miR-449b 通過E2F3 -p53 途徑抑制子宮內(nèi)膜腺癌細胞HEC-1 -B 的生長

陳慧君 黃亦波 林蓉蓉 鄭飛云

子宮內(nèi)膜癌(endometrial cancer，EC)又稱子宮體癌，是常見的女性生殖道惡性腫瘤之一，在全球占女性生殖道惡性腫瘤20% ～30%，發(fā)生率呈逐年上升趨勢［1］。有研究表明，微小RNA(microRNA，miRNA)可作為癌基因或抑癌基因在腫瘤的發(fā)生、發(fā)展過程中發(fā)揮作用［2］。本研究通過在子宮內(nèi)膜腺癌HEC -1 -B細胞中過表達miR-449b，初步探討其對子宮內(nèi)膜腺癌HEC-1 -B 細胞的細胞增殖和凋亡的影響及其作用的分子途徑。

材料與方法

1.材料:胎牛血清、Opti -MEM、DMEM 培養(yǎng)液(Gibco 公司)，lipofectamine 2000 轉(zhuǎn)染試劑(Invitrogen 公司)，hsa -miR-449b mimics、miRNA mimics 陰性對照(上海吉瑪公司)，hsa-miR-449b 上游引物及U6 上游引物(上海生工公司)，SYBR GREEN(Toyobo 公司)，CCK-8 試劑、凋亡試劑盒、結(jié)晶紫細胞染色液(碧云天生物技術(shù)研究所)，Trizol 試劑、miRNA反轉(zhuǎn)錄及實時熒光定量PCR 試劑盒(Invitrogen 公司)，兔抗E2F3 抗體、鼠抗p53 抗體(Abcam 公司)，鼠抗β-actin 抗體、山羊抗兔抗體、山羊抗鼠抗體(Bioworld 公司)

2.方法:(1)細胞培養(yǎng)及轉(zhuǎn)染:HEC-1 -B 細胞購自中科院上海細胞庫，用含10%胎牛血清的DMEM 培養(yǎng)，隔天更換培養(yǎng)液。轉(zhuǎn)染前24h，以2.5 ×105/ml 的細胞數(shù)接種于6 孔板(96 孔板接種細胞數(shù)為2500/ml)，置37℃，5%飽和濕度CO2的培養(yǎng)箱過夜后，按照lipofectamine 2000 說明書分別轉(zhuǎn)染has-miR-449b mimics 和miRNA mimics 陰性對照。轉(zhuǎn)染完成后繼續(xù)培養(yǎng)來完成后續(xù)實驗。本實驗分為實驗組(miR -449b mimics 轉(zhuǎn)染組)和NC 組(miRNA mimics 陰性轉(zhuǎn)染組)。(2)RNA 的提取及實時熒光定量PCR 檢測miR -449b 的水平:轉(zhuǎn)染48h 后，Trizol 手工法提取細胞總RNA，保證A260/A280 在1.8 ～2.0 范圍內(nèi)。SYBR GREEN 試劑盒內(nèi)提供RT及qPCR 通用引物，操作步驟按其說明書進行，先將miRNA 加多聚A 尾，反轉(zhuǎn)錄為cDNA。qPCR 反應(yīng)體系為10μl:SYBR GREEN Mix5μl、cDNA 模板1μl、qPCR 通用引物1μl、上游引物1μl、ddH2O 2μl。miRNA-449b 特異上游引物序列為5' -AGGCAGUGUAUUGUUAGCUGGC-3'，以U6 為內(nèi)參物，上游引物序列為5' - CGCAAGGATGACACGCAAATTC -3'。反應(yīng)條件:95℃變性3min 后，95℃5s，62℃40s 擴增40 個循環(huán)。結(jié)果CT 值以2-ΔΔCt方法，來表示miR -449b 的表達量。(3)細胞增殖活性檢測:將HEC-1 -B 細胞接種于96 孔板，2500個細胞/孔，培養(yǎng)基100 微升/孔，每組設(shè)6 個復孔，24h 后轉(zhuǎn)染。轉(zhuǎn)染24、48、72h 后，每孔更換100μl 無雙抗血清的DMEM培養(yǎng)基，加入10μl CCK -8 原液，避光置于培養(yǎng)箱孵育，每30min 酶標儀檢測450nm 波長的吸光度，直至NC 組吸光度值接近1。(4)細胞克隆形成實驗:轉(zhuǎn)染72h 后，胰酶消化、離心、重懸，細胞計數(shù)后，以500 個細胞/孔接種于6 孔板(培養(yǎng)基2 毫升/孔)，輕輕搖動混勻，置于培養(yǎng)箱培養(yǎng)，每2 天更換培養(yǎng)液，約14 天后，肉眼可見6 孔板底部成團的克隆團，停止繼續(xù)培養(yǎng)。棄培養(yǎng)液，PBS 洗3 遍，4%多聚甲醛固定15min后，結(jié)晶紫避光染色30min，PBS 洗3 遍，空氣干燥，相機拍照，計克隆數(shù)。每孔加入500μl 34%冰乙酸萃取，100 微升/孔加至96 孔板中檢測590nm 波長的吸光度。(5)細胞凋亡檢測:6孔板鋪板，轉(zhuǎn)染72h 后，制備單細胞懸液，PBS 洗滌、離心2次，根據(jù)Annexin V/PI 細胞凋亡試劑盒的說明書對細胞進行染色后，用流式細胞儀測定細胞凋亡情況。(6)蛋白質(zhì)印跡(Western blot)法檢測E2F3 和p53 表達:采用常規(guī)Western blot 方法，抗體濃度按其說明書稀釋，經(jīng)辣根過氧化物酶催化底物發(fā)光，系統(tǒng)照相，Image Lab 軟件分析E2F3 和p53 表達變化(表達量以光密度數(shù)值表示)。

3.統(tǒng)計學方法:采用SPSS 19.0 統(tǒng)計學軟件。每組實驗至少重復3 次，結(jié)果以均數(shù)±標準差(±s)表示。各組數(shù)據(jù)比較運用單因素方差分析，進行兩兩比較。以P ＜0.05 為差異有統(tǒng)計學意義。

結(jié) 果

1.轉(zhuǎn)染后miR-449b 表達上調(diào):轉(zhuǎn)染48h 后，通過實時熒光定量PCR 檢測miR-449b 的表達量。采用2-ΔΔCt法計算miR -449b 表達量:610.84 ±41.35。實驗組miR-449b 表達量高于NC 組，差異有統(tǒng)計學意義(P ＜0.05，圖1 ～圖4)。

2.miR-449b 抑制細胞增殖:分別轉(zhuǎn)染24、48 和72h 后用CCK - 8 試劑盒檢測實驗組和NC 組的HEC-1 -B 細胞增殖活性，結(jié)果顯示，轉(zhuǎn)染24h:實驗組為0.95 ±0.04，NC 組為1.00 ±0.06;轉(zhuǎn)染48h:實驗組為0.84 ±0.05，NC 組為0.98 ±0.04;轉(zhuǎn)染72h:實驗組為0.58 ±0.07，NC 組為1.02 ±0.05。各時間點實驗組細胞增殖活性均較NC 組弱，組間比較，差異有統(tǒng)計學意義(P ＜0.05，圖5)。

圖1 U6 溶解曲線

圖2 miR-449b 溶解曲線

圖3 擴增曲線

圖4 實時熒光定量PCR 檢測miR-449b表達情況(2 -ΔΔCt法)

圖5 轉(zhuǎn)染24、48、72h 后細胞增殖情況(450nm 波長)

3.miR-449b 抑制細胞克隆形成:HEC -1 - B細胞培養(yǎng)14 天后，結(jié)晶紫染色結(jié)果如圖，實驗組細胞克隆形成能力下降。用冰醋酸萃取后，測590nm 吸光度結(jié)果顯示，實驗組為0. 51 ± 0. 01，NC 組為0.98 ±0.27，差異有統(tǒng)計學意義(P ＜0.05，圖6)。

圖6 細胞克隆形成實驗

4.miR-449b 促進細胞凋亡;轉(zhuǎn)染72h 后流式細胞儀測細胞凋亡情況。結(jié)果顯示，實驗組為24.70% ±0.56%，NC 組為10.90% ±0.64%。實驗組細胞凋亡增多，差異有統(tǒng)計學意義(P ＜0.05，圖7)。

圖7 流式細胞儀測細胞凋亡情況

5. E2F3 和p53 的表達情況:實驗組較NC 組E2F3 表達水平下調(diào)，p53 表達水平上調(diào)(圖8)。

圖8 E2F3、p53 表達情況

討 論

微小RNA(microRNA，miRNA)是一類長度為22 ～25 個核苷酸的內(nèi)源性小分子非編碼RNA，廣泛存在于真核生物中，功能是通過與靶基因3UTR 上的結(jié)合位點互補結(jié)合，在轉(zhuǎn)錄后調(diào)控基因的表達，在細胞生長、分化及凋亡等多種生物過程中發(fā)揮作用［3，4］。隨著miRNA 研究的深入，近年miRNA 與腫瘤的相關(guān)性越來越受到人們的重視，有研究報道癌組織和癌細胞中miRNA 表達差異明顯，可作為癌基因或抑癌基因參與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展［2，5］。子宮內(nèi)膜癌是發(fā)生于子宮內(nèi)膜的上皮性惡性腫瘤，分為雌激素依賴型(Ⅰ型)和非雌激素依賴型(Ⅱ型)，目前關(guān)于miRNA 在子宮內(nèi)膜癌中的生物學影響及作用機制研究甚少。

miR-449 是近年新發(fā)現(xiàn)的一種miRNA，通過轉(zhuǎn)錄后調(diào)控基因表達，參與多種疾病的發(fā)生、發(fā)展［6］。miR-449 既能通過自動調(diào)節(jié)反饋機制調(diào)控細胞周期負反饋調(diào)控通路，又能直接靶向識別及調(diào)控靶基因的表達，對細胞周期相關(guān)基因CDK 家族進行調(diào)控。在細胞增殖方面，Marcet 等［7］研究顯示miR -449 能影響Notch 信號通路，抑制細胞增殖。而在肝癌細胞系中，Zhang 等［8］發(fā)現(xiàn)miR -449 通過阻礙脂代謝相關(guān)的SIRT1 通路抑制細胞增殖。在胃癌中，Bou Kheir等［9］研究顯示miR -449 的直接靶基因有GMNN、MET、CCNE2、SIRT1，通過與靶基因的3UTR 結(jié)合沉默靶基因的表達，間接上調(diào)細胞p53 和p21 的表達，進而抑制細胞的增殖能力。在細胞凋亡方面，Lize等［10］研究發(fā)現(xiàn)miR-449 和miR-34 調(diào)節(jié)E2F-p53負反饋循環(huán)系統(tǒng)的平衡來誘導細胞凋亡。Feng 等［11］研究顯示miR-449 調(diào)節(jié)反饋機制調(diào)控細胞周期負反饋調(diào)控通路CDK -Rb -E2F1，miR -449 下調(diào)pRb-E2F1 的表達，靶向沉默CDK6 和CDK25A，導致pRb 脫磷酸化。而在婦科腫瘤方面，Jang 等［12］研究發(fā)現(xiàn)miR-449 在卵巢和子宮透明細胞癌中低表達。

筆者之前的研究［13］通過基因芯片的篩查發(fā)現(xiàn)miR-449a 及miR -449b 在子宮內(nèi)膜癌組織和正常子宮內(nèi)膜組織中的表達存在差異，這與其在胃癌、肝癌、肺癌、結(jié)腸癌等多種腫瘤中表達一致［8，9，14］。并且在后續(xù)研究［15］中，我們發(fā)現(xiàn)miR -449a 能抑制HEC -1 -B 細胞的生長。而本研究同樣以子宮內(nèi)膜腺癌HEC -1 - B 細胞為對象，通過轉(zhuǎn)染has-miR-449b mimics 使miR -449b 表達上調(diào)，通過實時熒光定量PCR 驗證HEC -1 -B 細胞轉(zhuǎn)染后miR-449b 表達量明顯高于NC 組，證實細胞轉(zhuǎn)染成功。CCK-8 和細胞克隆形成實驗顯示細胞增殖明顯受抑制，說明miR-449b 能抑制HEC -1 -B 細胞增殖。流式細胞儀測細胞凋亡顯示細胞凋亡增加明顯，說明miR-449b 能促進HEC -1 -B細胞凋亡。

E2F3 屬于轉(zhuǎn)錄因子E2F 家族，參與調(diào)控細胞周期由G 期進入S 期，促進細胞增殖及惡性轉(zhuǎn)化，是細胞周期重要的轉(zhuǎn)錄因子［16］。E2F3 可以和DP 蛋白結(jié)合形成二聚體，進而與靶基因的啟動子結(jié)合來調(diào)控轉(zhuǎn)錄。E2F3 活性受到腫瘤抑制因子Rb 磷酸化的直接調(diào)控。E2F3 與去磷酸化的Rb 結(jié)合而失活，使細胞周期于G1/S 期停滯，細胞增殖停止;E2F3 被釋放而活化時，細胞周期順利度過G1/S 期，促進細胞增殖［17］。E2F3 這種作用也同樣促進腫瘤細胞異常增殖，在腫瘤發(fā)展過程中起重要作用［18］。而p53 屬于p53 基因家族，是一種抑癌基因，具有阻滯細胞周期、修復受損DNA、促進細胞凋亡、抑制細胞過度增殖等功能。有研究表明過表達miR - 34 家族能調(diào)節(jié)E2F-p53 的平衡來誘導細胞周期停滯和促進細胞凋亡［10］。本研究用Western blot 方法證實轉(zhuǎn)染miR -449b 后E2F3 蛋白的表達下調(diào)及p53 蛋白的表達上調(diào)，表明miR-449b 可調(diào)節(jié)E2F3 -p53 負反饋循環(huán)系統(tǒng)，可能參與其信號通路的轉(zhuǎn)導，影響細胞周期過程，抑制細胞增殖，促進細胞凋亡。

綜上所述，本研究證明miR -449b 能抑制子宮內(nèi)膜腺癌HEC-1 -B 細胞的增殖，促進HEC -1 -B細胞的凋亡。轉(zhuǎn)染miR -449b 后E2F3 的表達下調(diào)和p53 的表達上調(diào)，說明miR - 449b 可作用于E2F3 -p53 負反饋循環(huán)系統(tǒng)來調(diào)控影響細胞周期，在子宮內(nèi)膜腺癌的發(fā)生、發(fā)展中起作用，且有可能成為子宮內(nèi)膜腺癌靶向治療的靶點。本研究初步提示了miR-449b 在子宮內(nèi)膜腺癌HEC-1 -B 細胞中的生物學功能和分子調(diào)控機制。而miR -449b 還通過哪些其他分子機制作用于子宮內(nèi)膜腺癌中還有待于進一步研究。

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