孫德彬,藍(lán)秀
(麗水市中心醫(yī)院 呼吸內(nèi)科,浙江 麗水 323000)
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miR-187在肺癌組織中的表達(dá)及其效應(yīng)
孫德彬,藍(lán)秀
(麗水市中心醫(yī)院呼吸內(nèi)科,浙江麗水323000)
[摘 要]目的:探討微小RNA(microRNA,miR)-187在肺癌組織中的表達(dá)及其效應(yīng)。方法:以U6為內(nèi)參,采用莖環(huán)實(shí)時(shí)熒光定量PCR(RT-qPCR)方法檢測32例肺癌及其癌旁正常組織標(biāo)本miR-187的表達(dá)量,并分析其表達(dá)與肺癌臨床病理特征間的關(guān)系。采用miR-187模擬物(mimics)上調(diào)A549肺癌細(xì)胞內(nèi)miR-187表達(dá)水平,通過噻唑藍(lán)(MTT)法檢測細(xì)胞活性,通過流式細(xì)胞術(shù)檢測細(xì)胞周期。結(jié)果:與癌旁正常組織比較,miR-187在肺癌組織中表達(dá)顯著下調(diào)(t=5.236,P<0.001)。臨床病理特征相關(guān)性分析結(jié)果顯示,腫瘤組織miR-187的表達(dá)與肺癌病理分級及臨床分期相關(guān)(P<0.05),與年齡、性別、吸煙史、腫塊大小、病理類型及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移情況未見明顯相關(guān)性(P>0.05)。采用miR-187 mimics上調(diào)A549肺癌細(xì)胞內(nèi)miR-187表達(dá)后,細(xì)胞增殖明顯受到抑制,G0/G1期細(xì)胞比例增高,G2/M期細(xì)胞比例明顯降低。結(jié)論:miR-187在肺癌組織中的下調(diào)表達(dá)可能參與了肺癌的發(fā)生發(fā)展過程。
[關(guān)鍵詞]微小RNA;miR-187;肺腫瘤
肺癌的發(fā)病率與病死率在全世界范圍內(nèi)增速迅猛[1],我國目前肺癌病死率為30.61/10萬人,較30年前增加了465%,位居各種惡性腫瘤之首[2]。在后基因組時(shí)代,RNA組學(xué)研究逐漸成為熱點(diǎn):基因組超過98%的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物為不編碼蛋白的非編碼RNA (non-coding RNA,ncRNA),其中微小RNA(microRNA,miR)可通過與靶mRNA的3’-UTR互補(bǔ)配對,指導(dǎo)mRNA切割、降解;也可通過與靶mRNA的不完全配對,沉默其表達(dá),從而參與調(diào)控細(xì)胞的分化、生長、增殖和凋亡等[3-6]。近年來少數(shù)的研究已經(jīng)證實(shí),miR-187異常表達(dá)與前列腺癌、乳腺癌、卵巢癌等相關(guān),但其與肺癌的相關(guān)性迄今尚鮮見報(bào)道。為此,本研究進(jìn)一步通過莖環(huán)實(shí)時(shí)熒光定量PCR(RT-qPCR)方法對32例肺癌組織及相對應(yīng)的正常組織進(jìn)行表達(dá)水平檢測,旨在分析miR-187表達(dá)與肺癌臨床病理特征的關(guān)系,并通過細(xì)胞干預(yù)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證miR-187的效應(yīng)。
1.1材料 Trizol試劑、胎牛血清、lipofectamine 2000、Opti-MEM培養(yǎng)液、0.05% Trypsin購自美國Invitrogen公司;F12K培養(yǎng)基購自美國Sigma公司;DNase I、RNase-free試劑購自寶生物工程(大連)有限公司;ReverTra Ace? qPCR RT Kit、SYBR? Green Realtime PCR Master Mix等購自日本Toyobo公司;miR-187模擬物(mimics)及無關(guān)序列對照購自上海吉瑪公司;A549人非小細(xì)胞肺癌細(xì)胞購自中科院上??茖W(xué)研究所細(xì)胞庫;引物由上海英駿生物技術(shù)有限公司合成。
1.2方法
1.2.1組織標(biāo)本采集及處理:標(biāo)本取自2008年6 月-2012年7月間在我院胸外科行手術(shù)治療的肺癌患者32例,術(shù)前均未行放、化療等治療,年齡32~78歲,平均(45.5±12.3)歲,組織病理類型的判斷標(biāo)準(zhǔn)參照WHO肺癌的病理學(xué)分類。每例標(biāo)本留取腫瘤組織及對應(yīng)的正常肺組織(腫瘤遠(yuǎn)端5 cm處的肺組織,并經(jīng)組織病理切片檢測證實(shí)),離體后10 min內(nèi)置于液氮保存待做后續(xù)分析。
1.2.2小RNA抽提:取液氮保存的肺癌組織及癌旁正常組織標(biāo)本,在液氮中碾碎至粉狀,按Trizol試劑說明書提取總RNA,DEPC處理水溶解。為去除可能污染的DNA,抽提的RNA溶液按DNase I說明書步驟進(jìn)一步純化。采用NanoDrop2000超微量分光光度計(jì)(美國Thermo公司)檢測RNA溶液OD260/OD280吸光值,計(jì)算RNA濃度和純度,OD260/OD280比值>1.8方可用于檢測。1.0%瓊脂糖變性凝膠電泳檢測RNA的完整性。
1.2.3miR-187表達(dá)檢測:以U6作為內(nèi)參,分析肺癌組織miR-187表達(dá),相關(guān)分析的引物序列見表1。0.5 μg總RNA分別以U6 RT引物和miR-187莖環(huán)RT引物進(jìn)行反轉(zhuǎn)錄。反轉(zhuǎn)錄體系按照ReverTra Ace? qPCR RT Kit說明書進(jìn)行,反應(yīng)條件為:16 ℃ 30 min,42 ℃ 30 min,95 ℃ 5 min。以20 μL反應(yīng)體系進(jìn)行RT-qPCR。測反應(yīng)體系包括:1 μL RT產(chǎn)物,1×SYBR Green I Master mix,10 μmol/L特異前向引物、10 μmol/L特異反向引物。RT-qPCR條件為:95 ℃ 5 min后,94 ℃ 15 s,60 ℃ 1 min,72 ℃30 s,40個(gè)循環(huán)。所有樣品做3復(fù)孔。RT-qPCR使用ABI StepOne/StepOnePlus RT-qPCR儀器進(jìn)行檢測。記錄每個(gè)反應(yīng)管中的熒光信號到達(dá)所設(shè)定的域值時(shí)所經(jīng)歷的循環(huán)數(shù)即Ct值,以U6作為內(nèi)參照,以2-ΔΔCt表示miR-187在肺癌組織相對于癌旁組織的表達(dá)。ΔCt為同一樣本目的基因與內(nèi)參基因Ct值之差,即ΔCt=CtmiR-187-CtU6,△△Ct=(CtmiR-187-CtU6)腫瘤-(CtmiR-187-CtU6)正常。miR-187相對表達(dá)水平<1,表示肺癌組織miR-187的表達(dá)水平低于配對癌旁組織miR-187的表達(dá);miR-187相對表達(dá)水平>1,表示肺癌組織miR-187的表達(dá)水平高于配對癌旁組織miR-187的表達(dá)。PCR產(chǎn)物經(jīng)3.5%瓊脂糖凝膠電泳分析。
表1 定量PCR檢測相關(guān)引物序列
1.2.4細(xì)胞培養(yǎng)及miR-187轉(zhuǎn)染:A549人非小細(xì)胞肺癌細(xì)胞用含10%胎牛血清、50 U/mL青霉素、50 μg/mL鏈霉素的F12K培養(yǎng)基,置于37 ℃、5% CO2培養(yǎng)箱內(nèi)培養(yǎng),23 d傳代一次。設(shè)20 nmol/L、40 nmol/L、80 nmol/L 3個(gè)不同濃度的miR-187 mimics干預(yù)組、無關(guān)序列組(NC組)及未轉(zhuǎn)染組(Blank組)。轉(zhuǎn)染前將2×105個(gè)細(xì)胞分別接種于6孔板,培養(yǎng)24 h,使細(xì)胞貼壁率大約為60%~70%,將培養(yǎng)基替換為無血清Opti-mem培養(yǎng)基,按li-pofetmaine2000說明書轉(zhuǎn)染細(xì)胞,轉(zhuǎn)染24 h、48 h及72 h后去培養(yǎng)基,Hanks洗滌3次,加Trizol試劑收集細(xì)胞RNA,于80℃冰箱保存。
1.2.5細(xì)胞增殖與活性檢測:本次實(shí)驗(yàn)設(shè)A549細(xì)胞Blank組、NC組和miR-187 mimics組(miR-187 mimics轉(zhuǎn)染濃度分別為20 nmol/L、40 nmol/L、80 nmol/L)。另設(shè)背景組(未接種細(xì)胞,只加入培養(yǎng)基)作為調(diào)零孔。實(shí)驗(yàn)共分6個(gè)組,每組3個(gè)復(fù)孔。參照CCK-8試劑盒說明書,分別檢測上述各組細(xì)胞增殖情況。用酶標(biāo)儀測定450 nm波長的吸光度值(OD)。并計(jì)算細(xì)胞活力=(實(shí)驗(yàn)組-空白孔)A450/(對照組-空白孔)A450×100%。實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次。
1.2.6流式細(xì)胞儀檢測細(xì)胞周期:以2×105個(gè)細(xì)胞接種于6孔板,每孔2 mL,轉(zhuǎn)染前用無血清培養(yǎng)液饑餓培養(yǎng)24 h,使得細(xì)胞周期同步在G0/G1期。取miR-187 mimics干預(yù)組及無NC組轉(zhuǎn)染的細(xì)胞,0.25%胰酶消化,用培養(yǎng)液吹打,800×g離心15 min去上清,PBS洗2次,加0.5 mL PBS吹勻,用5 mL注射器將細(xì)胞吸起,打入5 mL 70%(預(yù)冷)乙醇中,4 ℃固定過夜,800×g離心15 min收集固定細(xì)胞,PBS 洗2次,用0.4 mL PBS重懸細(xì)胞并輕輕吹打,加適當(dāng)濃度的RNase-A,37 ℃水浴消化30 min,加入適當(dāng)濃度的PI,在冰浴中避光染色30 min,過濾,流式細(xì)胞儀(Beckman Coulter,Brea,CA,USA)分析檢測,每個(gè)樣本取3個(gè)復(fù)孔,每個(gè)復(fù)孔檢測1次,獲得數(shù)據(jù)后進(jìn)行結(jié)果分析。
1.3統(tǒng)計(jì)學(xué)處理方法 采用SPSS17.0軟件包進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。miR-187表達(dá)數(shù)據(jù)以中位數(shù)和四分位數(shù)間距表示。正態(tài)分布且方差齊的數(shù)據(jù)2組間比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn),多組間比較采用方差分析,肺癌組織與其配對癌旁組織miR-187平均表達(dá)水平比較采用配對的非參數(shù)Wilcoxon符號秩檢驗(yàn);肺癌組織miR-187相對表達(dá)水平與胃癌臨床病理指標(biāo)之間的關(guān)系采Mann-Whitney u檢驗(yàn)(2組)和Kruskal-Wallis H檢驗(yàn)(多組)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1miR-187檢測特異性分析 qPCR擴(kuò)增產(chǎn)物的熔解曲線(見圖1A)顯示為單峰,肺癌組織和癌旁正常組織總RNA經(jīng)特異引物RT-qPCR擴(kuò)增后, miR-187 及U6內(nèi)參的PCR產(chǎn)物為單一條帶(見圖1B),說明建立的RT-qPCR方法能特異檢測相應(yīng)的目的基因。
圖1 miR-187和內(nèi)參U6 qPCR特異性分析
圖2 肺癌組織及其配對癌旁正常肺組織miR-187平均表達(dá)水平
2.2肺癌組織miR-187表達(dá)水平 31例肺癌組織及其配對癌旁正常肺組織miR-187表達(dá)水平的RT-qPCR檢測結(jié)果(見圖2)表明,肺癌組織miR-187表達(dá)水平明顯低于配對癌旁正常肺組織(t=5.236,P<0.001),肺癌組織miR-187相對表達(dá)水平為0.626 (0.283,0.827)。
2.3miR-187表達(dá)水平與肺癌臨床病理特征的關(guān)系 miR-187的表達(dá)在不同病理分級及臨床分期存在顯著差異(見表2)。不同病理分級的肺癌標(biāo)本中,分化程度越低的肺癌組織miR-187表達(dá)水平越低(P=0.017),miR-187表達(dá)水平在III/IV期臨床分期的肺癌組織標(biāo)本明顯低于I/II期的組織標(biāo)本(P= 0.026)。miR-187表達(dá)水平和年齡、性別、吸煙史、腫塊大小、病理類型及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移情況未見明顯相關(guān)性(P>0.05)。見表2。
表2 miR-187表達(dá)水平與腫癌臨床病理特征的關(guān)系
2.4上調(diào)miR-187表達(dá)對A549人非小細(xì)胞肺癌細(xì)胞增殖及細(xì)胞周期的影響 結(jié)果(見圖3)顯示,與Blank組和NC組比較,20 nmol/L、40 nmol/L、80 nmol/L miR-187 mimics轉(zhuǎn)染各實(shí)驗(yàn)組的A549細(xì)胞增殖均明顯受到抑制,且呈濃度依賴性(P<0.05)。miR-187 mimics轉(zhuǎn)染24 h、48 h和72 h等不同的時(shí)間點(diǎn)之間比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。細(xì)胞周期檢測結(jié)果(見圖4)顯示,與Blank組和NC組比較,miR-187 mimics各濃度組轉(zhuǎn)染的A549細(xì)胞周期分布在24 h、48 h和72 h均發(fā)生改變,G0/G1期細(xì)胞比例增高,G2/M期細(xì)胞比例明顯降低(P<0.05),但未見明顯的時(shí)間效應(yīng)和濃度效應(yīng)。
圖3 miR-187 mimics干預(yù)對A549細(xì)胞活力的影響
miRNA是近年來在多種真核細(xì)胞和病毒中發(fā)現(xiàn)的一類非編碼蛋白的短序列(21~23個(gè)核苷酸)RNA片斷。它通常與靶基因的3’UTR區(qū)互補(bǔ)配對,指導(dǎo)miRNA復(fù)合體對靶基因mRNA進(jìn)行切割或者翻譯抑制,抑制基因表達(dá)[7-9]。自從Calin等[8]首次報(bào)道m(xù)iRNA異常表達(dá)與腫瘤有關(guān),近十幾年來,miRNA在腫瘤的發(fā)生發(fā)展中的作用越來越受到重視。
越來越多的證據(jù)表明,miR-187可作為抑癌基因或致癌基因,與腫瘤細(xì)胞增殖和凋亡密切相關(guān)。鼻咽癌[9]、腎癌[10]、胰腺癌[11]、甲狀腺癌[12]、食管癌[13]以及神經(jīng)母細(xì)胞瘤[14]等多種腫瘤,已證實(shí)存在miR-187異常表達(dá)。我們前期肺癌組織miRNA芯片檢測發(fā)現(xiàn),miR-187在肺癌組織表達(dá)明顯下調(diào)表達(dá)。為驗(yàn)證miR-187表達(dá)水平與肺癌的相關(guān)性,本研究以U6為內(nèi)參照,采用RT-qPCR檢測了32例肺癌組織miR-187的表達(dá)。結(jié)果顯示,與癌旁正常肺組織比較,肺癌組織miR-187的表達(dá)明顯下調(diào)。臨床病理特征相關(guān)性分析顯示,miR-187的表達(dá)水平與肺癌病理分級及臨床分期相關(guān)。進(jìn)一步細(xì)胞干預(yù)實(shí)驗(yàn)證實(shí),采用miR-187 mimics轉(zhuǎn)染上調(diào)細(xì)胞內(nèi)miR-187表達(dá)后,細(xì)胞增殖明顯受到抑制,G0/G1期細(xì)胞比例增高,G2/M期細(xì)胞比例明顯降低。這些結(jié)果提示腫瘤組織低表達(dá)的miR-187可能參與肺癌的發(fā)生發(fā)展過程。最近有研究[15]顯示,miR-187通過調(diào)節(jié)靶基因DAB2,參與了卵巢癌的進(jìn)展,也與患者的總體生存率及術(shù)后無復(fù)發(fā)生存率相關(guān)。Mulrane等[16]發(fā)現(xiàn),乳腺癌組織miR-187表達(dá)水平的高、低與乳腺癌的侵襲能力相關(guān),可以作為一個(gè)獨(dú)立的預(yù)后因素。但是不同研究者報(bào)道亦不盡相同,Cheng等[17]報(bào)道,反義抑制miR-187的表達(dá),HeLa細(xì)胞的增殖能力下降。而Park等[18]的研究認(rèn)為miR-187的過量表達(dá),HeLa細(xì)胞的增殖能力減退,細(xì)胞凋亡增加。這些結(jié)果提示,miR-187在不同腫瘤組織可能以不同方式參與腫瘤致癌過程。
圖4 miR-187 mimics干預(yù)48 h對A549細(xì)胞周期的影響
miRNA主要通過調(diào)節(jié)靶基因表達(dá)發(fā)揮效應(yīng)。Dab2[15]、MMP13[16]已被證實(shí)是miR-187的靶基因。Sirotkin等[19]研究發(fā)現(xiàn)miR-187的過度表達(dá)可以減少人類卵巢顆粒細(xì)胞凋亡相關(guān)蛋白質(zhì)BAX和增殖細(xì)胞核抗原(PCNA)的表達(dá)。最近Helwak等[20]基于miRNA-mRNA直接相互作用的CLASH實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),TUBG1、MAD2L2及STOML2是miR-187的靶基因。已經(jīng)證實(shí),MAD2L2是一個(gè)參與有絲分裂檢查點(diǎn)過程控制的成員的基因,與癌旁正常組織比較,結(jié)腸癌組織表達(dá)明顯上調(diào),而且MAD2L2上調(diào)表達(dá)的結(jié)直腸癌患者不良預(yù)后[21]。STOML2是Stomatin超家族成員之一,也已經(jīng)證實(shí)在多種腫瘤組織上調(diào)表達(dá)[22-25]。由于miR-187在不同類型腫瘤中的作用不同,肺癌腫瘤組下調(diào)表達(dá)的miR-187是否通過上述的靶基因發(fā)揮效應(yīng)還有待于進(jìn)一步驗(yàn)證。
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(本文編輯:胡苗苗)
Expression of miR-187 in the tissues of lung cancer and its effect
SUN Debin, LAN Xiu. Department of Respiratory Medicine, Lishui Central Hospital, Lishui, 323000
Abstract:Objective: To explore the expression of miR-187 in the tissues of lung cancer and its effect. Methods: By normalized to U6, the expressions of miR-187 in 32 lung cancer and matched non-tumor adjacent tissue specimens were examined by stem-loop real-time RT-qPCR method. The relationship between miR-187 expression and clinicopathological characteristics was further analyzed. After transfected with miR-187 mimics, the biological functions of miR-187 were determined by cell proliferation and cell cycle assay. Results:Expression of miR-187 in the tissue of lung cancer was obviously higher than that in non-tumor adjacent tissue specimens (t=5.236, P<0.0001). Clinical features correlation analysis showed that the down-expression of miR-187 was correlated with the pathological grading and the clinical staging (P<0.05). Functional studies indicated that the overexpression of miR-187 dramatically inhibited the proliferation of A549 cells in vitro and changed the situation of the cell cycle, arrested at G0/G1 phase. Conclusion: Down-expression of miR-187 in the patients of lung cancer may play a key role in the development and progression of lung cancer.
Key words:microRNA; miR-187; lung neoplasms
[中圖分類號]R734.2
[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A
DOI:10.3969/j.issn.2095-9400.2016.04.010
收稿日期:2015-08-19
作者簡介:孫德彬(1975-),男,浙江青田人,副主任醫(yī)師。