中国医科大学学报  2019, Vol. 48 Issue (1): 71-74

文章信息

王黎明, 杨大业, 仇剑, 张德巍
Wang Liming, Yang Daye, Qiu Jian, Zhang Dewei
miR-24对肺癌生物学功能的抑制作用
miR-24 Inhibits Lung Cancer Cell Proliferation and Migration
中国医科大学学报, 2019, 48(1): 71-74
Journal of China Medical University, 2019, 48(1): 71-74

文章历史

收稿日期:2017-11-14
网络出版时间:2019-01-02 09:34
miR-24对肺癌生物学功能的抑制作用
中国医科大学附属第四医院第三普通外科, 沈阳 110032
摘要目的 探讨miR-24调节肺癌发生发展的机制。方法 实时PCR检测30例肺癌组织中miR-24的含量,分析miR-24与患者生存期的关系。肺癌细胞系A549细胞中分别过表达或沉默miR-24后,通过MTT实验观察miR-24对其增殖的影响。Transwell实验观察miR-24对其迁移能力的影响。Western blotting检测miR-24对于A549细胞中增殖和迁移相关蛋白(CDK4/6、MMP2)的影响。结果 生存分析发现,miR-24表达低的患者5年生存率较低。MTT检测显示,miR-24过表达后可以显著抑制A549细胞的增殖,反之,当miR-24受到抑制后A549细胞的增殖受到促进。Transwell实验显示,miR-24过表达后可以显著抑制A549细胞的迁移,反之,当miR-24受到抑制后A549细胞的迁移受到促进。Western blotting检测结果显示,过表达miR-24可以抑制A549细胞中CDK4/6和MMP2的表达,miR-24受到抑制后A549细胞中CDK4/6和MMP2的表达受到促进。结论 miR-24可以抑制肺癌细胞的增殖和迁移。
关键词miR-24    肺癌    A549    增殖    迁移    
miR-24 Inhibits Lung Cancer Cell Proliferation and Migration
Third general surgery Department, The Fourth Affiliated Hospital, China Medical University, shenyang 110032, China
Abstract: Objective To investigate how microRNA 24 (miR-24) regulates the development of lung cancer. Methods The levels of miR-24 in 30 cases of lung cancer were detected using real-time PCR, and the relationship between miR-24 levels and overall survival was analyzed. After overexpression or silencing of miR-24 in A549 lung cancer cells, the effect on cell proliferation was observed by the MTT assay. Transwell assays were carried out to observe the effect of miR-24 on cell migration. The effects of miR-24 on the expression of cyclin-dependent kinase (CDK) 4/6 and matrix metalloproteinase (MMP) 2 in A549 cells were examined by Western blotting. Results Survival analysis showed that patients with low miR-24 expression had a shorter survival time. The MTT-based viability assay revealed that overexpression of miR-24 inhibited A549 cell proliferation. Cell proliferation was promoted when miR-24 was inhibited. In the Transwell assay, overexpression of miR-24 significantly inhibited the A549 cell migration, and cell migration increased when miR-24 was inhibited. Western blotting analysis revealed that overexpression of miR-24 could inhibit CDK4/6 and MMP2 production in A549 cells. Inhibition of miR-24 was associated with increased production of CDK4/6 and MMP2 in A549 cells. Conclusion miR-24 can inhibit the proliferation and migration of A549 lung cancer cells.
Keywords: miR-24    lung cancer    A549    proliferation    migration    

肺癌是病死率居世界首位的恶性肿瘤,主要分为小细胞肺癌(约占15%)和非小细胞肺癌(约占80%)两大类[1-3]。虽然目前外科手术及联合治疗有了很大的进展,但是其5年生存率仍然不高。

miRNA是长度在18~25个核苷酸的内源性非编码小分子RNA。miRNA在进化上高度保守,具有多种生物学功能,对恶性肿瘤的发生发展等过程有重大影响。与mRNA相比,miRNA代谢周期长,更适合作为肿瘤的标记物[4-5]。miR-24在多种肿瘤中存在异常表达的现象,在乳腺癌、膀胱癌、前列腺癌等肿瘤中miR-24均被发现有不同程度的下调[6],在宫颈癌Hela细胞中miR-24也被证明可以显著地抑制细胞生长、促进细胞凋亡[7-9],但是在肺癌中鲜有报道。本研究拟探讨miR-24调节肺癌发生发展的机制,为肺癌的治疗提供新的靶点。

1 材料与方法 1.1 材料

人肺癌细胞系A549 (实验室冻存),DMEM培养基(美国HyClone公司),胎牛血清(天津灏洋生物有限公司),miR-24拟似物(CATGAGGGCAGAAACCG ATGCAA),miR-24抑制物(GTTGCATCGGTTTCTGC CCTCATG,广州锐博生物有限公司),台盼蓝(上海碧云天生物有限公司),噻唑蓝(thiazolyl blue,MTT),抗体:周期素依赖性激酶4 (cyclin dependent kinase 4,CDK4),周期素依赖性激酶6 (cyclin dependent kinase 4,CDK6),基质金属蛋白酶2 (matrix metalloproteinase 2,MMP2)和甘油醛-3-磷酸脱氢酶(glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase,GAPDH) (美国Santa公司),SYBR Green (美国Promega公司)。

选取本院2010至2015年术前未接受过放化疗的肺癌患者30例,其中,< 45岁8例,≥45岁22例,平均年龄49.25岁(42~67岁)。取其肿瘤组织及癌旁组织,组织取下后置于液氮中备用。

1.2 方法

1.2.1  

细胞培养:实验中所需的肺癌细胞系A549细胞为实验室冻存,在25 mL培养瓶中培养,并加入适量含10%胎牛血清的无抗生素的DMEM培养液,于5%CO2、37 ℃的孵箱条件下培养,取对数生长期细胞用于实验。

1.2.2  

MTT实验:以1×104/孔的密度将A375细胞接种于96孔板中,12 h后分别转染miR-24拟似物/抑制物。处理后分别在0 h、12 h、24 h、36 h和48 h加入MTT,孵育4 h后加入100 μL DMSO溶解MTT-甲臜结晶,15 min后,测量490 nm吸光值。

1.2.3  

Transwell实验:对数生长期细胞以1×105每孔的密度接种于Transwell小室中,终体积200 μL,下室加入600 μL无血清培养基,12 h后更换培养基,使用不同因素处理细胞,每组设3个复孔。转染24 h后,棉签擦去上层细胞,95%乙醇固定20 min,0.4 %台盼蓝染色20 min。200倍显微镜下观察。

1.2.4  

Western blotting:不同因素处理细胞24 h后收集细胞,通过裂解得到蛋白。取等量蛋白进行SDS-PAGE电泳。90~110 V电泳2 h、4 ℃下100 V转膜1 h,洗膜,5 %脱脂奶粉室温封闭1 h,对应一抗4 ℃晃动孵育过夜,洗膜后二抗室温孵育1 h,洗膜后ECL发光仪发光。

1.2.5  

实时PCR:取适量(50~100 mg)组织样品粉碎组织,加入1 mL Trizol试剂在室温下静置1~5 min。加入0.2 mL氯仿,振摇15 s,室温静置2~3 min。离心15 min (12 000 g,2~8 ℃)。吸取上层水相,取0.4~0.5 mL到新的Ep管中,加入0.5 mL异丙醇,上下颠倒混匀,室温放置5~10 min。离心10 min (12 000 g,2~8 ℃)弃上清。加入75 %乙醇,振摇数次。离心5 min (7 500 g,2~8 ℃),真空干燥后,用DEPC处理水30~40 μl溶解沉淀,55 ~60 ℃孵育10~15 min。测OD值将得到的RNA反转录成cDNA,进行实时PCR反应。所用引物为miR-24,F:5’-GTCGTATCCAGTGCAGGGTCCGAGGTATTCGCACTGGATACGACCTC-3’,R:5’-GGACT GTCTTGGCATCCATGTAG-3’;U6,F:5’-CTCGCTT CGGCAGCACA-3’,R:5’-AACGCTTCACGAATTTGC GT-3’。

1.3 统计学分析

采用SPSS 17.0软件进行统计学分析,数据的显著性比较使用成组设计t检验,P < 0.05为差异有统计学意义。

2 结果 2.1 miR-24与肺癌的相关性

检测30例肺癌组织及癌旁组织的miR-24含量,实时PCR结果发现,肺癌组织中miR-24的表达量下降约为47.64%,差异有统计学意义(P < 0.05)。

生存分析发现,miR-24的表达情况与患者的预后密切相关,miR-24表达较低的患者中位生存期约为30个月,但是miR-24表达较高的患者的中位生存期可达到60个月,见图 1

图 1 miR-24与肺癌患者预后的关系 Fig.1 Relationship between overall survival and miR-24 expression in lung cancer patients

2.2 miR-24对肺癌增殖的影响

在肺癌细胞系A549细胞中过表达miR-24或者将miR-24下调后,使用MTT的方法检测miR-24对A549细胞的增殖影响。结果发现,miR-24过表达后可以显著抑制A549细胞的增殖,反之,当miR-24下调后,A549细胞的增殖得到促进,见表 1

表 1 miR-24对A549细胞增殖的影响(x±sn = 3) Tab.1 Effect of miR-24 on the proliferation of A549 cells (x±s, n = 3)
Group 0 h 12 h 24 h 36 h 48 h
Control 0.27±0.02 0.44±0.02 0.67±0.02 0.84±0.03 0.96±0.01
miR-24 mimic 0.24±0.03 0.34±0.021) 0.47±0.021) 0.54±0.021) 0.65±0.011)
miR-24 inhibitor 0.22±0.02 0.55±0.021) 0.75±0.011) 0.96±0.021) 1.06±0.021)
1) P < 0.05 compared with control group.

2.3 miR-24对肺癌迁移的影响

在肺癌细胞系A549细胞中过表达miR-24或者将miR-24下调后,使用Transwell的方法检测miR-24对A549细胞的迁移影响。结果发现,miR-24过表达后可以显著抑制A549细胞的迁移,反之,当miR-24下调后,A549细胞的迁移受到促进,见图 2

A, control group; B, miR-24 mimic group; C, miR-24 inhibitor group. 图 2 miR-24对A549细胞迁移的影响×200 Fig.2 Effect of miR-24 on the migration of A549 cells ×200

2.4 miR-24对肺癌细胞中相关蛋白的影响

在A549细胞中分别将miR-24过表达或者抑制miR-24表达24 h后,通过Western blotting实验检测发现,miR-24过表达可以显著抑制A549细胞中CDK4/6和MMP2的表达,反之,当miR-24受到抑制后CDK4/6和MMP2的表达有所上升,见图 3

A, the expression of CDK4/6 and MMP2 were inhibited by miR-24;B, the expression of CDK4/6 and MMP2 were promoted after miR-24 was inhibited. 图 3 Western blotting检测miR-24对A549细胞中CDK4/6和MMP2蛋白水平的影响 Fig.3 Expression of CDK4/6 and MMP2 in A549 cells after treatment with miR-24 mimic/inhibitor detected by western blotting

3 讨论

miRNA具有组织特异性,目前研究[10]报道指出,let-7c、miR-34、miR-21、miR-143等多种miRNA均在肺癌中存在异常表达的现象。这些miRNAs在肺癌组织中表达降低或者升高,以发挥癌基因或者抑癌基因的作用、通过调节转录后翻译,促进或者抑制肺癌的发生发展。

miR-24广泛存在于哺乳动物的多种组织中,在多种肿瘤中存在异常表达的现象[11]。有研究[12-14]表明,miR-24在宫颈癌Hela细胞中具有抑制细胞生长和促进细胞凋亡的作用;在人类纤维肉瘤中,miR-24可以增强细胞对甲氨蝶呤的敏感性;miR-24在卡波西肉瘤中异常表达,可以作为其特异性生物标记物;miR-24可以通过抑制二氢叶酸还原酶的表达来实现抑制肿瘤细胞增殖的作用;在K562等细胞系中,miR-24被证明可以通过抑制E2F2和MYC来调节细胞的增殖和侵袭转移;在乳腺癌细胞系中,miR-24被证明可以增加肿瘤细胞对DNA损伤药物的敏感性;miR-24与抗癌药物联合应用后也可以降低化疗药物的使用剂量。

本研究对30例肺癌患者组织中miR-24的表达情况进行分析,发现miR-24在肺癌组织中的表达普遍较低。miR-24的表达情况与患者预后密切相关,本研究结果提示,miR-24表达较高的患者的预后较好。在A549细胞中分别将miR-24过表达或者抑制表达后,通过MTT实验检测了细胞的增殖情况,结果指出,miR-24可以显著抑制A549细胞的增殖。利用Transwell实验检测了细胞的迁移能力,结果证明,miR-24对肺癌细胞的迁移能力有很强的抑制作用。接下来通过对细胞周期相关蛋白CDK4/6和侵袭转移相关蛋白MMP2的检测发现,miR-24可以下调这些蛋白的表达,由此可见,miR-24可以通过调节CDK4/6和MMP2蛋白的表达来抑制肺癌细胞的增殖和迁移能力,进而实现对肺癌的调节作用。

本研究结果显示,miR-24可以抑制肺癌细胞的增殖和迁移,这为肺癌的治疗提供了新的方向。

参考文献
[1]
ZHANG Z, YANG Y, ZHANG X. MiR-770 inhibits tumorigenesis and EMT by targeting JMJD6 and regulating WNT/β-catenin pathway in non-small cell lung cancer[J]. Life Sci, 2017, 188: 163-171. DOI:10.1016/j.lfs.2017.09.002
[2]
TIAN Z, WEN S, ZHANG Y, et al. Identification of dysregulated long non-coding RNAs/microRNAs/mRNAs in TNM I stage lung adenocarcinoma[J]. Oncotarget, 2017, 8(31): 51703-51718. DOI:10.18632/oncotarget.18512
[3]
LI H, JIANG Z, LENG Q, et al. A prediction model for distinguishing lung squamous cell carcinoma from adenocarcinoma[J]. Oncotarget, 2017, 8(31): 50704-50714. DOI:10.18632/oncotarget.17038
[4]
PAVEL AB, CAMPBELL JD, LIU G, et al. Alterations in bronchial airway microRNA expression for lung cancer detection[J]. Cancer Prev Res (Phila), 2017, 10(11): 651-659. DOI:10.1158/1940-6207.CAPR-17-0098
[5]
BU W, LUO T. miR-1297 promotes cell proliferation of non-small cell lung cancer cells:involving in PTEN/Akt/Skp2 signaling pathway[J]. DNA Cell Biol, 2017, 36(11): 976-982. DOI:10.1089/dna.2017.3886
[6]
CUI S, LIAO X, YE C, et al. ING5 suppresses breast cancer progression and is regulated by miR-24[J]. Mol Cancer, 2017, 16(1): 89. DOI:10.1186/s12943-017-0658-z
[7]
YUAN Y, KLUIVER J, KOERTS J, et al. miR-24-3p is overexpressed in hodgkin lymphoma and protects hodgkin and reed-sternberg cells from apoptosis[J]. Am J Pathol, 2017, 187(6): 1343-1355. DOI:10.1016/j.ajpath.2017.02.016
[8]
ZHAO J, CHI J, GAO M, et al. Loss of PTEN expression is associated with high microRNA 24 level and poor prognosis in patients with tongue squamous cell carcinoma[J]. J Oral Maxillofac Surg, 2017, 75(7): 1449. DOI:10.1016/j.joms.2017.03.025
[9]
CHO S, WU CJ, NGUYEN DT, et al. A novel miR-24-TCF1 Axis in modulating effector T cell responses[J]. J Immunol, 2017, 198(10): 3919-3926. DOI:10.4049/jimmunol.1601404
[10]
LIN Y, GU Q, SUN Z, et al. Upregulation of miR-3607 promotes lung adenocarcinoma proliferation by suppressing APC expression[J]. Biomed Pharmacother, 2017, 95: 497-503. DOI:10.1016/j.biopha.2017.08.052
[11]
THEAN LF, WONG YH, LO M, et al. Chromosome 19q13 disruption alters expressions of CYP2A7, MIA and MIA-RAB4B lncRNA and contributes to FAP-like phenotype in APC mutation-negative familial colorectal cancer patients[J]. PLoS One, 2017, 12(3): e0173772. DOI:10.1371/journal.pone.0173772
[12]
KANG H, RHO JG, KIM C, et al. The miR-24-3p/p130Cas:a novel axis regulating the migration and invasion of cancer cells[J]. Sci Rep, 2017, 7: 44847. DOI:10.1038/srep44847
[13]
LIU Z, LIU Z, ZHANG Y, et al. miR-24 represses metastasis of human osteosarcoma cells by targeting Ack1 via AKT/MMPs pathway[J]. Biochem Biophys Res Commun, 2017, 486(2): 211-217. DOI:10.1016/j.bbrc.2017.02.045
[14]
HASHIMOTO Y, SHⅡNA M, KATO T, et al. The role of miR-24 as a race related genetic factor in prostate cancer[J]. Oncotarget, 2017, 8(10): 16581-16593. DOI:10.18632/oncotarget.15016