染色質(zhì)解旋酶DNA結(jié)合蛋白對(duì)舌鱗狀細(xì)胞癌CAL27細(xì)胞侵襲和轉(zhuǎn)移影響的研究

胡凱莉 范欣 胡溫庭 李洪利 唐清華 孫學(xué)輝

1.濰坊醫(yī)學(xué)院口腔醫(yī)學(xué)院，濰坊261053；2.濰坊醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院口腔科，濰坊261000；3.濰坊醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院口腔頜面外科，濰坊261000；4.濰坊醫(yī)學(xué)院醫(yī)學(xué)研究實(shí)驗(yàn)中心，濰坊261053

舌鱗狀細(xì)胞癌是口腔鱗狀細(xì)胞癌最常見(jiàn)的類(lèi)型[1]，其發(fā)展速度較快，相較于其他類(lèi)型口腔鱗狀細(xì)胞癌更具有侵襲性[2]，舌鱗狀細(xì)胞癌可引起語(yǔ)言功能障礙、妨礙咀嚼、吞咽困難等口腔癥狀[3]。而且舌部血運(yùn)豐富，活動(dòng)頻繁，這些特殊的解剖結(jié)構(gòu)使得癌癥轉(zhuǎn)移率高于其他類(lèi)型的口腔鱗狀細(xì)胞癌[4]。

據(jù)報(bào)道[5]，早期患者預(yù)后良好，但是如果發(fā)生隱匿性轉(zhuǎn)移，患者死于疾病的風(fēng)險(xiǎn)將增加5 倍，5年生存率由85.5%下降至48.5%。Wang 等[6]的研究表明，口腔鱗狀細(xì)胞癌的復(fù)發(fā)率為32.7%，只有31.8%的復(fù)發(fā)患者可以存活5 年，而在沒(méi)有復(fù)發(fā)的患者中，79.9%可以存活5 年。因此明確舌鱗狀細(xì)胞癌的侵襲轉(zhuǎn)移機(jī)制，可為臨床上抑制舌鱗狀細(xì)胞癌的侵襲轉(zhuǎn)移提供新的靶點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

肝癌細(xì)胞中分離出來(lái)的染色質(zhì)解旋酶DNA 結(jié)合蛋白（chromodomain helicase/ATPase DNA binding protein 1-like gene，CHD1L），屬于氟化亞錫2家族的亞家族[7]。該家族蛋白主要參與細(xì)胞核活動(dòng)，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄，維持染色體完整性和DNA 修復(fù)[8]。CHD1L 在肝癌、食管鱗狀細(xì)胞癌和小細(xì)胞肺癌中表達(dá)異常，并且與腫瘤進(jìn)展和預(yù)后具有顯著相關(guān)性[9-11]。本課題組前期實(shí)驗(yàn)[12]證明，CHD1L 在乳腺癌發(fā)生發(fā)展中具有促進(jìn)作用，但是CHD1L 在舌鱗狀細(xì)胞癌的表達(dá)及作用機(jī)制尚未明確闡述，因此本研究旨在探索CHD1L 在舌鱗狀細(xì)胞癌侵襲和轉(zhuǎn)移的作用，有望為臨床抑制舌鱗狀細(xì)胞癌侵襲轉(zhuǎn)移提供新的思路。

1 材料和方法

1.1 材料

Lipofectamine 2000 脂質(zhì)體轉(zhuǎn)染試劑、Beyo-ClickTMEdU 細(xì)胞增殖試劑盒（上海市碧云天生物技術(shù)有限公司）；β 肌動(dòng)蛋白單克隆抗體、兔抗人CHD1L、上皮鈣黏著蛋白和波形蛋白單克隆抗體（Abcam 公司，英國(guó)）；人正常皮膚細(xì)胞HaCaT 由濰坊醫(yī)學(xué)院醫(yī)學(xué)研究實(shí)驗(yàn)中心保存，人舌鱗狀細(xì)胞癌CAL27 細(xì)胞由上海市口腔頜面部腫瘤組織樣本及生物信息數(shù)據(jù)庫(kù)專(zhuān)業(yè)技術(shù)服務(wù)平臺(tái)贈(zèng)送。

1.2 方法

1.2.1 運(yùn)用數(shù)據(jù)庫(kù)檢索CHD1L 在頭頸鱗狀細(xì)胞癌中的表達(dá)和與頭頸鱗狀細(xì)胞癌患者預(yù)后的關(guān)系 舌鱗狀細(xì)胞癌是頭頸鱗狀細(xì)胞癌主要亞型之一[13]，因數(shù)據(jù)庫(kù)未對(duì)頭頸鱗狀細(xì)胞癌詳細(xì)分組，因此擬通過(guò)檢索CHD1L 在頭頸鱗狀細(xì)胞癌的表達(dá)來(lái)評(píng)估CHD1L 在舌鱗狀細(xì)胞癌的表達(dá)。Ualcan 數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)源于TCGA 數(shù)據(jù)庫(kù)，是一個(gè)包括31 種癌癥、數(shù)千個(gè)腫瘤樣本的基因數(shù)據(jù)。以“CHD1L”和“Head and Neck squamous cell carcinoma（HNSC）”為關(guān)鍵詞在Ualcan 數(shù)據(jù)庫(kù)（http://ualcan.path.uab.edu/analysis.html）檢索CHD1L 在HNSC 組織和正常組織的表達(dá)以及按淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移數(shù)量分組后各組中的相對(duì)表達(dá)情況。通過(guò)GEPIA 數(shù)據(jù)庫(kù)（http://gepia.cancer-pku.cn/index.html）中檢索頭頸鱗狀細(xì)胞癌患者CHD1L的表達(dá)與患者生存的關(guān)系。

1.2.2 細(xì)胞培養(yǎng) 人舌鱗狀細(xì)胞癌細(xì)胞CAL27和人正常皮膚細(xì)胞HaCaT 用含10%胎牛血清的高糖型Dulbecco 改良的Eagle 培養(yǎng)基（Dulbecco's modified eagle medium，DMEM），于37 ℃、5%CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。CHD1L 質(zhì)粒轉(zhuǎn)染方法參照文獻(xiàn)[14]，將CHD1L 敲除質(zhì)粒和敲除對(duì)照質(zhì)粒分別轉(zhuǎn)染進(jìn)入人舌鱗狀細(xì)胞癌細(xì)胞CAL27。將轉(zhuǎn)染后細(xì)胞命名如下：1）SiCHD1L/CAL27 組：轉(zhuǎn)入CHD1L 敲除質(zhì)粒；2）Scr/CAL27 組：轉(zhuǎn)入CHD1L 敲除對(duì)照質(zhì)粒。

1.2.3 蛋白質(zhì)印跡檢測(cè) 為檢測(cè)人正常皮膚細(xì)胞HaCaT、人舌鱗狀細(xì)胞癌細(xì)胞CAL27以及Scr/CAL-27 組細(xì)胞和SiCHD1L/CAL27 組細(xì)胞中CHD1L 的表達(dá)情況，使用裂解液將各組細(xì)胞裂解，提取總蛋白。上樣，進(jìn)行十二烷基硫酸鈉（sodium dodecyl sulfate，SDS）-聚丙烯酰胺凝膠電泳（polyacrylamide gel electrophoresis，PAGE），隨后參照蛋白標(biāo)記切取蛋白β 肌動(dòng)蛋白、CHD1L、上皮鈣黏著蛋白和波形蛋白對(duì)應(yīng)的條帶，轉(zhuǎn)移至聚偏二氟乙烯膜（polyvinylidene fluoride，PVDF）膜上。封閉，清洗，敷對(duì)應(yīng)的一抗，4 ℃過(guò)夜。再次清洗后敷二抗，曝光。一抗抗體配制比例分別為CHD1L（1∶1 000）；上皮鈣黏著蛋白（1∶1 000）；波形蛋白（1∶1 000）；β肌動(dòng)蛋白（1∶1 000）。

1.2.4 EdU 增殖實(shí)驗(yàn) 為了分析CHD1L 對(duì)舌鱗癌細(xì)胞CAL27增殖能力的影響，使用帶有Alexa Fluor 594的BeyoClickTMEdU細(xì)胞增殖試劑盒進(jìn)行EdU染色。首先用磷酸緩沖鹽溶液（phosphate buffered saline，PBS）輕輕沖洗細(xì)胞，然后加入新鮮的常規(guī)培養(yǎng)基，再加10 μL EdU 工作液與培養(yǎng)液混勻。將細(xì)胞在37 ℃、5%CO2下孵育2 h。溫育后，再次用PBS 清洗細(xì)胞以除去培養(yǎng)基和游離的EdU探針。然后室溫下于4%多聚甲醛中固定15 min，PBS 清洗3 次。室溫下用含0.3% Triton X-100 的PBS孵育15 min。PBS清洗1～2次，加入200 μL 的點(diǎn)擊反應(yīng)緩沖液、CuSO4、Azide 594 和點(diǎn)擊反應(yīng)添加劑溶解液的混合物，孵育30 min，同時(shí)避光保存。PBS 清洗玻片，30 ℃避光條件下Hoechst 33342 染色10 min，吸出染色劑，PBS 再次洗滌后，激光共聚焦顯微鏡拍照。每組實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次。1.2.5 傷口愈合實(shí)驗(yàn) 為檢測(cè)CHD1L 對(duì)人舌鱗癌細(xì)胞CAL27 遷移能力的影響，實(shí)驗(yàn)將Scr/CAL27和SiCHD1L/CAL27 細(xì)胞懸液分別接種至六孔板中，并在完全培養(yǎng)基中生長(zhǎng)至80%左右，用10 μL的槍頭沿直尺在六孔板中央劃條直線，PBS 洗滌幾次，含1%胎牛血清的培養(yǎng)液繼續(xù)培養(yǎng)。在光學(xué)顯微鏡下拍攝照片，記錄愈合過(guò)程。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

所有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)均用SPSS 20.0 統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行處理，各組樣本間采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，認(rèn)為P＜0.05差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 數(shù)據(jù)庫(kù)檢測(cè)結(jié)果

通過(guò)Ualcan 網(wǎng)站分析TCGA 數(shù)據(jù)庫(kù)中CHD1L在頭頸鱗狀細(xì)胞癌組織和正常上皮組織的差異表達(dá)情況，結(jié)果與正常上皮組織相比，CHD1L 在頭頸鱗狀細(xì)胞癌組織中表達(dá)升高（P＜0.000 1，圖1A），且淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移數(shù)量＞9 個(gè)的頭頸鱗狀細(xì)胞癌患者的CHD1L 的表達(dá)量高于淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移數(shù)量≤3個(gè)的患者（P＜0.05，圖1B），結(jié)果表明：CHD1L 在頭頸鱗狀細(xì)胞癌中起著癌基因的作用，并且與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移有關(guān)。GEPIA 數(shù)據(jù)庫(kù)的分析結(jié)果表明：高表達(dá)組的總生存率明顯低于低CHD1L 表達(dá)組（P=0.017，圖1C）。由此可見(jiàn)，CHD1L 在頭頸鱗狀細(xì)胞癌發(fā)生發(fā)展中起著重要作用而且與患者預(yù)后相關(guān)。

2.2 蛋白質(zhì)印跡檢測(cè)CHD1L的表達(dá)結(jié)果

蛋白質(zhì)印跡檢測(cè)結(jié)果顯示：人舌鱗狀細(xì)胞癌細(xì)胞CAL27中CHD1L的表達(dá)量明顯比在人正常皮膚細(xì)胞HaCaT 中的表達(dá)量高（P＜0.05，圖2 左），CHD1L 在SiCHD1L/CAL27 組細(xì)胞中的表達(dá)明顯低于Scr/CAL27組細(xì)胞中的表達(dá)（P＜0.05，圖2右）。

圖1 CHD1L在頭頸鱗狀細(xì)胞癌組織中的表達(dá)及與患者生存分析Fig 1 Expression of CHD1L in squamous cell carcinoma of the head and neck and its survival analysis

2.3 EdU增殖實(shí)驗(yàn)結(jié)果

在激光共聚焦顯微鏡觀察下，EdU 陽(yáng)性細(xì)胞表現(xiàn)為紅色，Hoechst 33342 染色細(xì)胞核呈藍(lán)色。EdU 增殖實(shí)驗(yàn)檢測(cè)的結(jié)果顯示：SiCHD1L/CAL27組EdU 陽(yáng)性的細(xì)胞百分比明顯低于Scr/CAL27 組，這表明在CHD1L敲除后，舌鱗狀細(xì)胞癌CAL27細(xì)胞的增殖能力明顯受到了一定的抑制（P＜0.05，圖3）。

2.4 傷口愈合實(shí)驗(yàn)結(jié)果

通過(guò)對(duì)比同一視野下0 h 和24 h 的細(xì)胞照片發(fā)現(xiàn)，CHD1L 低表達(dá)使人舌鱗狀細(xì)胞癌細(xì)胞CAL27的遷移能力明顯減弱（P＜0.05，圖4），這提示，CHD1L 在人舌鱗狀細(xì)胞癌細(xì)胞CAL27 的遷移中發(fā)揮了促癌作用。

2.5 蛋白質(zhì)印跡檢測(cè)EMT相關(guān)蛋白的表達(dá)結(jié)果

蛋白質(zhì)印跡檢測(cè)結(jié)果顯示：SiCHD1L/CAL27細(xì)胞的上皮鈣黏著蛋白表達(dá)量明顯高于Scr/CAL27細(xì)胞，而波形蛋白表達(dá)量低于Scr/CAL27細(xì)胞（P＜0.05，圖5）。這表明，CHD1L 通過(guò)促進(jìn)人舌鱗狀細(xì)胞癌細(xì)胞CAL27 的EMT 進(jìn)而使腫瘤細(xì)胞獲得侵襲性。

圖3 CHD1L對(duì)Scr/CAL27和SiCHD1L/CAL27增殖能力的影響Fig 3 Effect of CHD1L on the proliferation ability of Scr/CAL27 and SiCHD1L/CAL27 cells

圖4 CHD1L對(duì)Scr/CAL27和SiCHD1L/CAL27遷移能力的影響Fig 4 Effect of CHD1L on the migration ability of Scr/CAL27 and SiCHD1L/CAL27 cells

圖5 EMT相關(guān)蛋白在Scr/CAL27和SiCHD1L/CAL27的表達(dá)情況Fig 5 Expression of EMT related proteins in Scr/CAL27 and SiCHD1L/CAL27 cells

3 討論

舌鱗狀細(xì)胞癌是口腔頜面部高發(fā)腫瘤之一，約50%左右患者可以生存5 年，但是TNM-Ⅳ期患者僅15%的患者可生存5 年[15]。據(jù)報(bào)道[16-17]，侵襲性及高轉(zhuǎn)移是腫瘤致死的主要原因，所以明確舌鱗狀細(xì)胞癌的侵襲和轉(zhuǎn)移機(jī)制有助于臨床舌鱗狀細(xì)胞癌的診治。本課題組前期研究發(fā)現(xiàn)，CHD1L對(duì)乳腺癌進(jìn)展具有明顯促進(jìn)作用，為了解CHD1L對(duì)舌鱗狀細(xì)胞癌發(fā)生發(fā)展的影響，本實(shí)驗(yàn)首先通過(guò)生物信息學(xué)技術(shù)，明確了CHD1L 在頭頸鱗狀細(xì)胞癌的表達(dá)情況及其對(duì)患者預(yù)后的影響。通過(guò)分析TCGA 數(shù)據(jù)庫(kù)信息發(fā)現(xiàn)，CHD1L 在頭頸鱗狀細(xì)胞癌中的表達(dá)比在正常上皮組織內(nèi)高，且CHD1L的表達(dá)與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移有關(guān)，該結(jié)果表明CHD1L 可能對(duì)頭頸鱗狀細(xì)胞癌的侵襲轉(zhuǎn)移有促進(jìn)作用。通過(guò)分析GEPIA 數(shù)據(jù)信息顯示，CHD1L 的高表達(dá)可引起患者不良預(yù)后。

為了解CHD1L 在人舌鱗狀細(xì)胞癌細(xì)胞CAL27中的表達(dá)情況，進(jìn)一步進(jìn)行了蛋白質(zhì)印跡實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)CHD1L在人舌鱗狀細(xì)胞癌細(xì)胞CAL27中表達(dá)比在人正常皮膚細(xì)胞HaCaT 中表達(dá)量高，這與生物信息學(xué)結(jié)果的趨勢(shì)相符。為進(jìn)一步了解CHD1L對(duì)人舌鱗狀細(xì)胞癌細(xì)胞CAL27 侵襲轉(zhuǎn)移的影響，實(shí)驗(yàn)運(yùn)用常規(guī)的RNA 干擾方法，敲除了人舌鱗狀細(xì)胞癌細(xì)胞CAL27 中CHD1L 的表達(dá)，檢測(cè)了CHD1L 對(duì)人舌鱗狀細(xì)胞癌細(xì)胞CAL27 增殖和遷移能力的影響，結(jié)果顯示CHD1L 表達(dá)降低后，人舌鱗狀細(xì)胞癌細(xì)胞CAL27 的增殖能力和遷移能力明顯降低，這表明CHD1L 可以增加舌鱗狀細(xì)胞癌細(xì)胞的增殖和遷移能力。

EMT 使細(xì)胞之間失去細(xì)胞接觸，進(jìn)而獲得遷移能力，控制癌癥的侵襲和轉(zhuǎn)移[18]。Lyons等[19]通過(guò)將不同熒光標(biāo)記的EMT 細(xì)胞和非EMT 細(xì)胞混合，進(jìn)行小鼠皮下注射，發(fā)現(xiàn)原發(fā)腫瘤的侵襲特點(diǎn)僅與源自EMT 細(xì)胞的腫瘤侵襲性一致，且EMT細(xì)胞協(xié)助了非EMT 細(xì)胞侵入血管。波形蛋白、鋅指轉(zhuǎn)錄因子2 和上皮鈣黏著蛋白等蛋白既是EMT激活因子又是EMT 特征性標(biāo)志物，常通過(guò)檢測(cè)這些標(biāo)志物的變化來(lái)反映EMT 過(guò)程[16]。有研究[20]證實(shí)，相較于癌前病變和正常上皮來(lái)說(shuō)，皮膚鱗狀細(xì)胞癌細(xì)胞膜上的上皮鈣黏著蛋白表達(dá)量明顯上調(diào)。此外還有研究[21]顯示，波形蛋白和β-連環(huán)蛋白等蛋白在轉(zhuǎn)移性皮膚鱗狀細(xì)胞癌內(nèi)表達(dá)上調(diào)，而上皮鈣黏著蛋白下調(diào)。Wang等[22]發(fā)現(xiàn)，舌鱗狀細(xì)胞癌中存在EMT，并且對(duì)舌鱗狀細(xì)胞癌細(xì)胞的侵襲轉(zhuǎn)移具有促進(jìn)作用。CHD1L 最早被發(fā)現(xiàn)于肝癌細(xì)胞，與腫瘤的進(jìn)展和患者預(yù)后具有明顯相關(guān)性[23-24]。本課題組前期實(shí)驗(yàn)[12]表明，微小RNA-504靶向調(diào)控CHD1L 的表達(dá)，進(jìn)而能夠抑制乳腺癌細(xì)胞的侵襲。Chen等[23]通過(guò)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)則發(fā)現(xiàn)，CHD1L 通過(guò)增加細(xì)胞運(yùn)動(dòng)并通過(guò)鳥(niǎo)嘌呤核苷酸交換因子基因介導(dǎo)的Cdc42，激活誘導(dǎo)絲狀偽足形成和EMT，來(lái)促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的遷移、侵襲和轉(zhuǎn)移，并且他們還在人肝癌組織侵襲性前端發(fā)現(xiàn)了CHD1L 表達(dá)量的增加。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，敲低CHD1L 表達(dá)后，人舌鱗狀細(xì)胞癌細(xì)胞CAL27 的EMT 相關(guān)蛋白上皮鈣黏著蛋白表達(dá)量增高和波形蛋白表達(dá)量降低，這表明CHD1L 可以促進(jìn)舌鱗狀細(xì)胞癌細(xì)胞的EMT。

綜上所述，本研究結(jié)果表明CHD1L 在舌鱗狀細(xì)胞癌細(xì)胞中特異性高表達(dá)，并且能夠促進(jìn)舌鱗狀細(xì)胞癌細(xì)胞EMT，進(jìn)而提高腫瘤細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲能力。因此，CHD1L 在影響舌鱗狀細(xì)胞癌侵襲轉(zhuǎn)移方面起著重要的促進(jìn)作用。此研究有望為臨床抑制舌鱗狀細(xì)胞癌的增殖、侵襲轉(zhuǎn)移提供新的思路。

利益沖突聲明：作者聲明本文無(wú)利益沖突。