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文章信息
- 马啸天, 岳小欣, 荣守华, 张玉超, 田远, 石瑛, 李君芳, 贾莉婷
- MA Xiaotian, YUE Xiaoxin, RONG Shouhua, ZHANG Yuchao, TIAN Yuan, SHI Ying, LI Junfang, JIA Liting
- miR-200c对三阴性乳腺癌上皮间质转化的抑制作用及其机制
- Inhibitory effect of miR-200c on epithelial-mesenchymal transiton in triple negative breast cancer and its mechanism
- 吉林大学学报(医学版), 2018, 44(01): 106-110
- Journal of Jilin University (Medicine Edition), 2018, 44(01): 106-110
- 10.13481/j.1671-587x.20180120
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文章历史
- 收稿日期: 2017-08-14
2. 河南省高等医学专科学校药学系, 河南 郑州 451191;
3. 河南省漯河市中心医院, 河南 漯河 462000
2. Department of Pharmacy, Henan Medical College, Zhengzhou 451191, China;
3. Luohe Central Hospital, Henan Province, Luohe 462000, China
基底样乳腺癌因其雌激素受体(estrogen receptor, ER)、孕激素受体(progesterone, receptor, PgR)和人表皮生长因子受体2(HER2)表达阴性而被称为三阴性乳腺癌。三阴性乳腺癌细胞分化程度差,易出现早期复发和转移,并缺乏有效的治疗措施,患者预后较差。上皮间质转化(epithelial-mensenchymal transition, EMT)为其主要的细胞转移形式,主要表现为上皮细胞的极性丢失,细胞间失去黏附能力并获得间充质细胞特性,伴有迁移能力的增强[1-2]。EMT的发生发展来源于多个趋化因子和信号通路的共同作用,其中趋化因子vimentin和Wnt信号通路关键蛋白β-catenin常在三阴性乳腺癌中高表达,其蛋白的表达异常增高常被认为是EMT发生的标志性变化[3-4]。miR-200c为短小核苷酸编码序列,已被证明与肿瘤发生密切相关,主要通过结合相应靶基因3′非编码(3′UTR)区,抑制靶基因转录从而调节肿瘤生长,其在结直肠癌中可以降低vimentin的表达从而抑制EMT[5],在乳腺癌相关miRNA的基因分析中,miR-200c也常作为β-catenin的目标基因,起到肿瘤抑制的作用[3]。然而,miR-200c在三阴性乳腺癌中是否与vimentin和β-catenin表达有关联,尚未见相关报道。本课题组研究[6]证实:miR-200c能够结合EMT相应转录因子(slug)从而抑制三阴性乳腺癌EMT。本文作者在此基础上,探讨miR-200c是否可以通过调节β-catenin和vimentin表达水平,从而降低细胞的迁移和增殖能力,最终抑制三阴性乳腺癌EMT。
1 材料与方法 1.1 细胞和试剂三阴性乳腺癌细胞系MDA-MB-231和BT-549均购于上海ATCC细胞库。miR-200c质粒和negative control由广州锐博生物科技公司合成,转染用试剂Lipo2000购自美国Invitrogen公司,RNA柱式提取试剂盒和荧光定量试剂盒购自上海生工生物工程公司,逆转录试剂盒购自日本东洋纺公司,vimentin和β-catenin单克隆抗体购自美国Cell-Signing-Technology公司,CCK8试剂盒购自日本同仁科技有限公司。
1.2 细胞培养MDA-MB-231和BT-549细胞均采用含有双抗的PRMI1640完全培养基放置于37℃、5%CO2培养箱中进行培养,取对数生长期的细胞进行消化传代以及后续实验。所有实验均为3复孔,结果取均值,并重复3次。
1.3 实验分组和转染取对数生长期的细胞接种于6孔板,每孔接种2×105个细胞并进行培养,待细胞生长至孔面积的70%~80%时进行转染操作。根据转染物将其分为空白对照组、阴性对照组组(转染nagtive control/Lipo2000)、试剂对照组(转染Lipo2000)和实验组(转染miR-200c mimic/Lipo2000)。
1.4 RT-PCR法检测细胞中β-catenin和vimentin mRNA表达水平根据生工柱式提取说明书要求,待6孔板中的细胞融合之后,进行总RNA提取,并根据各组RNA的相对浓度和纯度将其逆转录为cDNA,采用RT-PCR法检测相应组别的Ct值。采用2-ΔΔt法计算vimentin和β-catenin mRNA相对表达水平。
1.5 Westernblotting法检测细胞中vimentin和β-catenin蛋白表达水平取转染后48h的各组细胞系,加入120μL细胞裂解液裂解细胞并收集至EP管中充分震荡30 min,12000r·min-1离心6 min得到蛋白提取液,并进行电泳,电泳结束后将胶内蛋白电泳转移至PVDF膜上。用TBS 1:1000稀释一抗,室温孵育后4℃过夜。用脱脂奶粉稀释二抗,室温避光2h,用TBST溶液充分洗涤,放入扫描仪扫描PVDF膜并拍照,计算相应条带的灰度值,以GAPDH为内参,用vimentin/GAPDH和β-catenin/GAPDH比值表示各组细胞中vimentin和β-catenin蛋白相对表达水平。
1.6 CCK8法检测细胞增殖率将对数生长期的细胞按5000个/孔均匀接种至96孔板中,待细胞覆盖孔底面积70%时进行转染,终浓度为50 nmol·L-1。分别在转染后24、48和72 h取出细胞并加入CCK8试剂,检测不同时间段细胞的吸光度(A)值,表示细胞的增殖情况。以空白组作为运算基准计算细胞增殖率,细胞增殖率=(实验组A值-试剂对照组A值) /(空白组A值-试剂对照组A值)。
1.7 划痕实验检测划痕宽度恢复率将转染24 h后的6孔板中细胞更换无血清培养基并进行划痕实验,用高压消毒后的枪头对各组细胞划平行直线,用PBS缓冲液清洗3遍之后加入不含血清的培养基进行培养,分别于0和24 h观察细胞划痕相对宽度,采用Image Pro Plus 6.0软件计算划痕宽度。划痕宽度恢复率= (0h划痕宽度-24 h划痕宽度)/ 0 h划痕宽度×100%。
1.8 统计学分析采用SPSS23.0统计软件进行统计学分析。各组细胞中vimentin和β-catenin mRNA和蛋白表达水平、细胞增殖率、划痕宽度恢复率均以x±s表示,多组间样本均数比较采用单因素方差分析,两两比较采用LSD-t检验。以P < 0.05表示差异有统计学意义。
2 结果 2.1 各组三阴性乳腺癌细胞中vimentin和β-catenin mRNA表达水平与空白对照组、阴性对照组和试剂对照组比较,实验组细胞中vimentin和β-catenin mRNA表达水平明显降低(P < 0.05)。见表 1。
(n=3, x±s) | |||||
Group control | MDA-MB-231 | BT-549 | |||
Vimentin mRNA | β-catenin mRNA | Vimentin mRNA | β-catenin mRNA | ||
Blank control | 1.000±0.100 | 1.000±0.100 | 1.000±0.100 | 1.000±0.100 | |
Negative control | 0.853±0.060 | 0.850±0.080 | 0.790±0.100 | 0.822±0.080 | |
Reagent control | 0.872±0.080 | 0.928±0.060 | 0.757±0.130 | 0.808±0.110 | |
Experimental | 0.630±0.110*△# | 0.599±0.140*△# | 0.524±0.110*△# | 0.466±0.130*△# | |
F | 8.660 | 19.071 | 9.330 | 18.127 | |
P | 0.007 | 0.006 | 0.005 | 0.000 | |
* P < 0.05 compared with blank control group; △ P < 0.05 compared with negative control group; # P < 0.05 compared with reagent control group. |
与空白对照组、阴性对照组和试剂对照组比较,实验组细胞中vimentin和β-catenin蛋白表达水平明显降低(P < 0.05)。见表 2和图 1。
(n=3, x±s) | |||||
Group | MDA-MB-231 | BT-549 | |||
Vimentin protein | β-catenin protein | Vimentin protein | β-catenin protein | ||
Blank control | 1.000±0.100 | 1.000±0.100 | 1.000±0.100 | 1.000±0.100 | |
Negative control | 0.858±0.070 | 0.891±0.110 | 0.918±0.110 | 0.927±0.090 | |
Reagent control | 0.849±0.110 | 0.920±0.090 | 0.986±0.090 | 0.933±0.100 | |
Experimental | 0.521±0.090*△# | 0.540±0.070*△# | 0.698±0.130*△# | 0.632±0.090*△# | |
F | 14.063 | 13.656 | 4.848 | 8.448 | |
P | 0.001 | 0.002 | 0.016 | 0.007 | |
* P < 0.05 compared with blank control group; △ P < 0.05 compared with negative control group; # P < 0.05 compared with reagent control group. |
与阴性对照组和试剂对照组比较,在48和72 h时实验组细胞增殖率明显降低(P < 0.05)。见表 3。
(n=3, x±s, η/%) | |||||||
Group | MDA-MB-231 | BT-549 | |||||
(t/h) 24 | 48 | 72 | 24 | 48 | 72 | ||
Negative control | 91.86±2.03 | 89.52±2.04 | 90.18±2.06 | 97.54±1.16 | 92.31±2.02 | 91.86±1.63 | |
Reagent control | 94.53±1.16 | 90.44±2.51 | 89.70±3.13 | 93.83±5.22 | 91.13±2.76 | 91.98±2.63 | |
Experimental | 93.67±1.50 | 78.06±3.93*△ | 64.52 ±3.68*△ | 95.86±1.42 | 86.20±2.10*△ | 81.22±2.91*△ | |
F | 2.173 | 16.503 | 70.192 | 1.217 | 5.849 | 19.020 | |
P | 0.195 | 0.004 | 0.000 | 0.371 | 0.039 | 0.003 | |
* P < 0.05 compared with negative control group; △ P < 0.05 compared with reagent control group. |
与空白对照组、阴性对照组和试剂对照组比较,实验组细胞划痕宽度恢复率明显减低(P < 0.05)。见表 4。
(n=3, x±s, η/%) | ||
Group | Recovery rate of scratch width | |
MDA-MB-231 | BT-549 | |
Blank control | 29.367±0.650 | 44.340±2.000 |
Negative control | 28.123±1.010 | 41.653±1.610 |
Reagent control | 28.113±0.980 | 44.163±1.030 |
Experimental | 10.550±1.390*△# | 23.563±2.060*△# |
F | 223.565 | 99.999 |
P | 0.000 | 0.000 |
* P < 0.05 compared with blank control group; △ P > 0.05 compared with negative control group; # P < 0.05 compared with reagent control group. |
EMT的发生是一个多步骤多因素的渐进过程,主要表现为E-cadherin表达缺失,导致组成细胞骨架的角蛋白转化为波形蛋白,从而启动EMT,而其调控因子和相关蛋白则成为了治疗三阴性乳腺癌的重要靶标[7-8]。
miR-200c为内源性非编码单链RNA,参与肿瘤细胞生长、增殖、凋亡、转移和侵袭,作为miR-200家族的一员,参与了乳腺癌EMT的基因调控[9]。而目前关于miR-200c调节EMT的研究大多集中在miR-200c靶向结合于E-cadherin转录抑制子(zeb1和slug)从而导致间质标志物vimentin的降低进而抑制EMT[10]。vimentin作为一类中间丝蛋白,广泛地存在于间充质细胞中,能调节黏附因子之间的相互作用导致细胞失去黏附,与细胞黏附因子E-cadherin表达相反,其表达增高常被认为是EMT的标志性改变[1, 11]。本研究结果表明:miR-200c在三阴性乳腺癌细胞中可下调vimentin表达水平,与Gao等[12]在肺癌中的研究结果一致,该研究表明miR-200c可以靶向结合于ZEB1,使其不能够抑制E-cadherin转录,导致vimentin表达降低,最终抑制EMT。
肿瘤细胞发生EMT受到多种调控机制与信号通路的作用,诱导EMT的信号通路通常导致vimentin等关键因子的表达变化以及细胞黏附能力和骨架结构的改变。Wnt信号通路是诱导细胞发生EMT的重要信号通路,β-catenin作为Wnt信号通路的关键蛋白,也是细胞内的一种多功能蛋白,与细胞黏附因子E-cadherin形成稳点复合物维持细胞间的稳定结构。当Wnt信号通路激活之后,β-catenin大量增高并解离与E-cadherin的稳定连接,导致细胞失去彼此间的黏附从而启动EMT[3, 13]。本研究结果显示:转染miR-200c的三阴性乳腺癌细胞中的β-catenin和vimentin表达水平均明显降低。β-catenin作为Wnt信号通路关键蛋白,常与EMT间质标志物vimentin和EMT转录因子slug协同变化。研究[14-16]结果表明:slug可通过激活β-catenin启动乳腺癌EMT,同时被激活的β-catenin又上调了slug的相对表达量,在EMT的发生过程中二者起着相互促进的作用,从而建立了Wnt信号通路与EMT之间的正反馈效应。因此本文作者推测:mirR-200c可能通过下调β-catenin和vimentin,进而调节Wnt信号通路相关基因最终抑制三阴性乳腺癌EMT。
本研究对转染后细胞迁移能力和增殖能力的检测结果显示:转染miR-200c的三阴性乳腺癌细胞迁移与增殖能力均明显减弱;本研究结果进一步表明:在三阴性乳腺癌中,miR-200c可能通过降低β-catenin和vimentin的表达水平,并削弱细胞的迁移能力与增殖能力,最终抑制三阴性乳腺癌EMT。本研究将Wnt信号通路中关键蛋白β-catenin和vimentin作为miR-200c调节EMT的切入点,结合迁移能力与增殖能力实验,进一步完善了miR-200c抑制三阴性乳腺癌EMT的机制。β-catenin作为wnt信号通路与EMT之间的连接桥梁,与EMT相关因子vimentin协同表达的同时,也调节着Wnt信号的活性,其与vimentin均可被miR-200c抑制,表明miR-200c可以通过调节β-catenin活性,从而抑制三阴性乳腺癌EMT,也为寻找三阴性乳腺癌的个体化治疗方案提供了有力依据。
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