張景臣,李 新,李江濤,李海平,陳艷麗,牛 冰,祁川川,葉貝貝
鄭州人民醫(yī)院乳腺科,河南 鄭州 450053
乳腺癌作為在全球女性中最為常見(jiàn)的惡性腫瘤,盡管目前其診斷及治療取得了極大的進(jìn)步,但患者預(yù)后情況仍不能令人滿意,其中,轉(zhuǎn)移是造成患者死亡的主要原因之一,極大地降低了療效,因此,全面了解乳腺癌的進(jìn)展和轉(zhuǎn)移機(jī)制對(duì)改善患者預(yù)后具有重要作用[1]。非編碼RNA(non-coding RNA,ncRNA)包括長(zhǎng)鏈ncRNA(long ncRNA,lncRNA)及微小RNA(micro RNA,miRNA)等,lncRNA可作為miRNA海綿來(lái)調(diào)控后者表達(dá),兩者已被發(fā)現(xiàn)在乳腺癌中失調(diào),與腫瘤惡性生物學(xué)行為具有密切相關(guān)性[2-3]。LINC02163被發(fā)現(xiàn)在乳腺癌[4]、結(jié)直腸癌[5]等癌癥中異常上調(diào),將其敲除可抑制乳腺癌細(xì)胞的惡性行為[4],目前關(guān)于其在乳腺癌中的相關(guān)機(jī)制研究甚少。有研究[6]證實(shí),miR-338-3p在乳腺癌組織中呈低表達(dá)狀態(tài),抑制其表達(dá)可增強(qiáng)乳腺癌細(xì)胞(MCF7、HCC1937)生長(zhǎng)、遷移及侵襲和上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelial-mesenchymal transition,EMT)過(guò)程。LINC02163對(duì)乳腺癌細(xì)胞惡性生物學(xué)行為的促進(jìn)是否與其靶向調(diào)控miR-338-3p表達(dá)有關(guān)值得探究,因此,本研究通過(guò)探究LINC02163靶向miR-338-3p對(duì)乳腺癌細(xì)胞增殖、侵襲及遷移的影響,以期為闡明乳腺癌的發(fā)生機(jī)制提供線索。
將從河南省實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心購(gòu)買的25只6周齡BALB/c裸小鼠[19~22 g,無(wú)特定病原體(specific pathogen free,SPF)級(jí)]飼養(yǎng)于保持12 h晝夜交替的環(huán)境中7 d,許可證號(hào):SCXK(豫)2017-0001。
MCF-10 A、MCF-7、BT-20、MDA-MB-231、T47D細(xì)胞系(A2789、SG2226、A2874、ATCC-Y2455、SY4472)購(gòu)自上海酶研生物科技有限公司,sh-NC、sh-LINC02163、inhibitor-NC、miR-338-3p inhibitor購(gòu)自廣州市銳博生物科技有限公司,LipofectamineTM2000 Transfection Reagent(11668-019)購(gòu)自上海偉進(jìn)生物科技有限公司,DMEM 培養(yǎng)基(PM150210)購(gòu)自武漢益普生物科技有限公司,二辛可寧酸(bicinchoninic acid,BCA)法蛋白檢測(cè)試劑盒(mlE3254)購(gòu)自上海酶聯(lián)生物科技有限公司,雙熒光素酶檢測(cè)試劑盒(Omt-03)購(gòu)自北京奧秘佳得醫(yī)藥科技有限公司,兔抗β-actin、c-Myc、E-鈣粘素(E-cadherin)、N-鈣粘素(N-cadherin)、基質(zhì)金屬蛋白酶(matrix metalloproteinase,MMP)2、MMP9抗體、羊抗兔免疫球蛋白G H&L[辣根過(guò)氧化物酶(horseradish peroxidase,HRP)標(biāo)記](ab8227、ab32072、ab40772、ab18203、ab37150、ab38898、ab6721)購(gòu)自英國(guó)Abcam公司,MTT檢測(cè)試劑盒、反轉(zhuǎn)錄試劑盒(M1020-500、RP1105)購(gòu)自北京索萊寶科技有限公司,組織化學(xué)試劑盒(G1210)購(gòu)自上海經(jīng)科化學(xué)科技有限公司,兔源抗體Ki-67(100 μg、0.8~1.04 mg/mL,ab15580)購(gòu)自英國(guó)Abcam公司,實(shí)時(shí)熒光定量聚合酶鏈反應(yīng)(real-time fluorescence quantitative polymerase chain reaction,RTFQPCR)試劑盒(QPG-020~QPG-023)購(gòu)自上海吉瑪制藥技術(shù)有限公司,Gentier 48E/48R RTFQPCR檢測(cè)系統(tǒng)(FQD-96A)購(gòu)自西安天隆科技有限公司,SH-520凝膠成像系統(tǒng)購(gòu)自杭州申花科技有限公司。
1.3.1 臨床組織樣本獲取
收集鄭州人民醫(yī)院2020年1月—2021年9月收治的9例女性乳腺癌患者的乳腺癌組織及距癌組織2 cm外的癌旁組織樣本,患者年齡40~60歲,平均(45.68±3.05)歲。本研究經(jīng)鄭州人民醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)且患者及家屬均簽署知情同意書。通過(guò)RTFQ-PCR檢測(cè)組織中的LINC02163表達(dá)。
1.3.2 細(xì)胞培養(yǎng)
在DMEM培養(yǎng)基中接種人正常乳腺上皮細(xì)胞系(MCF-10A)和乳腺癌細(xì)胞系(MCF-7、BT-20、MDA-MB-231、T47D),于37 ℃、CO2體積分?jǐn)?shù)為5%的常規(guī)培養(yǎng)箱中培養(yǎng)至細(xì)胞融合度為80%。
1.3.3 分組及轉(zhuǎn)染
以2×105個(gè)/孔將MDA-MB-231細(xì)胞接種到6孔板中,于37 ℃恒溫培養(yǎng)24 h后,將其分為control組、sh-NC組、sh-LINC02163組、sh-LINC02163+inhibitor-NC組和sh-LINC02163+miR-338-3p inhibitor組,使用LipofectamineTM2000試劑盒將sh-NC、sh-LINC02163、inhibitor-NC和miR-338-3p inhibitor分別轉(zhuǎn)染至相應(yīng)組的MDAMB-231細(xì)胞中,48 h后采用RTFQ-PCR檢測(cè)LINC02163及miR-338-3p表達(dá)。
1.3.4 雙熒光素酶報(bào)告基因?qū)嶒?yàn)分析LINC02163與miR-338-3p的靶向關(guān)系
采用starBase2.0網(wǎng)址預(yù)測(cè)LINC02163與miR-338-3p的結(jié)合位點(diǎn);擴(kuò)增LINC02163上與miR-338-3p結(jié)合的片段,插入pmirGLO載體:構(gòu)建野生型LINC02163-wt質(zhì)粒;采用基因突變技術(shù)對(duì)結(jié)合位點(diǎn)進(jìn)行突變,構(gòu)建突變型LINC02163-mut質(zhì)粒。將MDA-MB-231細(xì)胞分為L(zhǎng)INC02163-wt+miR-338-3p mimics組、LINC02163-wt+miRNC組、LINC02163-mut+miR-338-3p mimics組和LINC02163-mut+miR-NC組,將miR-NC、miR-338-3p mimics、LINC02163-wt和LINC02163-mut分別共轉(zhuǎn)染至MDA-MB-231細(xì)胞中,24 h后檢測(cè)海腎及螢火蟲熒光素酶值,計(jì)算MDA-MB-231細(xì)胞的相對(duì)熒光素酶活性。
1.3.5 RTFQ-PCR檢測(cè)LINC02163及miR-338-3p表達(dá)
使用TRIzol試劑提取乳腺癌組織樣本及MCF-10A、MCF-7、BT-20、MDA-MB-231、T47D細(xì)胞總RNA,反轉(zhuǎn)錄成cDNA后行RTFQPCR擴(kuò)增(GAPDH作為L(zhǎng)INC02163內(nèi)參,U6作為miR-338-3p內(nèi)參),引物見(jiàn)表1,用2-??Ct分析LINC02163及miR-338-3p的表達(dá)水平(n=5)。
表1 RTFQ-PCR引物Tab.1 RTFQ-PCR primers
1.3.6 MTT法檢測(cè)MDA-MB-231細(xì)胞活力
收集各組MDA-MB-231細(xì)胞按2.5×104個(gè)/孔接種到96孔板中,48 h后按20 μL/孔添加5 mg/mL MTT溶液溫育4 h,吸去培養(yǎng)液后加入二甲基亞砜(dimethyl sulfoxide,DMSO)(150 μL)振蕩搖晃,待結(jié)晶消失后用酶標(biāo)儀測(cè)定細(xì)胞490 nm處的吸光度(D)值,細(xì)胞存活率(%)=[(實(shí)驗(yàn)組D值-空白組D值)/(對(duì)照組D值-空白組D值)]×100%,重復(fù)5孔。
1.3.7 Transwell實(shí)驗(yàn)檢測(cè)MDA-MB-231細(xì)胞侵襲
使用Matrigel 基質(zhì)膠將上室包被24 h后,于上室接種各組MDA-MB-231細(xì)胞懸液(1×104個(gè)/孔),下室添加DMEM培養(yǎng)基500 μL,培養(yǎng)48 h后棄培養(yǎng)基,使用無(wú)菌棉簽將上室未穿膜的細(xì)胞擦去,下層細(xì)胞經(jīng)過(guò)多聚甲醛溶液固定后進(jìn)行結(jié)晶紫染色(30 min),在倒置顯微鏡下隨機(jī)觀察5個(gè)視野,并對(duì)穿膜細(xì)胞進(jìn)行計(jì)數(shù)(n=5)。
1.3.8 劃痕實(shí)驗(yàn)檢測(cè)MDA-MB-231細(xì)胞遷移
收集MDA-MB-231細(xì)胞接種在6孔板中(2×105個(gè)/孔),培養(yǎng)24 h,用移液槍吸嘴(200 μL)于6孔板底部劃痕,用磷酸緩沖鹽溶液(phosphate-buffered saline,PBS)清洗,測(cè)量劃痕間距,記為d0h,24 h后再次測(cè)量間距,記為d24h,計(jì)算遷移率=(d0h-d24h)/d0h]×100%,重復(fù)5孔。
1.3.9 Western blot檢測(cè)MDA-MB-231細(xì)胞c-Myc、MMP2、MMP9、E-cadherin和N-cadherin蛋白的表達(dá)
采用RIPA試劑裂解MDA-MB-231細(xì)胞后提取總蛋白,通過(guò)BCA法定量分析蛋白濃度,經(jīng)十二烷基硫酸鈉聚丙烯酰胺凝膠電泳(sodium dodecylsulphate polyacrylamide gel electrophoresis,SDS-PAGE)后將所分離的蛋白轉(zhuǎn)到PVDF 膜上,封閉2 h 后添加兔抗c-Myc、β-actin、MMP2、MMP9、E-cadherin和N-cadherin抗體(1∶1 000),搖床上溫育過(guò)夜后添加二抗(1∶3 000)溫育2 h,電化學(xué)發(fā)光(electrochemical luminescence,ECL)顯色,凝膠系統(tǒng)曝光,計(jì)算c-Myc、MMP2、MMP9、E-cadherin和N-cadherin蛋白的表達(dá)(n=5)。
1.3.10 體內(nèi)成瘤實(shí)驗(yàn)
在BALB/c裸小鼠腋下分別注射各組MDAMB-231細(xì)胞(2×107個(gè)),每周測(cè)量1次:腫瘤體積(mm3)=0.5×腫瘤最長(zhǎng)徑×腫瘤最短徑2,飼養(yǎng)30 d后處死裸小鼠,取瘤體并稱重(n=5)。體內(nèi)成瘤實(shí)驗(yàn)經(jīng)鄭州人民醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)。
1.3.11 免疫組織化學(xué)法檢測(cè)裸小鼠腫瘤組織的Ki-67增殖指數(shù)
取1.3.10的腫瘤組織進(jìn)行常規(guī)石蠟切片制作,經(jīng)脫蠟及水化后,添加3%的H2O2以去除內(nèi)源性的過(guò)氧化物酶,枸櫞酸緩沖液對(duì)抗原進(jìn)行熱修復(fù)后封閉(牛血清白蛋白)20 min,Ki-67一抗溫育1 h,溫育生物素標(biāo)記的二抗30 min,依次進(jìn)行二氨基聯(lián)苯胺(diaminobenzidine,DAB)液染色、蘇木精復(fù)染,HCl分化、脫水、透明及觀察(×200),Ki-67陽(yáng)性細(xì)胞呈棕褐色(n=5)。
與癌旁組織相比,LINC02163在乳腺癌組織中的表達(dá)顯著升高(1.00±0.06vs1.92±0.20)(n=9,t=13.218,P<0.05,圖1)。
圖1 LINC02163在乳腺癌及相應(yīng)癌旁組織中的表達(dá)比較Fig.1 Comparison of the expression of LINC02163 in breast cancer and corresponding adjacent tissues
與MCF-10 A 細(xì)胞(1.01±0.09)相比,LINC02163在MCF-7、BT-20、MDAMB-231和T47D細(xì)胞中的表達(dá)均顯著升高,分別為1.40±0.11、1.62±0.24、2.06±0.32和1.51±0.16,并且其在MDA-MB-231細(xì)胞中升高最為顯著(P<0.05),因此取MDA-MB-231細(xì)胞進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)。
采用starBase網(wǎng)址預(yù)測(cè)LINC02163與miR-338-3p間存在結(jié)合位點(diǎn),詳見(jiàn)圖2。雙熒光素酶報(bào)告基因?qū)嶒?yàn)結(jié)果顯示,與LINC02163-wt+miRNC組相比,MDA-MB-231細(xì)胞熒光素酶活性在LINC02163-wt+miR-338-3p mimics組中顯著降低(0.89±0.09vs0.41±0.05,P<0.05),而在LINC02163-mut+miR-338-3p mimics組、LINC02163-mut+miR-NC組中無(wú)顯著變化(0.87±0.09vs0.88±0.10,P>0.05)。
圖2 LINC02163與miR-338-3p結(jié)合位點(diǎn)Fig.2 Binding site of LINC02163 and miR-338-3p
與control組相比,LINC02163及miR-338-3p表達(dá)在sh-NC組中無(wú)顯著變化(P>0.05),sh-LINC02163組LINC02163表達(dá)顯著降低,miR-338-3p表達(dá)顯著升高(P<0.05)。與sh-LINC02163組相比,LINC02163及miR-338-3p表達(dá)在sh-LINC02163+inhibitor-NC組中無(wú)顯著變化(P>0.05),sh-LINC02163+miR-338-3p inhibitor組LINC02163表達(dá)無(wú)顯著變化(P>0.05),miR-338-3p表達(dá)顯著降低(P<0.05,圖3)。
圖3 各組MDA-MB-231細(xì)胞中LINC02163及miR-338-3p表達(dá)水平的比較Fig.3 Comparison of LINC02163 and miR-338-3p expression levels in MDA-MB-231 cells in each group
與control組相比,MDA-MB-231細(xì)胞存活率在sh-NC組中無(wú)顯著變化(P>0.05),在sh-LINC02163組中顯著降低(P<0.05)。與sh-LINC02163組相比,MDA-MB-231細(xì)胞存活率在sh-LINC02163+inhibitor-NC組中無(wú)顯著變化(P>0.05),在sh-LINC02163+miR-338-3p inhibitor組中顯著增加(P<0.05,圖4)。
圖4 各組MDA-MB-231細(xì)胞存活率的比較Fig.4 Comparison of MDA-MB-231 cell survival rate in each group
與control組相比,MDA-MB-231細(xì)胞侵襲細(xì)胞數(shù)在s h-N C 組中無(wú)顯著變化(P>0.05),在sh-LINC02163組中顯著降低(P<0.05)。與sh-LINC02163組相比,侵襲細(xì)胞數(shù)在sh-LINC02163+inhibitor-NC組中無(wú)顯著變化(P>0.05),在sh-LINC02163+miR-338-3p inhibitor組中顯著增加(P<0.05,圖5)。
圖5 各組MDA-MB-231細(xì)胞侵襲能力的比較Fig.5 Comparison of the invasion ability of MDA-MB-231 cells in each group
與control組相比,MDA-MB-231細(xì)胞遷移率在sh-NC組中無(wú)顯著變化(P>0.05),在sh-LINC02163組中顯著降低(P<0.05)。與sh-LINC02163組相比,細(xì)胞遷移率在sh-LINC02163+inhibitor-NC組中無(wú)顯著變化(P>0.05),在sh-LINC02163+miR-338-3p inhibitor組中顯著增加(P<0.05,圖6)。
圖6 各組MDA-MB-231細(xì)胞遷移能力的比較Fig.6 Comparison of MDA-MB-231 cell migration ability in each group
與control組相比,MDA-MB-231細(xì)胞c-Myc、MMP2、MMP9、E-cadherin和N-cadherin蛋白水平在sh-NC組中無(wú)顯著變化(P>0.05),c-Myc、MMP2、MMP9和N-cadherin水平在sh-LINC02163組中顯著降低,E-cadherin水平顯著增加(P<0.05)。與sh-LINC02163組相比,c-Myc、MMP2、MMP9、E-cadherin和N-cadherin水平在sh-LINC02163+inhibitor-NC組中無(wú)顯著變化(P>0.05),c-Myc、MMP2、MMP9和N-cadherin水平在sh-LINC02163+miR-338-3p inhibitor組中顯著增加,E-cadherin水平顯著降低(P<0.05,表2,圖7)。
圖7 各組MDA-MB-231細(xì)胞蛋白水平的比較Fig.7 Comparison of MDA-MB-231 cell protein level in each group
表2 各組MDA-MB-231細(xì)胞c-Myc、MMP2、MMP9、E-cadherin、N-cadherin蛋白表達(dá)的比較Tab.2 Compare of c-Myc,MMP2,MMP9,E-cadherin,and N-cadherin protein expression in each group of MDA-MB-231 cells
與control組相比,腫瘤體積及重量、Ki-67增殖指數(shù)在sh-NC組中無(wú)顯著變化,差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),在sh-LINC02163組中顯著降低,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。與sh-LINC02163組相比,腫瘤體積及重量、Ki-67增殖指數(shù)在sh-LINC02163+inhibitor-NC組中無(wú)顯著變化,差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),在sh-LINC02163+miR-338-3p inhibitor組中顯著增加,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05,圖8)。
圖8 各組MDA-MB-231細(xì)胞成瘤能力及Ki-67增殖指數(shù)的比較Fig.8 Comparison of tumor-forming ability and Ki-67 proliferation index of MDA-MB-231 cells in each group
隨著生活節(jié)奏的加快及工作壓力的增加,乳腺癌的發(fā)生率也在逐漸升高,盡管近年來(lái)患者的生存率明顯提高,預(yù)后也明顯改善,但術(shù)后復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移仍是患者死亡的主要原因[7-8],乳腺癌患者整體5年生存率約為90%,而轉(zhuǎn)移患者5年生存率僅為26%,因此,闡明乳腺癌的潛在轉(zhuǎn)移機(jī)制,尋找新的治療靶點(diǎn)對(duì)患者生存至關(guān)重要[9]。
長(zhǎng)度大于200個(gè)核苷酸的lncRNA作為一類來(lái)自基因組非編碼區(qū)的轉(zhuǎn)錄本,被發(fā)現(xiàn)可調(diào)節(jié)癌癥的許多重要病理學(xué)過(guò)程,如腫瘤發(fā)生、增殖、轉(zhuǎn)移及抗藥性[10]。LINC02163是近幾年新發(fā)現(xiàn)的lncRNA,盡管被發(fā)現(xiàn)在胃癌[11]、結(jié)直腸癌[12]、肝癌[13]及乳腺癌[4]中具有明顯的促癌作用,但其機(jī)制仍不完全清楚。LINC02163可通過(guò)抑制miR-511-3p/蛋白激酶B(protein kinase B,AKT)3軸促進(jìn)結(jié)直腸癌進(jìn)展,而抑制其表達(dá)則可減弱癌細(xì)胞的增殖和轉(zhuǎn)移[12]。LINC02163在乳腺癌組織中表達(dá)上調(diào),其表達(dá)與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、TNM分期、腫瘤大小密切相關(guān),在體外抑制LINC02163表達(dá)可降低MDA-MB-231及MCF-7細(xì)胞增殖、遷移和侵襲并增加細(xì)胞凋亡,這可能與其激活miR-511-3p/高遷移率族蛋白A2(high mobility group A2,HMGA2)軸有關(guān)[4]。EMT是細(xì)胞由上皮極性向間充質(zhì)細(xì)胞特性轉(zhuǎn)化的過(guò)程,該過(guò)程中由于E-cadherin表達(dá)降低,而N-cadherin表達(dá)增加,可降低細(xì)胞間的黏附作用,從而促進(jìn)腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移[14]。本研究發(fā)現(xiàn),LINC02163在乳腺癌組織及細(xì)胞系中表達(dá)顯著升高,抑制其表達(dá)可顯著降低MDA-MB-231細(xì)胞存活率、侵襲細(xì)胞數(shù)及遷移率、c-Myc、MMP2、MMP9、N-cadherin表達(dá)、裸小鼠移植瘤體積及重量、腫瘤組織中的Ki-67增殖指數(shù),增加E-cadherin表達(dá),與之前的研究[4]一致,本研究結(jié)果表明,LINC02163表達(dá)降低可抑制乳腺癌細(xì)胞增殖、遷移、轉(zhuǎn)移及EMT過(guò)程,其可作為乳腺癌復(fù)發(fā)、轉(zhuǎn)移機(jī)制研究的潛在靶點(diǎn)。
有研究[15]顯示,miRNA在癌癥中失調(diào),可充當(dāng)腫瘤抑制因子或癌基因參與癌癥進(jìn)程。miR-338-3p可在胃癌中通過(guò)直接靶向SOX5并阻斷Wnt/β-連環(huán)蛋白(β-catenin)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)來(lái)充當(dāng)腫瘤抑制因子[16]。Zhang等[17]研究發(fā)現(xiàn),miR-338-3p在乳腺癌組織及乳腺癌細(xì)胞系(BCAP-37和HCC1937)中表達(dá)降低,Hsa_circ_0008945可通過(guò)靶向抑制miR-338-3p表達(dá)來(lái)促進(jìn)同源框A3(homeobox A3,HOXA3)表達(dá),從而加快乳腺癌進(jìn)程。黃芩苷可通過(guò)促進(jìn)miR-338-3p表達(dá)來(lái)抑制MORC4表達(dá),從而抑制MCF-7及MDAMB-231細(xì)胞活力、遷移及侵襲,并促進(jìn)細(xì)胞凋亡[18]。本研究證實(shí)在乳腺癌中miR-338-3p是LINC02163的靶基因,LINC02163過(guò)表達(dá)可抑制miR-338-3p表達(dá),因此,LINC02163可能通過(guò)靶向miR-338-3p促進(jìn)乳腺癌細(xì)胞增殖、侵襲及遷移。本研究還發(fā)現(xiàn),LINC02163表達(dá)沉默可促進(jìn)miR-338-3p表達(dá),而降低miR-338-3p表達(dá)可逆轉(zhuǎn)LINC02163低表達(dá)對(duì)MDA-MB-231細(xì)胞增殖、遷移、轉(zhuǎn)移及EMT過(guò)程的抑制作用,表明LINC02163低表達(dá)可能是通過(guò)促進(jìn)miR-338-3p表達(dá)來(lái)抑制乳腺癌細(xì)胞的惡性生物學(xué)行為。
綜上所述,LINC02163低表達(dá)可通過(guò)促進(jìn)miR-338-3p表達(dá)來(lái)抑制乳腺癌細(xì)胞增殖、侵襲及遷移。本研究不僅有助于闡明LINC02163在乳腺癌中的作用機(jī)制,還為尋找新的治療靶點(diǎn)提供了線索,但仍需深入研究。
利益沖突聲明:所有作者均聲明不存在利益沖突。