杨莉,刘炜,李彦格,管玉洁,毛彦娜
作者单位:郑州儿童医院、河南省儿童医院、郑州大学附属儿童医院血液肿瘤科,河南 郑州 450000
T 淋巴细胞白血病(T lymphoblastic leukemia,TLL)是血液系统恶性肿瘤,来源于骨髓T 淋巴母细胞,发病率、病死率较高,具有淋巴结增大、白血病细胞浸润、皮肤损害等特征,因常规治疗易复发、化疗疗效差,长期生存率低,预后较差,而成为临床治疗的难题[1-3]。微小RNA(miRNA)作为基因表达调控的重要方式,是迄今为止研究较多的一类非编码RNA,可调控靶基因广泛参与血液系统疾病及其他肿瘤的进展过程[4-5]。有研究发现,miR-452、miR-139 等表达异常可导致T-LL 的发生并影响疾病进展[6-7]。近年来有文献报道,miR-150 在慢性髓系白血病中表达下调,过表达miR-150 后可通过调节c-Myb 抑制人慢性髓系白血病细胞系K562 增殖[8]。然而,关于miR-150 靶向c-Myb 表达影响Jurkat 细胞增殖的报道较少。本研究自2020 年1—6 月研究miR-150 对人T-LL 细胞株Jurkat 中c-Myb 表达及细胞增殖、凋亡的影响,以期解释miR-150 在T-LL 中的功能及分子机制,为发展以miRNA为靶点的T-LL治疗新方法奠定基础。
1.1 主要试剂与仪器 人T-LL 细胞株Jurkat 细胞(WD100074,美国ATCC 细胞库);Lipofectamine2000(11668-027,美国Invitrogen);实时荧光定量PCR(quantitative real-time PCR,qRT-PCR)试剂盒(:K1002S,美国Promega);人胆囊收缩素/缩胆囊素八肽(CCK-8)试剂(CK-04,日本同仁);AnnexinVFITC/PI(S0185,哈尔滨新海基因);c-Myb 抗体(ab117635)、增殖细胞核抗原(proliferating cell nuclear antigen,PCNA)抗体(ab92552)、Bcl-2 相关X 蛋白(Bcl-2 associated X protein,Bax)抗体(ab32503)、甘油醛-3-磷酸脱氢酶(GAPDH)抗体(ab181602),美国abcam;羊抗兔(0295G-HRP,美国Santa);ABI 7500 荧光定量PCR 仪,美国Applied Biosystems;BD FACSCanto Ⅱ流式细胞仪,美国BD;MODEL550 酶标仪、ChemiDocXRS 化学发光成像系统,美国Bio-Rad公司。
1.2 实验方法
1.2.1 细胞培养 Jurkat 细胞用DMEM 培养基于培养箱(37 ℃、5%二氧化碳)中培养,融合80%传代培养。
将Jurkat 细胞,分为空白对照组、阴性对照组及miR-150 过表达组,空白对照组Jurka 细胞不进行转染处理,使用Lipofectamine 2000,向阴性对照组、miR-150 过表达组Jurka 细胞分别转染negative control-miR-150、hsa-miR-150 mimic(序列由上海生工合成)。
1.2.2 qRT-PCR 法检测各组Jurkat 细胞中miR-150、c-Myb 表达情况 将Jurkat 细胞按照“1.2.1”分组处理6 h,重悬于DMEM培养基中,按照1×104个/孔铺于96孔培养板中,培养48 h,收集细胞,经总RNA提取、cDNA 合成后,qRT-PCR 法检测miR-150(内参U6)、c-Myb(内参GAPDH)水平。设置PCR 仪程序为95 ℃10 min;40 次循环:93 ℃10 s,55 ℃25 s,72 ℃ 2 min;72 ℃ 10 min。 miR-150(F):5'-AGAGTCTCCCAACCCTTGTA-3',miR-150(R):5'-CAGTGCAGGGTCCGAGGT-3';c-Myb(F):5'-GCTGCTATGGTCTTAGCCTGTAG-3',c-Myb(R):5'-ACATCAACAACACACATCTCC-3';U6(F):5′-CTCGCTTCGGCAGCACATATACT-3′,(R) :5′-ACGCTTCACGAATTTGCGTGTC-3′;GAPDH(F):5'-GACCCCTTCATTGACCTCAA-3',GAPDH(R):5'-TGCTTCACCACCTTCTTGAT-3',引物由上海生工合成。2-ΔΔCt法定量。
1.2.3 CCK-8 法检测Jurkat 细胞增殖 将Jurkat 细胞按照“1.2.1”分组处理6 h,重悬于DMEM 培养基中,按照1×104个/孔铺于培养板(96 孔),48 h 后加CCK-8,2 h后使用酶标仪(450 nm)检测光密度(optical density,OD)值。
1.2.4 流式细胞仪检测Jurkat 细胞凋亡 将Jurkat细胞按照“1.2.1”分组处理6 h,重悬于DMEM 培养基中,按照1×104个/孔铺于培养板(96孔),48 h后收集、消化、洗涤,调整成1×106个/毫升的细胞悬浮液,加入Annexin V-FITC、PI 各5 µL,1 h 避光孵育后使用流式细胞仪检测。
1.2.5 荧光素酶实验检测miR-150与c-Myb的靶向关系 生物信息学软件Targetscan 预测miR-150 和c-Myb mRNA 3'UTR 可能存在的结合位点。将与miR-150 互补结合的c-Myb 基因的3'UTR 序列片段插入到pGL3-basic构建3'UTR 质粒,将空载质粒(空载质粒组)和3'UTR 质粒(3'UTR 质粒组)分别与miR-150模拟物共转染Jurkat细胞。转染36 h后,检测细胞相对荧光素酶活性。
1.2.6 蛋白质印迹法(Western blotting)检测各组Jurkat 细胞中c-Myb、PCNA、Bax 蛋白表达情况 将Jurkat细胞按照1.2.1分组处理6 h,重悬于DMEM 培养基中,按照1×104个/孔铺于96孔培养板中,48 h后收集、洗涤、裂解、冰浴、离心,收集上清并进行蛋白定量。取等量蛋白经电泳、转PDVF 膜上、TBST 缓冲液(含5%脱脂奶粉)室温封闭,1 h 后分别加入c-Myb 抗体(1∶1 000 稀释)、PCNA 抗体(1∶1 000 稀释)、Bax 抗体(1∶1 000 稀释)和GAPDH 抗体(1∶1 000 稀释),孵育过夜,加入1∶5 000 稀释的羊抗兔二抗,孵育1 h,加入ECL试剂进行显影和曝光,分析条带灰度,以内参蛋白灰度定量。
1.3 统计学方法 采用SPSS 24.0 处理数据。数据均用±s 表示,行单因素方差分析,采用SNK-q 检验进行两两比较,P<0.05为差异有统计学意义。
2.1 各组Jurkat 细胞中miR-150、c-Myb mRNA表达情况 Jurkat 细胞中miR-150、c-Myb mRNA 水平在空白对照组与阴性对照组间差异无统计学意义(P>0.05)。与空白对照组相比,miR-150 过表达组Jurkat 细胞中miR-150 水平升高(P<0.05),c-Myb mRNA水平降低(P<0.05),见表1。
表1 各组Jurkat细胞中miR-150、c-Myb mRNA表达水平比较/±s
表1 各组Jurkat细胞中miR-150、c-Myb mRNA表达水平比较/±s
注:①较空白对照组,P<0.05。②较阴性对照组,P<0.05。
组别空白对照组阴性对照组miR-150过表达组F值P值c-Myb mRNA 0.98±0.09 1.01±0.05 0.66±0.14①②22.43<0.001重复次数666 miR-150 1.03±0.09 1.02±0.05 1.42±0.14①②31.01<0.001
2.2 各组Jurkat细胞增殖、凋亡情况比较 空白对照组与阴性对照组Jurkat 细胞OD 值及凋亡率差异无统计学意义(P>0.05);与空白对照组相比,miR-150 过表达组Jurkat 细胞OD 值显著降低,凋亡率显著升高(P<0.05),见表2。
表2 各组Jurkat细胞的OD值及凋亡率比较/±s
表2 各组Jurkat细胞的OD值及凋亡率比较/±s
注:①较空白对照组,P<0.05。②较阴性对照组,P<0.05。
组别空白对照组阴性对照组miR-150过表达组F值P值凋亡率/%8.76±0.74 9.13±0.88 20.79±1.15①②318.56<0.001重复次数666 OD值0.46±0.09 0.49±0.08 0.25±0.06①②17.01<0.001
2.3 miR-150 与c-Myb 的靶向关系 Targetscan 生物信息学软件预测显示,miR-150 和c-Myb mRNA 3'UTR存在结合位点。双荧光素酶报告基因实验显示,与空载质粒组相比,3'UTR 质粒组Jurkat 细胞相对荧光素酶活性显著降低[(0.68±0.16)比(1.01±0.11),t=4.16,P=0.002]。
2.4 各组Jurkat细胞中c-Myb、PCNA、Bax蛋白表达情况 空白对照组与阴性对照组Jurkat 细胞中c-Myb、PCNA、Bax 蛋白水平差异无统计学意义(P>0.05);与空白对照组相比,miR-150 过表达组Jurkat细胞中c-Myb、PCNA 蛋白水平降低(P<0.05),Bax 蛋白水平升高(P<0.05),见图1,表3。
表3 各组Jurkat细胞中c-Myb、PCNA、Bax蛋白水平比较/±s
表3 各组Jurkat细胞中c-Myb、PCNA、Bax蛋白水平比较/±s
注:GAPDH 为甘油醛-3-磷酸脱氢酶,PCNA为增殖细胞核抗原,Bax为Bcl-2相关X蛋白。①较空白对照组,P<0.05。②较阴性对照组,P<0.05。
组别空白对照组阴性对照组miR-150过表达组F值P值重复次数Bax/GAPDH 0.42±0.13 0.46±0.14 0.65±0.18①②3.72 0.042 666 c-Myb/GAPDH 0.64±0.12 0.73±0.13 0.37±0.06①②18.10<0.001 PCNA/GAPDH 0.56±0.11 0.59±0.13 0.33±0.07①②10.74 0.001
图1 各组Jurkat细胞中c-Myb、PCNA、Bax蛋白表达
miRNAs 是一类进化中高度保守,分布广泛,长度为21~24 个核苷酸的非编码RNA,通过作用于靶基因,使靶基因转录受到抑制或mRNA 降解,从而负调控靶基因表达。近年来,对miRNA 的深入研究发现,miRNA 基因的突变或表达失调与多种癌症关系密切,可以通过发挥抑癌或促癌功能,参与癌症的发生发展,有望成为癌症的治疗靶点[9-10]。miR-150是研究较多的miRNAs 之一,其在多种实体肿瘤中均异常表达,可用于预测肿瘤发生发展及进行预后评估[11-12]。李均等[13]研究表明,miR-150在宫颈癌组织中高表达,可能作为癌基因调控宫颈癌的发生及发展。杜晓阳等[14]研究表明,过表达miR-150 能够抑制结直肠癌细胞的侵袭与转移能力,进而抑制肿瘤的生长与转移。因此,miR-150 在肿瘤中的调控具有多样性,可能发挥抑癌或促癌功能。王莹等[15]通过构建慢病毒载体过表达miR-150,发现过表达has-miR-150 可能通过负调控磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B/核因子κB(phosphoinositide-3-kinase/serine threonine kinase/nucler factor κB,PI3K/Akt/NFκB)信号通路,抑制Jurkat 细胞增殖并诱导其凋亡。本研究结果显示,过表达miR-150后,Jurkat细胞OD值显著降低,凋亡率显著升高,提示miR-150在T-LL进展中起抑癌基因作用,这与王莹研究一致,但具体机制尚不清楚。
T-LL 的发生过程是原癌、抑癌基因间作用失衡的后果结果,其中,癌基因c-Myc 起重要作用,可通过细胞自噬机制、非细胞自噬机制诱导急性T-LL 表现出明显的原癌基因成瘾性,因此,针对c-Myc 基因进行治疗可能成为治疗急性T-LL 的突破方向[16]。吕国庆等[17]研究表明,c-Myc 抑制剂CPI-203 可明显抑制急性T 淋巴细胞白血病Jurkat 细胞增殖。但c-Myc 缺乏明确的配体结合域,特异性阻断c-Myc 基因激活十分困难,研究靶向抑制c-Myc 基因激活的方法具有重要意义[18]。周小翠等[19]研究表明,miR-150通过靶基因c-Myb改善心肌梗死后心肌纤维化。陈连香等[8]研究表明,miR-150 下调靶基因c-Myb 的表达抑制慢性髓系白血病细胞的增殖。何旭等[20]研究发现,T-LL病儿血浆miR-150水平降低,其水平检测对T-LL 诊断、病情判断和预后评估具有一定作用。本研究结果显示,过表达miR-150 后,Jurkat 细胞中c-Myc mRNA 和蛋白水平均显著降低,提示miR-150 在Jurkat 细胞中可以阻断c-Myc 基因激活,且双荧光素酶报告基因实验结果证实,miR-150 在Jurkat细胞中可以靶向调控c-Myc基因。
PCNA 是增殖相关基因,在肿瘤增殖过程中发挥作用[21]。Bax 是B 淋巴细胞瘤-2 蛋白(B-cell lymphoma-2,Bcl-2)家族的促凋亡成员,可促进细胞凋亡[22]。本研究发现,过表达miR-150 后,Jurkat 细胞中PCNA 蛋白水平显著降低,Bax 蛋白水平显著升高,提示miR-150 靶向阻断c-Myc 基因激活后,通过下调PCNA 表达、上调Bax 表达抑制Jurkat 细胞增殖并促进其凋亡。
综上所述,miR-150 可能靶向c-Myb 表达,进而通过影响PCNA、Bax 表达抑制Jurkat 细胞增殖并诱导其凋亡,这可能为靶向治疗T-LL 提供了一定参考。