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2. 肿瘤研究所, 湖南省胃癌研究中心,湖南省高校肿瘤细胞与分子病理学重点实验室,湖南 衡阳 421001;
3. 海南省妇幼保健院,海南 海口 570206
![sj5929@163.com](images/REemail.gif)
![zhaoxiaohx@163.com](images/REemail.gif)
![Corresponding author](images/REcor.gif)
![suqi1945@163.com](images/REemail.gif)
2. Cancer Research Institute, Center for Gastric Cancer Research of Hunan Province, Key Laboratory of Cancer Cellular and Molecular Pathology of Hunan Provincial University, University of South China, Hengyang 421001, China;
3. The Hainan Maternal and Child Health Hospital, Haikou 570206, China
RORα(retinoid acid receptor related Orphan Receptor α) 是核受体超家族成员之一,可调节多种正常组织细胞的发育和分化、生物代谢、机体稳态维持及高级神经功能等。并且,RORα在肿瘤表达下调,与肿瘤发生密切相关,可能是肿瘤治疗的靶点[1-2]。
研究显示[3],二烯丙基二硫 (diallyl disulfide, DADS) 对多种肿瘤均有明显的抑制作用,在抑制DNA加合物形成、阻滞细胞周期、诱导肿瘤细胞分化和凋亡、组蛋白修饰、抑制迁移侵袭等方面发挥重要作用,是一种很有开发潜力的抗肿瘤药物。近来,我们在鉴定DADS抑制人胃癌细胞的差异蛋白质中,发现RORα表达明显上调[4]。本研究探讨DADS上调RORα对胃癌细胞Wnt/β-catenin通路靶基因影响。
1 材料与方法 1.1 细胞培养人胃癌MGC803细胞由本实验室保存,稳定低表达RORα人胃癌MGC803细胞由本实验室构建[5],置于含10%小牛血清的RPMI 1640培养基中,37℃,5% CO2、饱和湿度的培养箱内传代培养。取对数生长期的细胞用于实验。
1.2 主要试剂DADS:Fluka公司产品[4]。RNA提取试剂盒购自OMEGA公司;逆转录试剂盒与BCA蛋白定量试剂盒为Promega公司产品;RORα与β-actin抗体购自Abcam公司;β-catenin、p-β-catenin、wnt-1、TCF-4、Axin、c-Jun、c-Myc抗体与ECL发光试剂盒购自Santa Cruz公司;新生牛血清购自杭州四季青生物工程公司;引物用Primer Premier 5.0软件设计,由上海生工公司合成;c-Myc-pGL-3萤光素酶报告质粒为广州赛业生物公司惠赠。
1.3 RT-PCR分析Total RNA Kit提取细胞总RNA,AMV酶作用下逆转录合成cDNA。设计并合成PCR引物序列:RORα:F 5′-GTCAGCAGCTTCTACCTGGAC-3′,R 5′-CA GTTGGGGAAGTCTCGCCG-3′,产物长度151 bp;β-catenin:F 5′-GTTGTACCGG AGCCCTTCAC-3′,R 5′-TCCCACCCTACCAACCAAGT-3′,产物长度729 bp;Wnt1:F 5′-TGCACGCA CACGCGCGTACTGCAC-3′,R 5′-CAGGATGGCAAGA GGGTTCAT-G-3′,产物长度400 bp;Axin:R 5′-AGC CGTGTCGGACATG GA-3′,F 5′-CCTCAAACACCAC CCCACAG-3′,产物长度254 bp;c-Myc:R 5′-CGT CTCCACACATCAGCACAA-3′,F 5′-CTGCTTGGACG GACAGGATG-3′,产物长度323 bp;c-Jun:R 5′-CGC ACCGGTTGTTGAACTTG-3′,F 5′-ATGCCTCCCGCAC TCTTACT-3′,产物长度292 bp;β-actin:F 5′-TCTA CAATGAGCTGCGTGTGG-3′,R 5′-GGAACCGCTCAT TGCCAATG-3′,产物长度498 bp。PCR反应条件:94℃,5 min;94℃,40 s,各基因Tm,45 s,72℃ 1 min 20 s,28个循环;72℃ 10 min。5 μL的PCR产物经1%的琼脂糖电泳,嗅化乙啶染色,通过IS1000图像分析软件读取条带灰度值,相对值以目的基因与β-actin灰度值之比表示。
1.4 Western blot检测收集细胞,提取细胞总蛋白,BCA法测定蛋白浓度,每组取等量样本进行SDS-PAGE凝胶电泳,电泳后转膜,封闭1 h,加一抗,4 ℃过夜,TBST洗膜,加二抗孵育1 h,洗膜,ECL发光,X片曝光、显影、定影。
1.5 免疫共沉淀按照Seize Classic Mammalian Immunoprecipitation试剂盒说明进行。将瓶中细胞培养液吸去,加入M-PER裂解液,收集细胞,离心13 000×g, 5 min。将抗RORα抗体加入细胞裂解物,4℃过夜,然后将其加入含蛋白G的旋转柱上,孵育30 min,离心2 000 g×3 min,弃去滤过液,PBS洗3次,加入洗脱液洗脱2次,得到抗体复合物,加入上样缓冲液,SDS-PAGE电泳,进行Western blot。
1.6 荧光素酶报告基因分析制备单细胞悬液,细胞计数,以3×104/cm2的细胞数量种入24孔板。细胞贴壁后,脂质体Lipofectamine 2000转染c-Myc-pGL-3萤光素酶报告质粒入细胞。24 h后,每孔加入100 μL裂解液,室温裂解30 min。将裂解液移入离心管中,取上清20 μL,加入50 μL荧光素酶底物,小心混匀。液体闪烁仪检测荧光值。每次每个样品设立复孔,实验重复3次。
1.7 统计学分析各组实验数据采用x±s表示,SPSS 13统计软件进行统计学分析,结果比较采用t检验。
2 结果 2.1 DADS上调MGC803细胞RORα表达RT-PCR与Western blot检测显示,沉默RORα较对照组与空载体组RORα mRNA与蛋白表达明显下调 (P < 0.05)。30 mg·L-1 DADS处理后,对照组与空载体组较处理前RORα mRNA与蛋白表达上调 (P < 0.05),沉默组较未处理沉默组RORα mRNA与蛋白表达上调 (P < 0.05),但是,表达水平仍低于对照组与空载体组 (P < 0.05)(Fig 1)。
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Fig 1 Effect of DADS and silence RORα on expression of RORα 1:MGC803; 2: Vector; 3: miR-RORα; 4: DADS; 5: Vector+DADS; 6: miR-RORα+DADS *P < 0.05 vs MGC803 and vector; #P < 0.05 vs miR-RORα; △P < 0.05 vs miR-RORα+DADS |
Fig 2~6显示,沉默RORα较对照组与空载体组Wnt1 mRNA与蛋白明显上调 (P < 0.05)。30 mg·L-1 DADS处理后,对照组、空载体组与沉默组较处理前Wnt1 mRNA与蛋白表达下调 (P < 0.05),而沉默组表达水平仍高于对照组与空载体组 (P < 0.05)。但是,DADS处理前后,各组β-catenin mRNA与蛋白表达差异无显著性 (P > 0.05)。免疫共沉淀显示,用Anti-RORα抗体沉淀MGC803细胞的裂解蛋白中,可见β-catenin存在,并且,DADS处理组RORα与β-catenin结合明显增加 (P < 0.05),而沉默组与β-catenin结合明显减少 (P < 0.05)。核内蛋白检测结果显示,DADS可明显下调β-catenin与p-β-catenin (P < 0.05),而沉默RORα可明显上调β-catenin与p-β-catenin (P < 0.05)。同时,DADS可明显下调TCF-4,而沉默RORα可明显上调TCF-4(P < 0.05)。表明DADS可下调Wnt1,并上调RORα抑制β-catenin入核和活化,继而下调TCF-4表达。而沉默RORα作用相反。
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Fig 2 Effect of DADS and silence RORα on expression of Wnt1 1:MGC803;2:Vector; 3:miR-RORα; 4:DADS; 5:Vector+DADS; 6:miR-RORα+DADS.*P < 0.05 vs MGC803 and vector; #P < 0.05 vs miR-RORα |
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Fig 3 Effect of DADS and silence RORα on expression of β-catenin 1:MGC803;2:miR/MGC803;3:miR-RORα/MGC803;4:MGC803+DADS; 5:miR/MGC803+DADS; 6:miR-RORα+DADS |
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Fig 4 RORα bind to β-catenin detected by co-immunoprecipitation in DADS and silence RORα 1:IgG; 2:MGC803;3:miR-RORα; 4:DADS; 5:miR-RORα+DADS.*P < 0.05 vs MGC803;#P < 0.05 vs miR-RORα |
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Fig 5 Effect of DADS and silence RORα on expression of intranuclear β-catenin and p-β-catenin 1:MGC803;2:miR-RORα; 3:MGC803+DADS; 4:miR-RORα+DADS. |
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Fig 6 Effect of DADS and silence RORα on expression of TCF-4 protein 1:MGC803;2:Vector; 3:miR-RORα; 4:DADS; 5:Vector+DADS; 6:miR-RORα+DADS.*P < 0.05 vs MGC803 and vector; #P < 0.05 vs miR-RORα; △P < 0.05 vs miR-RORα+DADS |
Fig 7显示,DADS可明显下调靶基因Axin、c-Myc、c-Jun mRNA与蛋白表达 (P < 0.05),而沉默RORα可明显上调Axin、c-Myc、c-Jun mRNA与蛋白表达,减弱DADS抑制Wnt/β-catenin通路靶基因作用 (P < 0.05)。提示DADS可通过上调RORα抑制Wnt/β-catenin通路靶基因表达。
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Fig 7 Effect of DADS and silence RORα on expression of target genes in Wnt/β-catenin pathway A:Axin; B:c-Myc; C:c-Jun.1:MGC803;2:Vector; 3:miR-RORα; 4:DADS; 5: Vector+DADS; 6:miR-RORα+DADS.*P < 0.05 vs MGC803 and vector; #P < 0.05 vs miR-RORα; △P < 0.05 vs miR-RORα+DADS |
荧光素酶报告基因检测显示,RORα沉默组c-Myc启动子活性明显高于MGC803组与空载体组 (P < 0.05)。30 mg·L-1 DADS处理后,MGC803组、空载体组与沉默组明显低于处理前 (P < 0.05)。表明DADS与RORα可抑制c-Myc启动子活性,而沉默RORα可增强c-Myc启动子活性。
3 讨论据最新统计,胃癌在我国每年约新发67.9万和死亡49.8万人,发生率与死亡率均位于第二。由于患者就诊时大多已发生侵袭转移,5年生存率低于10%[6-7]。因此,研究胃癌侵袭转移机制,寻找靶点具有重要的意义。
我们前期工作证明,DADS可MGC803细胞上调组蛋白乙酰化与p21 WAF1,调节ATR/Chk1/Cdc25C/cyclin B1,阻滞G2/M,并且,可通过Rac1-Pak1/Rock1通路下调LIMK1抑制人胃癌细胞增殖、EMT与侵袭[8-11]。但是,其作用靶点尚不十分清楚。近来,我们采用蛋白质组学技术筛选DADS抑制人胃癌细胞的24个差异蛋白质中,发现RORα表达明显上调[4]。
研究证明[12],Wnt/β-catenin信号通路在肿瘤发生与侵袭转移中起着重要作用,可能成为药物干预治疗肿瘤靶点。Wnt/β-catenin信号通路由细胞外的Wnt蛋白、膜受体Frizzled、胞质内的β-catenin以及下游的靶基因组成,其中β-catenin起着关键作用。当Wnt蛋白增加时,Wnt与Frizzled结合,激活Dsh/Dvl蛋白,进而抑制GSK3Bβ/APC/Axin复合物对β-catenin的磷酸化,导致细胞内的β-catenin增多,增多的β-catenin进入细胞核,与转录因子Tcf/Lef结合,引起c-Myc、Cyclin D1、survivin、c-jun、Fra等靶基因的转录,导致肿瘤发生[13]。
研究认为,RORα在肿瘤起着抑癌基因的作用。RORα在结肠癌、食管癌、胰腺癌、肝癌、乳腺癌、子宫颈癌、卵巢癌、前列腺癌、膀胱癌、头颈部癌、白血病等多种肿瘤中表达下调。恢复RORα表达可体内外抑制乳腺癌细胞增殖与侵袭等恶性表型。RORα可通过经典的Wnt/β-Catenin与非经典的Wnt5a/PKC、p53-dependent、Hypoxia/Angiogenesis、NF-κB等多种信号途径调控肿瘤细胞增殖、凋亡与侵袭等功能。RORα与β-catenin结合抑制Wnt/β-catenin靶基因转录。提示RORα可能是肿瘤治疗靶点,进一步研发活化RORα的药物或激动剂成为新的治疗肿瘤的策略[2]。Lee等[13]报告,RORα通过Wnt5a与PKC依赖方式负调控Wnt/β-catenin通路,抑制β-catenin介导激活Wnt/β-catenin靶基因转录。RORα可通过丝氨酸35残基磷酸化,竞争结合β-catenin,抑制Wnt/β-catenin靶基因cyclin D1、c-myc、Axin,从而调控细胞增殖与肿瘤进展。并且,RORα可依赖PGE2/PKCα途径磷酸化减弱结肠癌细胞Wnt靶基因表达。表明RORα是肿瘤细胞增殖的关键调控因子[14]。
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Fig 8 Effect of DADS and silence RORα on activity of c-Myc promotor 1:MGC803;2:Vector; 3:miR-RORα; 4:DADS; 5: Vector+DADS; 6:miR-RORα+DADS.*P < 0.05 vs MGC803 and vector; #P < 0.05 vs miR-RORα; △P < 0.05 vs miR-RORα+DADS |
近年来[5],研发促进RORα表达的有效药物为治疗肿瘤开拓了新的途径。有人从12 000种植物提出物发现,neoruscogenin是与RORα高亲和力的激动剂,其可体内外活化RORα及影响其靶基因的表达[15]。RORα激动剂SR1078处理肿瘤细胞可稳定p53蛋白表达与诱导凋亡[16]。
本研究在前期工作基础上,进一步观察DADS上调RORα对Wnt/β-catenin通路靶基因的作用。结果表明,DADS可上调RORα mRNA与蛋白表达,下调Wnt1 mRNA与蛋白表达,抑制人胃癌细胞增殖。尽管DADS处理前后各组β-catenin mRNA与蛋白表达差异无显著性。但是,免疫共沉淀显示,DADS可明显增加RORα与β-catenin结合,明显下调核内β-catenin与p-β-catenin。同时,DADS可明显下调TCF-4。检测Wnt/β-catenin通路靶基因的作用显示,DADS可明显下调Axin、c-Myc、c-Jun mRNA与蛋白表达。荧光素酶报告基因检测显示,DADS处理后,各组c-Myc启动子活性明显低于处理前。然而,沉默RORα在上述作用中效果相反。
综上所述,DADS可通过上调RORα与下调Wnt1表达,减少β-catenin入核和降低其活性,下调TCF-4,抑制Wnt/β-catenin通路靶基因表达。提示DADS可能是RORα的新型激动剂,对治疗胃癌具有良好前景。然而,DADS上调RORα是否通过Wnt/β-catenin途径抑制人胃癌细胞EMT与侵袭尚待深入研究。
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