许勇,李波 ,林强 ,钟昌桃,刘东 ,程愿 ,钟云昌
(1.西南医科大学附属医院 肝胆外科,四川 泸州 646000;2.自贡市第三人民医院 肝胆外科,四川 自贡 643000;3.自贡市第四人民医院 肝胆外科,四川 自贡 643000)
胰腺导管腺癌(pancreatic ductal adenocarcinoma,PDAC)是人类病死率最高的消化系统恶性肿瘤之一[1]。MicroRNA是一类长度在25个碱基以内的单链RNA[2]。microRNA-92a(miR-92a)是近年来新鉴定的出的一种microRNA,它在胃癌[3]、肝癌[4]及乳腺癌[5]中的表达水平上调并能促进肿瘤细胞生长及侵袭,提示miR-92a是一种潜在的促癌基因。目前,PDAC中miR-92a的表达量以及与临床表现的关系尚未可知。本课题研究PDAC中miR-92a的表达情况,同时探讨高表达miR-92a后胰腺癌细胞增殖以及凋亡的变化。
选取2014年1月—2016年1月于西南医科大学附属医院肝胆外科收治并行手术切除的50例PDAC组织标本及对应癌旁组织标本(距肿瘤切边缘>2 cm)。其中,男性35例,女性15例;年龄40~68岁。所有患者术前均未进行过放化疗及肿瘤辅助治疗。所有标本于离体0.5 h内取材,于液氮中固定保存。
胰腺癌PANC-1细胞购自中科院上海细胞库并由本院实验室保存,miR-92a抑制性慢病毒颗粒(病毒载体类型:psi-LVRH1GP)购自广州复能基因公司,DMEM(11965-084)、胎牛血清(16000044)均购自美国Gibco公司,Annexin V凋亡检测试剂盒(FITC/PI双染法,E606336)购自生工生物工程(上海)股份有限公司,Trizol试剂(15596026)、逆转录PCR(reverse transcription PCR, RT-PCR)试剂盒(Super Script ® One-Step RT-PCR System with Platinum® Taq DNA Polymerase, 10928042)及实时荧光定量PCR(quantitative real-time PCR, qRT-PCR)试剂盒(DyNAmo Flash SYBR Green qPCR Kit, F415L) 均 购自美国Invitrogen公司,兔抗人DAB2IP多克隆抗体(ab87811)购自美国Abcam公司,兔抗人β-actin单克隆抗体(#4970)购自美国CST公司,兔SP免疫组织化学(以下简称免疫组化)试剂盒由武汉博士德生物技术有限公司提供。
通过Trizol试剂提取标本及细胞RNA,配制逆转录及PCR扩增体系。设置逆转录条件:50℃逆转录30 min,94℃变性2 min,循环次数1次;94℃变性15 s,60℃退火30 s,68℃延伸3 min,循环次数40次;72℃最终延伸10 min。通过2-△△Ct法检测miR-92a基因的相对含量。
PANC-1于适宜环境中培养,稳定传代2~3代后进行实验。将PANC-1细胞过夜增殖至融合度达70%,接种6孔细胞培养板。达到预定培养密度后移除培养基,1×PBS溶液充分洗涤细胞。慢病毒感染分组:miR-92a抑制性慢病毒(anti-miR-92a)组每孔加入1 ml的miR-92a抑制性慢病毒上清液、2 ml完全培养基及15 μg聚凝胺(ploybrene);对照组(anti-miR-con)每孔加入1 ml的阴性对照慢病毒上清液、2 ml完全培养基及15 μg ploybrene。转染48 h后,使用含2 μg/ml嘌呤霉素(puromycin)的完全培养液筛选稳定转染细胞株。
PANC-1细胞按500个每孔均匀接种于6孔板中,每周更换完全培养基2次。培养2周后,使用4%多聚甲醛固定细胞30 min,1%结晶紫染色15 min,置于蒸馏水中洗去多余染液。风干后将6孔板置于网格纸上计数每孔克隆形成数量,计算克隆形成率。每个样本独立重复实验3次。
PANC-1细胞用预冷PBS工作液冲洗2次,胰酶消化细胞后1 500 r/min离心5 min沉淀细胞,预制缓冲液调整细胞数为1×106个/ml,将500 μl细胞悬液与5 μl Annexin V-FITC及10 μl PI混合,室温遮光反应10 min后上机测试。
10只5周龄BLAB/c裸鼠,随机分为anti-miR-92a组和anti-miR-con组,每组5只,分组后适应性饲养1周。分别取对数生长期的miR-92a敲除细胞及阴性对照细胞,以冷PBS溶液制成细胞悬液,调整终浓度为2.0×107个/ml。使用1 ml注射器,将0.2 ml细胞悬液(约含4.0×106个细胞)接种于裸鼠背部近右下肢处皮下组织内,复制裸鼠皮下成瘤模型。裸鼠饲养4周,每周测量肿瘤长度及宽度,按公式1/2(长轴×短轴2)来计算肿瘤体积,绘制肿瘤生长曲线。
通过RIPA试剂提取细胞总蛋白,凝胶垂直电泳分离蛋白,70 V恒压转膜150 min,5%牛血清白蛋白封闭1 h后将条带孵育于1∶1 000比例稀释的DAB2IP和β-actin一抗中。4℃过夜后,使用1∶5 000稀释的辣根过氧化物酶标记二抗孵育条带1 h。ECL法曝光条带。
组织切片常规预处理后滴加1∶100稀释的DAB2IP抗体,4℃孵育过夜。清洗残余一抗后,使用HRP标记的二抗结合对应的一抗,DAB法显色。按文献[6]所述方法,计算每张切片的免疫组化得分。
数据分析采用SPSS 13.0统计软件,计量资料以均数±标准差(±s)表示,组间比较采用t检验或重复测量设计的方差分析,计数资料采用χ2检验,P<0.05为差异有统计学意义。
miR-92a在PDAC组织中的表达水平(1.458±0.023)与癌旁组织中的表达水平(0.418±0.037)比较,差异有统计学意义(t=4.832,P=0.000),PDAC组织高于对应癌旁组织。
PDAC组织中miR-92a高表达患者的肿瘤直径较miR-92a低表达者更大(χ2=6.256,P=0.012)。
感染anti-miR-92a慢病毒的细胞内miR-92a的表达水平较anti-miR-con组降低,差异有统计学意义(t=4.439,P=0.041)(见图1A)。平板克隆实验结果显示,anti-miR-92a组克隆形成率为(35.13±7.81)%,低于anti-miR-con组的克隆形成率(86.25±8.19)%,差异有统计学意义(t=5.452,P=0.033)(见图1B)。同时下调miR-92a表达后,PANC-1细胞凋亡(37.14±4.51)较anti-miR-con组(12.35±3.64)升高(t=5.840,P=0.029)(见图 1C)。
两组皮下注射肿瘤细胞后不同时间点的肿瘤体积比较,采用重复测量设计的方差分析,结果:①不同时间点的肿瘤体积有差异(F=8.108,P=0.013)。②两组肿瘤肿瘤体积有差异(F=10.034,P=0.009),anti-miR-92a组肿瘤肿瘤体积较anti-miR-con组小,miR-92a有抑制肿瘤生长作用。③两组的肿瘤体积变化趋势有差异(F=7.056,P=0.022)(见图2A)。在饲养4周后anti-miR-92a组的最终肿瘤体积较anti-miR-con组下降(t=3.081,P=0.014)(见图 2B、C)。
图1 下调miR-92a表达对PANC-1细胞增殖、凋亡的影响
沉默miR-92a抑制PANC-1细胞内DAB2IP mRNA(t=4.427,P=0.040)及蛋白的表达水平(t=5.002,P=0.036);同时下调miR-92a表达的移植瘤组织内DAB2IP蛋白的表达水平也降低(t=3.161,P=0.013)。见图3。
图2 下调miR-92a表达对PANC-1细胞移植瘤生长的影响
图3 下调miR-92a表达对DAB2IP表达的影响
本研究结果显示,PDAC组织中miR-92a的表达水平高于癌旁组织。提示miR-92a在胰腺癌中可能是一种被上调的促癌因子。不同的体外及体内研究表明,抑制miR-92a的表达能够削弱细胞增殖并促进细胞凋亡。在动物实验中,也发现抑制miR-92a表达的PANC-1细胞在体内抑制肿瘤细胞的生长。miR-92a可能是一种具有多项促癌功能的microRNA,最新文献也指出,miR-92a也具有促进肿瘤转移[7]及增强化疗抵抗[8]的作用。类似报道的结果值得大家在今后的工作中进一步深入研究miR-92a的生物学功能。
MicroRNA能够通过结合靶基因3'-UTR区而发挥负向调控作用。笔者通过生物信息学检索分析发现,凋亡诱导因子DAB2IP mRNA的3'-UTR区存在miR-92a的结合位点。既往研究[9]也表明,DAB2IP在胰腺癌细胞内表达降低且具有抑癌作用,其可能是miR-92a的潜在靶点之一。通过PCR及Western blotting发现,下调miR-92a在体外能促进DAB2IP的表达,进一步通过免疫组化发现沉默miR-92a表达的移植瘤组织中DAB2IP的表达也出现恢复性升高。研究指出,DAB2IP能够下调包括Ras-Raf-ERK[10]和PI3KAkt[11]在内的许多促进肿瘤细胞生长的信号通路的活性。提示miR-92a的促进肿瘤生长作用可能是与解除DAB2IP对多条激酶信号通路的抑制有关。
综上所述,miR-92a在胰腺癌中高表达,沉默miR-92a可能通过恢复DAB2IP的表达而抑制胰腺癌细胞生长。