文章信息
- 李忠华, 李慧峰, 李晓蕾
- LI Zhonghua, LI Huifeng, LI Xiaolei
- 瞬时感受器电位香草酸受体3促进胶质瘤U251细胞系增殖和侵袭
- Transient Receptor Potential Vanilloid 3 Promotes Proliferation and Invasion in Glioma U251 Cells
- 中国医科大学学报, 2018, 47(5): 394-397
- Journal of China Medical University, 2018, 47(5): 394-397
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文章历史
- 收稿日期:2018-03-14
- 网络出版时间:2018-04-26 13:36
2. 大庆油田总医院病理科, 黑龙江 大庆 163001;
3. 贵州医科大学第三附属医院实验中心, 贵州 都匀 558000
2. Department of Pathology, General Hospital of Daqing Oil Field, Daqing 163001, China;
3. Department of Medical Experimental Center, The Third Affiliated Hospital of Guizhou Medical University, Duyun 558000, China
神经胶质瘤是起源于神经外胚层的颅内常见肿瘤,占颅内肿瘤的50%以上,具有高发病率、高复发率、高病死率和低治愈率的特点。虽然临床上应用手术、化疗、放疗等综合治疗方法,但是中低分化星形细胞瘤和胶质母细胞瘤的治疗效果仍无明显改善,肿瘤多在术后7~10个月内复发[1]。因此,针对调控胶质瘤增殖、分化的表面分子以及信号通路等新治疗靶点的研究非常必要。瞬时感受器电位香草酸受体3(transient receptor potential vanilloid 3,TRPV3)是瞬时感受器电位通道蛋白的家族成员,被认为是一种钙离子通道蛋白,在皮肤、角化细胞、脑、脊髓、背根神经节等多种组织中都有表达,并通过接受细胞外信号发挥其生理功能,对机体产生影响[2-3]。在多种肿瘤中TRPV3都有表达,如结肠癌、肝癌、肺癌、膀胱癌等,并与肿瘤的发生发展密切相关[4]。但是,TRPV3通道蛋白在胶质瘤发展过程中的作用,仍未有相关研究和报道。本研究探讨了TRPV3通道蛋白对胶质瘤U251细胞系增殖和侵袭的影响及其分子机制。
1 料与方法 1.1 材料U251细胞系购自中国科学院典型培养物保藏中心昆明细胞库。培养基DMEM购自美国HyClone公司,胎牛血清购自四季青天杭生物科技有限公司。0.25%胰酶购自美国Gibco公司。MTT试剂盒购自美国Sigma公司。TRPV3抗体购自以色列Alomone公司。增殖细胞核抗原(proliferating cell nuclear antigen,PCNA)、基质金属蛋白酶2(matrix metalloproteinase 2,MMP-2)、基质金属蛋白酶9(matrix metalloproteinase 9,MMP-9)、细胞周期蛋白D1(cyclin D1)、钙/钙调蛋白依赖性蛋白激酶Ⅱ(calcium/calmodulin-dependent kinase Ⅱ,CaMKⅡ)、磷酸化-钙/钙调蛋白依赖性蛋白激酶Ⅱ(phospho-calcium/calmodulin-dependent kinaseⅡ,p-CaMKⅡ)抗体购自美国Cell Signaling Technology公司。RIPA蛋白裂解液、BCA试剂盒、蛋白质免疫印迹检测试剂盒均购自碧云天公司。ECL发光试剂盒购自美国Thermo Fisher Scientific公司。TRPV3 siRNA(20 nmol/L,正义:5’-ACCUGCCUGAUGAAAGCUUTT-3’,反义:5’-AAGCUUUCAUAGGCAGGUTT-3’)购自上海吉玛制药技术有限公司,X-tremeGENE siRNA转染试剂购自美国Roche公司。
1.2 U251细胞培养与转染37 ℃、5%CO2环境下,在含有10%胎牛血清的DMEM培养基中培养细胞。分为空白对照组(CON组)、阴性对照组(NC组)、TRPV3 siRNA干扰组(siTRPV3组)。细胞接种在6孔板中,培养至70%~80%融合后,按X-tremeGENE siRNA转染试剂说明书分别将TRPV3 siRNA和NC siRNA转染细胞,继续培养24 h后检测转染效率。
1.3 MTT法检测TRPV3对U251细胞系增殖的影响各组细胞经0.25%胰酶消化后制成单细胞悬液,计数后以2 000/孔接种到96孔板中,每孔总体积为100 μL,每组细胞设置6个复孔,共接种于5块培养板中。在培养箱中继续培养24、48、72、96 h。按时间吸除培养液,每孔加入20 μL无菌MTT溶液,继续在培养箱培养4 h,弃除孔内上清,每孔加入二甲基亚砜150 μL,震荡15 min。应用酶联免疫检测仪,在490 nm波长处测定各孔光密度(OD)值。取6个复孔平均值,计算细胞的增殖率。
1.4 Western blotting收集不同处理组的U251细胞,利用RIPA裂解液提取总蛋白,BCA方法测定蛋白浓度,上样量为60 μg,进行SDS-PAGE凝胶电泳,转膜后封闭2 h。滴加一抗工作液,4℃冰箱过夜,滴加二抗,室温下孵育2 h,洗膜后进行ECL显色,应用自动电泳凝胶成像分析仪采集结果。
1.5 统计学分析应用SPSS 16.0统计软件。数据以x±s表示,采用t检验进行分析,P < 0.05为差异有统计学意义。
2 结果 2.1 TRPV3 siRNA转染后U251细胞中TRPV3和PCNA蛋白表达减少在U251细胞中敲除TRPV3表达,Western blotting检测发现,与CON组和NC组比较,siTRPV3组TRPV3蛋白表达明显降低(P < 0.01),CON组和NC组比较无统计学差异;与CON组和NC组比较,siTRPV3组U251细胞中PCNA蛋白表达也减少(P < 0.05)。见图 1。
2.2 敲除TRPV3表达后U251细胞增殖能力下降
MTT方法检测各组U251细胞的增殖能力,siTRPV3组与CON组和NC组比较,不同时间点U251细胞增殖能力均下降(24和48 h,P < 0.05;72和96 h,P < 0.01),CON组和NC组比较无统计学差异,见图 2。
2.3 敲除TRPV3表达后U251细胞侵袭能力下降
采用Western blotting检测不同处理后U251细胞中侵袭相关蛋白MMP-2、MMP-9的表达,与CON组和NC组比较,siTRPV3组MMP-2(P < 0.01)和MMP-9(P < 0.05)蛋白的表达明显降低,CON组和NC组比较无统计学差异。见图 3。
2.4 敲除TRPV3表达影响CaMKⅡ磷酸化和cyclin D1的表达
TRPV3是一种钙离子通透性蛋白,Western blotting检测结果显示,siTRPV3组U251细胞中p-CaMKⅡ表达明显少于CON组和NC组(P < 0.01),见图 4A;同时,cyclin D1的表达也明显减少(P < 0.01),见图 4B;CON组和NC组比较无统计学差异。
3 讨论
细胞内钙离子(intracellular free Ca2+,[Ca2+]i)是细胞内重要的第二信使,在多种生理、病理过程发挥作用,如调控细胞分化、增殖、凋亡、坏死等。研究[5]已证实胶质瘤的[Ca2+]i浓度高于正常细胞,对肿瘤细胞内信号转导的紊乱起了非常重要的作用。
TRPV3通道对Ca2+与Na+离子选择是10: 1,研究结果表明,TRPV3可作为一种钙离子通道蛋白。其通道开放使[Ca2+]i浓度升高,引起膜去极化,动作电位形成,细胞内信号转导机制被激活,进而调控神经传递、细胞周期进程、细胞凋亡等多种细胞生理功能[6-9]。研究[10]发现,TRPV3能够促进口腔上皮细胞的增殖和伤口愈合。因为其电导较小,可以传递长时程的钙信号,而长时程的Ca2+内流影响细胞增殖等一些慢细胞的活动。在膀胱癌的研究中发现,TRPV3基因激活后可明显减慢膀胱癌细胞增殖,促进凋亡[11-12]。在非小细胞肺癌研究中发现,敲除TRPV3表达,肿瘤细胞增殖能力下降[4]。本研究结果显示,在胶质瘤U251细胞中干扰TRPV3表达后PCNA表达减少,肿瘤细胞的增殖能力明显下降;同时侵袭相关蛋白MMP-2和MMP-9的表达也减少,提示TRPV3能促进胶质瘤U251细胞的增殖和侵袭能力。
高浓度的Ca2+可通过激活磷脂酶C、蛋白激酶C、Ras/PI3K、ERK1/2等信号通路,通过多个环节参与细胞周期进程调控,影响肿瘤细胞的增殖和侵袭[13]。CaMKⅡ也受细胞内Ca2+浓度调节,可以绑定在Ca2+/CaM被激活而发生自动磷酸化,在结肠癌、卵巢癌等多种肿瘤中CaMKⅡ都被激活,促进肿瘤细胞的增殖[14]。本研究结果显示,U251细胞系中敲除TRPV3,p-CaMKⅡ表达减少,提示TRPV3影响了U251细胞内Ca2+浓度,进而影响CaMKⅡ的激活。
目前研究发现细胞内钙离子在多个环节参与细胞周期调控,可影响细胞周期相关蛋白的表达,如cyclin D1,启动细胞周期进程。cyclin D1在许多癌组织中过表达,且与癌细胞的增殖有关,可以通过调控细胞周期G1期限制点而调节细胞增殖[15]。本研究结果发现,U251细胞系中敲除TRPV3,cyclin D1蛋白表达减少,提示TRPV3蛋白通过影响细胞内Ca2+浓度,调控细胞周期蛋白cyclin D1的表达,进而影响细胞周期进程。
综上所述,TRPV3通道蛋白能够促进胶质瘤U251细胞的增殖和侵袭能力。其机制可能是TRPV3通道开放,细胞外Ca2+内流,cyclin D1过表达促进细胞的增殖。说明TRPV3通道蛋白与肿瘤的发生发展密切相关,为肿瘤靶向治疗提供了新途径,但是在不同肿瘤组织中TRPV3发挥的作用与机制还需要进一步探讨和研究。
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