文章信息
- 李芳, 宋如昕, 何泉禄
- LI Fang, SONG Ruxin, HE Quanlu
- LINC01082通过调节miR-18a-3p/CADM2轴抑制食管鳞状细胞癌细胞增殖、迁移和侵袭
- Inhibitory effect of LINC01082 on the proliferation, migration, and invasion of esophageal squamous cell carcinoma cells by regulating the miR-18a-3p/CADM2 axis
- 中国医科大学学报, 2026, 55(4): 308-314, 328
- Journal of China Medical University, 2026, 55(4): 308-314, 328
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文章历史
- 收稿日期:2025-04-01
- 网络出版时间:2026-04-15 13:22:23
食管癌是全球范围内最常见的消化道恶性肿瘤之一,其发病有明显的地域差异[1]。食管鳞状细胞癌(esophageal squamous cell carcinoma,ESCC)是我国最常见的食管癌类型,其生长迅速、淋巴转移率高,患者早期通常无明显的特异性症状,中晚期才被发现,5年生存率低[2]。因此,探究ESCC发展的病理机制仍是ESCC防治和早期诊断中亟待解决的问题。
长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA)和微RNA(microRNA,miRNA)已被证明在ESCC的发生、早期诊断和治疗中起重要作用[3-4]。LINC01082对ESCC具有非侵入性诊断潜力,其诊断准确性优于或与当前的临床血清学标志物相当[5]。研究[6-7]发现,ESCC早期患者血浆中miR-18a表达水平显著高于健康对照者,提示miR-18a可用于ESCC的早期筛查,并可能成为潜在的新型生物标志物。CADM2是位于细胞表面的蛋白质,是一种肿瘤抑制因子[8]。研究[9]发现,与邻近的正常组织相比,ESCC组织中CADM2表达显著下调。本研究前期通过生物信息学方法发现LINC01082与miR-18a-3p、miR-18a-3p与CADM2之间存在结合位点,且LINC01082和CADM2在癌组织中低表达,miR-18a-3p在癌组织中高表达。据此推断,LINC01082可能通过调节miR-18a-3p/CADM2轴调控ESCC细胞的增殖、迁移和侵袭,从而丰富ESCC早期诊断和治疗的相关分子机制。
1 材料与方法 1.1 细胞来源人ESCC细胞系(KYSE150和EC9706)和人正常食管上皮细胞系(SHEE)为实验室原有保存细胞系。
1.2 实验试剂RPMI 1640培养基、DMEM培养基、胎牛血清、
CCK-8检测试剂盒、逆转录试剂盒和双萤光素酶报告基因检测试剂盒,购自赛文创新(北京)生物科技有限公司。引物合成、LINC01082片段合成(NR_103859.1)和一代测序,由北京擎科生物科技股份有限公司完成。
1.3 方法 1.3.1 细胞培养和转染KYSE150和EC9706细胞用含10%胎牛血清的RPMI 1640培养基培养,SHEE和293T细胞用含10%胎牛血清的DMEM培养基培养。将生长状态良好且处于对数生长期的细胞接种至6孔板,待细胞密度介于70%~80%时进行细胞转染,完成后续实验。所有细胞在37 ℃、5%CO2培养箱中培养。
1.3.2 RNA提取、反转录和实时定量PCR采用TRIzol法提取细胞的总RNA。RNA样品的浓度和纯度采用Nanodrop 2000(美国ThermoFisher Scientific公司)检测,并通过核酸电泳检测总RNA完整度。逆转录使用PrimeScriptTM RT reagent Kit with gDNA Eraser [宝日医生物技术(北京)有限公司)] 进行cDNA扩增。采用TB Green® Premix Ex TaqTM Ⅱ[宝日医生物技术(北京)有限公司]和ABI StepOnePlusTM实时PCR系统(美国Applied Biosystems公司)进行实时定量PCR,内参为GAPDH。引物序列:LINC01082,正向5’-GAGATAGGACCAACCGTCAG-3’,反向5’-AAATGTTAAGGCTGTCACTG-3’;miR-18a-3p,正向5’-ACACTCCAGCTGGGACTGCCCTAAGTGCTCC-3’,反向5’-CAGTGCAGGGTCCGAGGTAT-3’;CADM2,正向5’-AACAACCAGCAGCATCAG-3’,反向5’-ACAACTACAGCCACTATTCC-3’。使用2-ΔΔCt法分析RNA的相对表达水平。
1.3.3 CCK-8实验收集转染24 h后的KYSE150细胞,以2×103/孔的密度接种于96孔板中。在接种0、24、48、72 h后,按照CCK-8试剂盒操作说明书加入CCK-8反应液,37 ℃孵育2 h后,采用酶标仪检测波长450 nm处的吸光度值。
1.3.4 平板克隆形成实验将各组细胞消化,重悬于RPMI 1640完全培养基中,以1×103/孔的密度接种于6孔板中,置于培养箱中培养14 d。用4%多聚甲醛溶液对细胞克隆团进行固定,然后用0.1%结晶紫溶液染色。清洗、风干后拍照,采用ImageJ软件计数。
1.3.5 划痕实验将各组细胞消化,均匀接种于6孔板中,待细胞长满以后,用移液器枪头在培养板上划垂直均匀的直线。用PBS清洗3~5次,去除细胞碎片。将细胞放回培养箱中继续培养,分别于0 h和24 h在同一观测点观察划痕愈合情况并拍照记录,采用ImageJ软件分析实验结果,计算细胞迁移距离。
1.3.6 Transwell实验将各组细胞消化,悬浮于无血清的RPMI 1640培养基中,将细胞密度调整为2.5×105/mL。取200 μL接种到Transwell上室,下室为含10%胎牛血清的RPMI 1640培养基。置于培养箱中孵育24 h后,4%多聚甲醛溶液固定上室,然后用0.1%结晶紫溶液染色。随机选择5个视野进行拍照,计数细胞数量。
1.3.7 双萤光素酶报告基因实验采用PCR扩增获得野生型(wild type,WT)和突变型(mutant,MUT)LINC01082和CADM2 3’非翻译区(untranslated region,UTR)结合位点附近cDNA片段,并将目标片段克隆至psiCHECK-2载体中。引物序列:LINC01082-WT,正向5’-CCGctcgagCAAGGCCCGGAGATAGGAC-3’,反向5’-tatgcggccgcATAATGCTCAATTTGACTTTTCCA-3’;LINC01082-MUT,正向5’-TCAACCCAGCACCGAAGAAAAACAAgtgagctAAATTATTCTTCAGC-3’,反向5’-TTCATTTCAGGCTGAAGAATAATTTagctcacTTGTTTTTCTTCGGT-3’;CADM2-3’UTR-WT,正向5’- CCGctcgagAACGTCCATTATATCCCTTTAGGT-3’,反向5’-TATgcggccgcAATGGTTAAACACGCCAAAA-3’;CADM2-3’ UTR-MUT,正向5’-ATTTACAAATTTTCATTTTGCAGTcgtgtgGCTGCTTACCTATGT-3’,反向5’-TGGCAAACCAACATAGGTAAGCAGCgacacAACTGCAAAATGAAA-3’。将miRNA mimics和WT/MUT psiCHECK-2质粒共转至293T细胞中,转染48 h后,按照试剂盒说明书检测双萤光素酶活性。
1.3.8 Western blotting用RIPA裂解液提取总蛋白,BCA法定量。蛋白变性后,进行SDS-PAGE、转膜、封闭。一抗CADM2(1∶1 000)和GAPDH(1∶5 000)4 ℃孵育过夜,再将膜与二抗(1∶2 000)室温下孵育1 h,随后曝光检测。
1.4 统计学分析采用GraphPad Prism 9.0软件对数据进行统计分析和可视化。计量资料以x±s表示,多组间比较采用单因素方差分析,进一步两两比较采用Student’s t检验。P < 0.05为差异有统计学意义。
2 结果 2.1 LINC01082在ESCC组织和细胞中的表达利用UALCAN数据库(http://ualcan.path.uab.edu/index.html)在线预测ESCC中LINC01082水平,发现在不同分期的ESCC中LINC01082 mRNA的平均表达水平均低于癌旁组织,其中1期ESCC中LINC01082 mRNA表达水平显著低于癌旁组织(P < 0.05,图 1A)。通过实时定量PCR验证在正常食管上皮细胞和ESCC细胞中LINC01082 mRNA表达情况,发现EC9706和KYSE150细胞中LINC0108 mRNA表达水平显著低于SHEE细胞(P < 0.01,图 1B)。因此,后续细胞实验选择表达量较低的KYSE150细胞。
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| A, LINC01082 expression in ESCC tissues; B, LINC01082 expression in EC9706, KYSE150, and SHEE cells. FPKM, fragments per kilobase per million mapped fragment. * P < 0.05 vs. normal tissues; # P < 0.05 vs. SHEE cells. 图 1 LINC01082在ESCC组织和细胞中的表达 Fig.1 LINC01082 expression in ESCC tissues and cells |
2.2 过表达LINC01082对KYSE150细胞增殖的影响
为了探讨LINC01082对细胞增殖能力的影响,利用CCK-8检测试剂盒和平板集落形成实验检测过表达LINC01082的KYSE150细胞的增殖能力,结果发现,过表达LINC01082后LINC01082 mRNA表达水平显著升高(P < 0.05,图 2A),KYSE150细胞在24、48和72 h时的细胞增殖能力均显著下降(P < 0.01,图 2B)。平板集落形成实验结果表明,过表达LINC01082后集落形成数量显著减少(P < 0.01,图 2C)。上述结果表明,过表达LINC01082后KYSE150细胞的增殖能力被抑制。
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| A, overexpression efficiency of LINC01082;B, optical density value detected using the CCK-8;C, plate colony formation assay results. *P < 0.05 vs. pcDNA3.1. 图 2 CCK-8和平板集落形成实验检测KYSE150细胞增殖情况 Fig.2 Proliferation of KYSE150 cells detected using the CCK-8 and plate colony formation assays |
2.3 过表达LINC01082对KYSE150细胞迁移和侵袭的影响
划痕实验结果显示,过表达LINC01082后KYSE150细胞的划痕愈合率显著降低(P < 0.05,图 3A)。Transwell实验结果表明,过表达LINC01082后KYSE150穿过小室细胞数量显著降低(P < 0.01,图 3B)。上述实验结果表明,过表达LINC01082后ESCC细胞的迁移和侵袭能力降低。
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| A, scratch assay (×100);B, Transwell assay (×100). *P < 0.05 vs. pcDNA3.1. 图 3 划痕和Transwell实验检测KYSE150细胞的迁移和侵袭能力 Fig.3 Migration and invasion of KYSE150 cells detected using the scratch and Transwell assays |
2.4 LINC01082细胞定位和生物信息学分析
为了研究LINC01082潜在的作用方式,通过lnc-Locator:long non-coding RNA subcellular localization predictor网站(http://www.csbio.sjtu.edu.cn/bioinf/lncLocator/)对LINC01082进行细胞定位预测,结果发现,LINC01082主要定位于细胞质。以上结果提示,LINC01082可能通过竞争性内源RNA(competing endogenous RNA,ceRNA)调控机制调节下游靶基因的表达。基于此,利用LncBook 2.0、TargetScan和miRDB等软件预测LINC01082下游靶miRNA和靶基因,同时应用UALCAN数据库对靶miRNA和靶基因的差异表达进行验证。最终获得LINC01082-miR-18a-3p-CADM2调控轴,LINC01082与miR-18a-3p、miR-18a-3p与CADM2的结合位点见图 4。其中,LINC01082与miR-18a-3p的结合自由能为-16.80 kcal/mol,miR-18a-3p与CADM2的结合自由能为-13.49 kcal/mol。
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| 图 4 miR-18a-3p与LINC01082和CADM2的结合位点 Fig.4 Binding sites of miR-18a-3p with LINC01082 and CADM2 |
2.5 miR-18a-3p和CADM2在ESCC组织和细胞中的表达
利用UALCAN数据库对ESCC中miR-18a-3p mRNA表达进行分析,结果显示,ESCC组织中miR-18a-3p mRNA表达水平显著高于癌旁组织(P < 0.01,图 5A),不同分期的ESCC组织中miR-18a-3p mRNA表达水平均显著高于癌旁组织(P < 0.01,图 5B)。通过实时定量PCR验证正常食管上皮细胞和ESCC细胞中miR-18a-3p mRNA的表达情况,结果显示,KYSE150细胞中miR-18a-3p mRNA表达水平显著高于SHEE细胞(P < 0.05,图 5C)。
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| A, miR-18a-3p mRNA expression in ESCC tissues; B, miR-18a-3p mRNA expression in ESCC tissues at different stages; C, miR-18a-3p mRNA expression in KYSE150 and SHEE cells. * P < 0.05 vs. normal tissues; # P < 0.05 vs. SHEE cells. 图 5 miR-18a-3p在ESCC组织和细胞中的表达 Fig.5 miR-18a-3p expression in ESCC tissues and cellss |
利用UALCAN数据库对ESCC中CADM2 mRNA表达进行分析,结果显示,ESCC组织中CADM2 mRNA表达水平低于癌旁组织(P < 0.01,图 6A),不同分期的ESCC组织中CADM2 mRNA的平均表达水平显著低于癌旁组织(P < 0.05,图 6B)。通过实时定量PCR验证正常食管上皮细胞和ESCC细胞中CADM2 mRNA的表达情况,结果显示,KYSE150细胞中CADM2 mRNA表达水平显著低于SHEE细胞(P < 0.01,图 6C)。进一步通过Western blotting检测过表达LINC01082的KYSE150细胞中CADM2蛋白表达水平,结果发现,过表达LINC01082后CADM2蛋白表达水平升高(图 6D)。
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| A, CADM2 mRNA expression in ESCC tissues; B, CADM2 mRNA expression in ESCC tissues at different stages; C, CADM2 mRNA expression in KYSE150 and SHEE cells; D, Western blotting results of CADM2 protein in KYSE150 cells overexpressing LINC01082. * P < 0.05 vs. normal tissues; # P < 0.05 vs. SHEE cells. 图 6 CADM2在ESCC组织和细胞中的表达 Fig.6 CADM2 expression in ESCC tissues and cells |
2.6 双萤光素酶报告基因实验验证LINC01082、miR-18a-3p、CADM2间的靶向关系
基于LINC01082与miR-18a-3p、miR-18a-3p与CADM2的结合位点,构建psiCHECK-2WT和MUT载体,测序鉴定后用于后续双萤光素酶实验。在转染LINC01082-WT的293T细胞中,miR-18a-3p mimic组的萤光素酶活性降低(P < 0.01);在转染CADM2- WT的293T细胞中,miR-18a-3p mimic组的萤光素酶活性降低(P < 0.05)。其他组间比较,差异无统计学意义(P > 0.05)。见图 7。
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| * P < 0.05. 图 7 双萤光素酶报告基因实验结果 Fig.7 Results of dual luciferase reporter gene assay |
3 讨论
食管癌的发生和发展受到多种因素的调节。lncRNA在食管癌的发生、发展以及转移中的作用逐渐被揭示[10]。研究[11]发现,LINC01082能够促进非小细胞肺癌细胞和结肠癌细胞的增殖、迁移和侵袭。虽然LINC01082能够非侵入性诊断ESCC[5],但其在ESCC中的作用和分子机制仍有待进一步揭示。
本研究发现,LINC01082在ESCC组织和细胞(KYSE150细胞)中低表达,过表达LINC01082后KYSE150细胞的增殖、迁移和侵袭被显著抑制,这一结果与YANG等[11]在非小细胞肺癌中LINC01082过表达抑制了非小细胞肺癌细胞的增殖、迁移和侵袭的研究结果一致,表明LINCO1082可能作为一种新的肿瘤抑制剂,并可能成为ESCC治疗的潜在靶点。在细胞质中,lncRNA通过ceRNA机制与miRNA结合,间接调控下游靶RNA的表达水平,进而影响细胞功能[12]。LINC01082的亚细胞定位预测结果显示,LINC01082在细胞质中优先分布,这表明LINC01082可能在ESCC细胞中发挥转录后功能。
本研究通过网络数据库筛选出LINC01082-miR-18a-3p-CADM2调控轴。种子序列分析、自由能分析、miR-18a-3p和CADM2在ESCC组织和细胞中的表达分析结果表明,LINC01082、miR-18a-3p和CADM2可能存在靶向关系。双萤光素酶报告基因实验确立了LINC01082、miR-18a-3p和CADM2间的靶向调控关系。
miRNA是一类高度保守、长度约为22 nt的内源性非编码RNA,其作为肿瘤抑制因子或致癌因子,在癌症的临床诊断、治疗和预后中发挥重要作用[4]。miRNA通过在细胞质中与靶基因的3’UTR结合来降解mRNA或抑制翻译,从而负向调节下游靶基因的表达[13-14]。研究[15]发现,miR-18a-3p能够促进乳腺癌的进展,促进肿瘤细胞的增殖、迁移和侵袭。在ESCC中,miR-18a可用于癌症的早期筛查,并可能成为潜在的新型生物标志物[6-7],但其作用和分子调控机制有待进一步揭示。本研究检测了miR-18a-3p在ESCC组织和细胞中的表达情况,结果表明,miR-18a-3p可能作为致癌因子在ESCC中发挥作用,这一结果为miR-18a-3p作用及其机制的研究提供了参考。
研究[8]发现,CADM2是一种肿瘤抑制因子,在几种癌症中通常表达下调。还有研究[9]发现,CADM2在ESCC组织中表达显著下调。以上研究结果与本研究的CADM2检测结果一致,表明CADM2可能作为肿瘤抑制因子在ESCC中发挥作用。
综上所述,过表达LINC01082可以抑制ESCC细胞的增殖、迁移和侵袭,其机制可能是通过miR-18a-3p/CADM2轴实现的。本研究为挖掘ESCC生物诊断标志物提供了新的思路。本研究的不足之处在于miR-18a-3p和CADM2的功能及其分子调控机制尚未完善,后续需要进行进一步研究。
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