Survivin-shRNA對視網(wǎng)膜母細胞瘤HXO-RB44細胞增殖、凋亡、侵襲性及凋亡蛋白的影響

秦 靜 張 堅 段大鵬 張 樂

視網(wǎng)膜母細胞瘤(retinoblastoma，RB)原發(fā)于視網(wǎng)膜，好發(fā)于兒童，是1種眼內的惡性腫瘤，危害性極大[1]。視網(wǎng)膜母細胞瘤治療手段雖多，但多數(shù)患者預后仍差[2-3]。既往研究已證實Survivin基因與惡性腫瘤的發(fā)生、發(fā)展有密切關系，因此本實驗通過構建重組腺病毒載體Survivin-shRNA并轉染至HXO-RB44細胞后，檢測細胞增殖活性、凋亡指數(shù)、侵襲性以及PCNA、CAS-3蛋白的表達水平，從而評估其對視網(wǎng)膜母細胞瘤的影響，研討其可能機制。

1 材料與方法

1.1 主要實驗細胞株

視網(wǎng)膜母細胞瘤HXO-RB44細胞(購自中科院上海細胞庫)。

1.2 主要實驗試劑及儀器

胎牛血清、雙抗，美國Gibco公司；CAS-3、PCNA，美國Sigma公司；凋亡試劑盒，北京索萊寶科技有限公司；流式細胞儀，美國Becton Dickinson公司；顯微鏡成像系統(tǒng)，德國Leica公司。

1.3 HXO-RB44細胞培養(yǎng)

從液氮中取出先前凍存的活細胞，置水浴箱中，使其快速融化。吸出細胞懸液后加入培養(yǎng)液中，離心、吹打后移至含10%～15%胎牛血清、100 μg/ml雙抗的培養(yǎng)液中培養(yǎng)。80%～90%細胞貼壁時傳代。

1.4 Survivin-shRNA構建及轉染

shRNA序列由上海吉凱公司設計合成，采用腺病毒介導，構建Survivin-shRNA載體，在6孔板中接種HXO-RB44細胞，待60%～80%細胞生長融合時轉染。重組Survivin-shRNA轉染HXO-RB44細胞后以1∶5的比例傳代。按照不同處理方法分為Survivin-shRNA組、GFP組和CON組。

1.5 HXO-RB44細胞增殖抑制率檢測

對數(shù)生長期的HXO-RB44細胞計數(shù)后接種于96孔培養(yǎng)板中，重復4孔，同時設對照組。培養(yǎng)24 h后加20 μlMTT，再繼續(xù)培養(yǎng)4 h，每孔加150 μl DMSO。在平板震蕩器中震蕩10 min。應用酶聯(lián)免疫檢測儀，于490 nm波長處測定吸光度(OD)值，以空白對照孔OD值調零。按照公式計算細胞增殖抑制率：(1-實驗組OD值/對照組OD值)×100%。

1.6 細胞凋亡率檢測

應用Annexin V-FITC/PI雙染色流式細胞術，檢測HXO-RB44細胞凋亡率。取對數(shù)期生長的HXO-RB44細胞接種于細胞培養(yǎng)板，細胞密度約為105/ml。HXO-RB44細胞用胰酶消化后，1 500 rpm離心5 min。收集細胞用PBS重新懸浮細胞并調節(jié)細胞濃度。取100 μl HXO-RB44細胞懸液，在1 500 rpm離心5 min，然后加入500 μl的1×Binding Buffer、5 μl Annexin V-FITC及10 μl PI，室溫下避光反應5～10 min后上流式細胞儀分析。

1.7 Transwell侵襲小室實驗測細胞侵襲力

將Matrigel膠鋪于培養(yǎng)小室濾膜上，每孔20～30 μl,37 ℃過夜凝膠，在膜的另一面涂上纖維粘連蛋白，約5×105細胞/ml 200 μl加入小室內，培養(yǎng)24 h后擦去膜上層細胞，將膜取下，甲醛室溫固定30 min，蘇木精染色，乙醇逐級脫水，二甲醛透明后，用刀片裁下膜，置于載玻片上，鏡下計數(shù)。

1.8 Western blot檢測HXO-RB44細胞PCNA、CAS-3蛋白表達

培養(yǎng)的HXO-RB44細胞同步化后，提取HXO-RB44細胞蛋白，BCA法測定蛋白濃度。SDS-PAGE電泳至溴酚藍抵達分離膠底部結束電泳，入電轉緩沖液平衡5 min后轉膜。然后抗原抗體反應，并用辣根過氧化物酶化學增強劑顯色反應。采用GAPDH進行標化，然后通過軟件進行灰度掃描及定量。

1.9 統(tǒng)計學處理

應用SPSS 18.0軟件包進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計，多組樣本比較采用單因素方差分析檢驗。

2 結果

2.1 Survivin-shRNA對HXO-RB44細胞增殖的影響

MTT結果表明，Survivin-shRNA對HXO-RB44細胞的生長有明顯抑制作用。如圖1所示，在24 h時，CON組的增殖抑制率為(7.69±1.12)%，GFP組的增殖抑制率為(8.06±1.26)%，而Survivin-shRNA組的增殖抑制率為(24.90±4.55)%，差異有顯著性(P<0.05)。在48 h和72 h也有相同的趨勢。另外，在CON組及GFP組中，72 h增殖率與24 h、48 h相比，差異無統(tǒng)計學意義 (P>0.05)，而Survivin-shRNA組中，72 h時細胞增殖抑制率可達到(43.92±6.18)%，明顯高于24 h的(24.90±4.55)%和48 h時的(27.35±5.23)%，差異均有顯著性(P<0.05)。

圖1 各組HXO-RB44細胞增殖抑制率

2.2 Survivin-shRNA對HXO-RB44細胞凋亡的影響

流式細胞術檢測發(fā)現(xiàn)，與Control組和GFP組相比，Survivin-shRNA組HXO-RB44細胞早期凋亡率增高，差異有顯著性(P<0.05)，見圖2。

圖2 流式細胞術檢測各組HXO-RB44細胞凋亡率

2.3 Survivin-shRNA對HXO-RB44細胞侵襲性的影響

transwell侵襲小室實驗結果發(fā)現(xiàn)，與對照組相比較，Survivin-shRNA組穿膜細胞數(shù)明顯減少,差異具有統(tǒng)計學意義 (P<0.05)，提示Survivin-shRNA能抑制HXO-RB44細胞的侵襲能力(圖3)。

圖3 各組HXO-RB44細胞穿膜細胞數(shù)比較

2.4 Survivin-shRNA對HXO-RB44細胞蛋白表達的影響

Westtern blot結果發(fā)現(xiàn)，Survivin-shRNA可降低PCNA蛋白的表達水平，并提高CAS-3的表達水平，見圖4。

圖4 各組HXO-RB44細胞蛋白表達水平

3 討論

視網(wǎng)膜母細胞瘤在全世界發(fā)病率約為1∶20 000[4]，其發(fā)病率有逐年上升的趨勢[5]，最早由Pawius報道。目前趨向于個性化綜合治療包括手術摘除眼球、化學減容法、外照射、激光、溫熱療法、冷凍療法及針對轉移腫瘤的全身化療等[6-7]。隨著醫(yī)學的進步，患者的生存率得到了極大地提高，但總體生存率仍低于50%[8-9]。

既往研究表明，Survivin在視網(wǎng)膜母細胞瘤中的特異表達，并與腫瘤的發(fā)生發(fā)展密切相關，國內外許多學者對Survivin基因與惡性腫瘤關系進行了深入研究，因此Survivin靶向治療有可能會是1種有效的嘗試[10]。基因治療中，RNA干擾技術是其中的1種常用的方法靶向Survivin的基因干擾可阻斷Survivin表達，從而抑制腫瘤細胞發(fā)生、發(fā)展及侵襲、轉移[11]。靶向基因治療具有特異性強等優(yōu)點，一般不產生嚴重反應。

本研究結果顯示，Survivin-shRNA可明顯抑制HXO-RB44細胞的增殖，并且具有時間依賴性。Annexin V-FITC/PI雙染色流式細胞術檢測結果發(fā)現(xiàn)，Survivin-shRNA組細胞凋亡率較Control組和GFP組明顯減少。transwell侵襲小室實驗結果發(fā)現(xiàn)，與對照組相比，Survivin-shRNA組穿膜細胞數(shù)明顯減少。以上表明，Survivin-shRNA可抑制視網(wǎng)膜母細胞瘤細胞增殖，誘導細胞凋亡，并抑制細胞的侵襲性生物學行為。

研究表明，細胞增殖與凋亡之間的平衡失調與腫瘤的發(fā)生發(fā)展密切相關，當細胞增殖增加或凋亡減少，則易致腫瘤發(fā)生發(fā)展。Caspase家族是研究細胞凋亡最常見的細胞因子，是細胞凋亡的執(zhí)行者，決定了細胞凋亡的形態(tài)和生物化學改變[12]。當caspase受到抑制，使細胞凋亡障礙，就可能引起多種腫瘤的發(fā)生[13]。PCNA是DNA復制所必需的，并已被證明是腫瘤增殖1個重要的標記，Survivin的表達已被證實與視網(wǎng)膜母細胞瘤中PCNA和CAS-3密切相關[14-15]。我們的研究發(fā)現(xiàn)，敲除視網(wǎng)膜母細胞瘤細胞Survivin，可以下調PCNA的表達，上調CAS-3的表達，提示Survivin可能通過調節(jié)PCNA和CAS-3的表達參與視網(wǎng)膜母細胞瘤增殖和凋亡。

Survivin-shRNA抑制視網(wǎng)膜母細胞瘤細胞增殖，誘導細胞凋亡，并抑制其侵襲能力，其機制可能是通過調控PCNA、CAS-3蛋白的表達，激活相關細胞凋亡信號通路來完成。