擾表達(dá)載體質(zhì)粒分別與miR-578抑制劑及陰性對照轉(zhuǎn)染至U251細(xì)胞中，記為si-circ_0003645+anti-miR-578組、si-circ_0003645+anti-miR-NC組。

1.4 實時熒光定量PCR(qRT-PCR)檢測circ_0003645和miR-578的表達(dá)水平 提取膠質(zhì)瘤組織、正常腦組織及各組細(xì)胞的總RNA，反轉(zhuǎn)錄成cDNA，以GAPDH和U6為內(nèi)參進(jìn)行PCR，相對表達(dá)量用2-ΔΔCt法計算。

1.5 CCK-8檢測細(xì)胞活性 各組細(xì)胞培養(yǎng)48 h，按試劑盒說明加入 CCK-8試劑，培養(yǎng)2 h，用酶標(biāo)儀檢測450 nm處的吸光度值(OD)。

1.6 克隆形成實驗檢測細(xì)胞克隆形成數(shù) 將細(xì)胞制成1×104個/ml細(xì)胞懸液，以每孔200個細(xì)胞接種于6孔板，培養(yǎng)2周后用PBS清洗細(xì)胞，用甲醇固定細(xì)胞，用吉姆薩染色30 min，在光學(xué)顯微鏡下計數(shù)>50個細(xì)胞的集落。

1.7 劃痕實驗檢測細(xì)胞劃痕愈合率 各組細(xì)胞消化后接種于培養(yǎng)板，過夜細(xì)胞鋪滿后用槍頭直線劃痕，用PBS沖洗劃下的細(xì)胞，換液后繼續(xù)培養(yǎng)，在培養(yǎng)0 h和48 h后拍照觀察，用Image-Pro Plus6.0軟件計算劃痕愈合率。

1.8 Transwell檢測侵襲細(xì)胞數(shù) Transwell小室上室加入100 μl稀釋好的Matrigel，凝固后加100 μl細(xì)胞懸液，下室加500 μl含血清培養(yǎng)液，培養(yǎng)24 h，用0.1%結(jié)晶紫染色30 min，棉簽擦拭掉上層未穿過基底膜的細(xì)胞，光學(xué)顯微鏡(×200)下隨機(jī)選擇5個視野，拍照并計數(shù)。

1.9 蛋白質(zhì)印跡(Western blot)法檢測蛋白表達(dá) 提取細(xì)胞總蛋白，取50 μl蛋白進(jìn)行SDS-PAGE電泳，轉(zhuǎn)至PVDF膜，用封閉液將膜封閉，將封閉后的膜置于含有一抗的雜交袋中置于4℃冰箱中過夜，然后經(jīng)膜置于含有二抗的雜交袋中在室溫下孵育1 h，顯影、定影后用Image J分析蛋白條帶灰度值，計算蛋白表達(dá)水平。

1.10 雙熒光素酶報告實驗 將circ_0003645的野生型和突變型熒光素酶載體分別與miR-NC或miR-578共轉(zhuǎn)染至U251細(xì)胞，按試劑盒說明檢測U251細(xì)胞的熒光素酶活性。將pcDNA、pcDNA-circ_0003645、si-NC、si-circ_0003645轉(zhuǎn)染至U251細(xì)胞，采用qRT-PCR檢測miR-578的表達(dá)水平。

2 結(jié)果

2.1 circ_0003645和miR-578在膠質(zhì)瘤組織中的表達(dá) 膠質(zhì)瘤組織中circ_0003645表達(dá)水平高于正常腦組織，而miR-578表達(dá)水平低于正常腦組織(P<0.05)。見表1。

表1 circ_0003645和miR-578在膠質(zhì)瘤組織中的表達(dá)

2.2 干擾circ_0003645表達(dá)對膠質(zhì)瘤U251細(xì)胞增殖、遷移和侵襲的影響 與si-NC組比較，si-circ_0003645組circ_0003645表達(dá)水平降低，細(xì)胞活性降低，細(xì)胞克隆形成數(shù)減少，劃痕愈合率降低，侵襲細(xì)胞數(shù)減少，E-cadherin表達(dá)水平升高，N-cadherin表達(dá)水平降低(P<0.05)。見圖1，表2。

圖1 干擾circ_0003645表達(dá)后遷移侵襲相關(guān)蛋白的表達(dá)

表2 干擾circ_0003645表達(dá)對膠質(zhì)瘤U251細(xì)胞增殖、遷移和侵襲的影響

2.3 miR-578過表達(dá)對膠質(zhì)瘤U251細(xì)胞增殖、遷移和侵襲的影響 過表達(dá)miR-578后，miR-578表達(dá)水平升高，U251細(xì)胞的活性降低，細(xì)胞克隆形成數(shù)減少，劃痕愈合率降低，侵襲細(xì)胞數(shù)減少，E-cadherin表達(dá)水平升高，N-cadherin表達(dá)水平降低(P<0.05)。見表3，圖2。

表3 miR-578過表達(dá)對膠質(zhì)瘤U251細(xì)胞增殖、遷移和侵襲的影響

圖2 miR-578過表達(dá)后遷移侵襲相關(guān)蛋白表達(dá)

2.4 circ_0003645靶向調(diào)控miR-578的表達(dá) Circular RNA Interactome預(yù)測顯示circ_0003645與miR-578含有互補(bǔ)的核苷酸序列。WT-circ_0003645與miR-578共轉(zhuǎn)染的U251細(xì)胞熒光素酶活性降低(P<0.05)；過表達(dá)circ_0003645后，miR-578表達(dá)水平降低；抑制circ_0003645表達(dá)后，miR-578表達(dá)水平升高(P<0.05)。見表4、5,圖3。

表4 circ_0003645野生型與突變型載體與miR-578或miR-NC共轉(zhuǎn)染后的細(xì)胞熒光素酶活性

表5 circ_0003645調(diào)控miR-578的表達(dá)

圖3 circ_0003645的序列中含有與miR-578互補(bǔ)的核苷酸序列

2.5 下調(diào)miR-578表達(dá)逆轉(zhuǎn)了干擾circ_0003645表達(dá)對膠質(zhì)瘤U251細(xì)胞增殖、遷移和侵襲的作用 與si-circ_0003645+anti-miR-NC組比較，si-circ_0003645+anti-miR-578組miR-578表達(dá)水平降低，細(xì)胞活性升高，細(xì)胞克隆形成數(shù)增加，劃痕愈合率升高，侵襲細(xì)胞數(shù)增加，E-cadherin表達(dá)水平降低，N-cadherin表達(dá)水平升高，組間差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。見表6，圖4。

表6 下調(diào)miR-578表達(dá)逆轉(zhuǎn)了干擾circ_0003645表達(dá)對膠質(zhì)瘤U251細(xì)胞增殖、遷移和侵襲的作用

圖4 遷移侵襲相關(guān)蛋白表達(dá)

3 討論

膠質(zhì)瘤是惡性腦腫瘤的最常見類型，分子靶向治療可能是治療膠質(zhì)瘤的一種新穎策略[7,8]。研究表明多種circRNA參與調(diào)控膠質(zhì)瘤的惡性生物學(xué)行為[9]。研究報道CircNFIX通過調(diào)節(jié)miR-378e/RPN2軸促進(jìn)神經(jīng)膠質(zhì)瘤的進(jìn)展[10]。Circ_0005075通過下調(diào)SIRT1刺激神經(jīng)膠質(zhì)瘤的增殖和轉(zhuǎn)移[11]。circ_0008225通過使miR-890海綿化并促進(jìn)ZMYND11表達(dá)來抑制神經(jīng)膠質(zhì)瘤的發(fā)生[12]。

本實驗結(jié)果顯示，膠質(zhì)瘤組織中circ_0003645表達(dá)水平升高，提示circ_0003645可能在膠質(zhì)瘤中起促癌作用。干擾circ_0003645表達(dá)后，U251細(xì)胞活性及劃痕愈合率降低，細(xì)胞克隆形成數(shù)及侵襲細(xì)胞數(shù)減少，E-cadherin表達(dá)水平升高，N-cadherin表達(dá)水平降低；表明擾circ_0003645表達(dá)抑制了U251細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲。

研究報道m(xù)iR-578過表達(dá)可抑制乳腺癌細(xì)胞活力，集落形成，遷移，侵襲，并促進(jìn)細(xì)胞凋亡[13]。本實驗結(jié)果顯示，膠質(zhì)瘤組織中miR-578表達(dá)水平降低；過表達(dá)miR-578可降低U251細(xì)胞活性及劃痕愈合率，減少細(xì)胞克隆形成數(shù)及侵襲細(xì)胞數(shù)。此外，研究報道circ_001621通過使miR-578海綿化并調(diào)節(jié)VEGF表達(dá)來促進(jìn)骨肉瘤細(xì)胞增殖和遷移[14]。circ_0005785上調(diào)通過miR-578/APRIL軸促進(jìn)肝癌細(xì)胞的細(xì)胞生長和轉(zhuǎn)移[15]。說明circRNA可通過調(diào)控miR-578影響腫瘤進(jìn)展。本實驗發(fā)現(xiàn)circ_0003645可靶向調(diào)控miR-578的表達(dá)；而下調(diào)miR-578表達(dá)逆轉(zhuǎn)了干擾circ_0003645表達(dá)對膠質(zhì)瘤U251細(xì)胞增殖、遷移和侵襲的作用。

綜上所述，干擾circ_0003645表達(dá)通過靶向上調(diào)miR-578抑制膠質(zhì)瘤U251細(xì)胞增殖、遷移和侵襲。