RNA干擾沉默CXCR4基因對胃癌細胞SGC7901增殖和侵襲力的影響

陸 航 劉學政 孫巨峰 (廣西醫科大學人體解剖學教研室，廣西 南寧 53002)

胃癌的侵襲和轉移是其高死亡率的主要原因。研究表明，人CXC型趨化因子配體及受體(CXCL12/CXCR4)基因在胃癌細胞中大量表達〔1，2〕，說明CXCL12/CXCR4軸在胃癌的侵襲及轉移中起關鍵性的作用。目前，RNA干擾技術以其高效率及高特異性抑制基因的表達，已成為癌癥治療研究的突破點。本實驗成功將重組腺病毒載體CXCR4－shRNA轉染至胃癌細胞系SGC7901，檢測抑制CXCR4基因的表達對胃癌細胞SGC7901增殖及侵襲力的影響。

1 材料與方法

1.1 實驗材料 SCG7901和CXCR4－siRNA重組腺病毒載體由遼寧醫學院中心實驗室保存;胎牛血清(BSA)購自四季青生物工程材料有限公司;MTT購自Amresco公司;RT－PCR二步法試劑盒購自Fermentas公司;Transwell小室購自corning公司。

1.2 方法

1.2.1 重組腺病毒載體的構建及轉染SGC7901 本實驗小組前期已經成功構建重組腺病毒載體CXCR4－shRNA，并酶切測序鑒定成功。實驗分三組:空白組;對照組序列為:正義鏈5′－TGCGCGCTTTGTAGGATTCGCTCGAGCGAATCCTACAAAGCGC GCTTTTTC－3′反義鏈 5′－TCGAGAAAAAGCGCGCTTTGTAGGATTCGCTCGAGCGAATCCTACAAAGCGCGCA－3′;實驗組序列為:正義鏈 5′－TCTATTCCCGACTTCATCTTTGCTCGAGCAAAGATGA AGTCGGGAATAGTTTTTC－3′，反 義 鏈 5′－TCGAGAAAAACTATTCCCGACTTCATCTTTGCTCGAGCAAAGATGAAGTCGGGAATAGA－3′。用含10%BSA的RPMI1640培養液常規培養SGC7901，至細胞匯合至70%～80%時，以不引起明顯氯化聚乙烯(CPE)的最大感染復數(MOI)值進行轉染，倒置熒光顯微鏡觀察轉染情況。

1.2.2 RT－PCR測定轉染后CXCR4表達情況 以GenBank中CXCR4基因序列(NM_003467)為模板設計引物序列，擴增產物長度為 564 bp，上游序列為 5′－GTTGGCTGAAAAGGTGGTCTAT－3′，下游序列為 5′－AGCAGGACAGGATGACAATACC－3′，內參為β－肌動蛋白(β－actin)。細胞轉染 72 h后，TRizol法提取總RNA。按照RT－PCR二步法試劑盒說明書進行操作，進行1%瓊脂糖凝膠電泳。

1.2.3 MTT法測定細胞增殖 SGC7901處于對數生長期時制成細胞懸液，以密度為1×104/孔接種到96孔板，37℃、5%CO2培養，待細胞貼壁后，分別加入含shRNA－CXCR4腺病毒載體的培養液和空白培養液，于轉染后72 h加入5 mg/ml的MTT溶液每孔10 ml，溫箱孵育4 h后棄上清，每孔加入 DMSO 150 μl震蕩10 min，使結晶充分溶解后用酶標儀測定490 nm波長的OD值，以無細胞的空白孔調零。反復三次取平均值。

1.2.4 Transwell小室細胞侵襲力測定 將50 mg/L的Matrigel膠的1∶8稀釋液置于Transwell小室底部膜的上室面，4℃風干。吸棄殘余液體，再用含10 g/L BSA的無血清培養液水化基底膜。制備CXCR4－shRNA轉染的胃癌細胞，無血清培養12 h后制細胞懸液，調整密度至1×105個/L，將上室加入無血清的細胞懸液200 μl后，置于含10%BSA培養液500 μl的24孔板內，分別常規培養48 h。用棉簽去除上室內的細胞和基質膠，上室底部采用0.1%結晶紫染色，33%醋酸脫色，倒置顯微鏡下觀察，每復孔隨機取6個視野計算細胞數，取平均值。

1.3 統計學方法 應用SPSS17.0統計軟件進行處理，計量數據用±s表示，采用單因素方差分析。

2 結果

2.1 倒置熒光顯微鏡觀察轉染情況 胃癌細胞SGC7901正常培養匯合至80%(×100);腺病毒小片段轉染SGC790172 h后綠色熒光大量表達，無明顯CPE。見圖1。

2.2 RT－PCR檢測結果 空白組與對照組CXCR4 mRNA表達量明顯高于實驗組，有統計學意義(P＜0.01);而空白組與對照組之間無顯著性差異(P＞0.05)。見圖2。

2.3 MTT檢測SC7901細胞增殖 空白組與對照組細胞生長迅速，兩組之間無顯著性差異(P＞0.05);實驗組經腺病毒載體轉染后細胞增殖程度顯著減少，與前兩組相比有顯著性差異(P＜0.05)。見圖3。

2.4 Transwell小室檢測細胞侵襲力 shRNA－CXCR4腺病毒載體和空白組及對照組相比能顯著抑制SGC7901細胞的侵襲力(113.8±9.2 vs 264.7±15.7 vs 270.5±16.9)(P＜0.05)。空白組與對照組相比無顯著性差異(P＞0.05)。

圖1 CXCR4-shRNA腺病毒載體在SCG7901細胞中的表達(×100)

圖2 RT-PCR檢測CXCR4 mRNA表達

圖3 SGC7901細胞增殖生長曲線

3 討論

由于生存環境的變化、人口老齡化及生物學因素和遺傳學因素等多方面的影響，全球惡性腫瘤的發病率和死亡率呈逐年上升趨勢，而惡性腫瘤的侵襲轉移是其高復發和高死亡的主要原因。研究表明，胃癌的淋巴結轉移過程包括細胞外基質的蛋白水解、癌細胞黏附性的改變、局部侵襲、腫瘤血管生成、通過血管侵襲淋巴、免疫逃避和腫瘤在新的微環境的存活;同時，CXCR4在胃癌Ⅲ期和Ⅳ期具有大量表達，說明胃癌的高侵襲性與CXCR4基因的表達具有相關性〔3～6〕。因此CXCR4在腫瘤的侵襲轉移中起著重要作用，抑制CXCR4的表達可以成為控制胃癌轉移的突破點。

本實驗通過腺病毒載體shRNA－CXCR4轉染至胃癌細胞系SGC7901，通過基因沉默機制抑制胃癌細胞中CXCR4基因的表達，進而觀察胃癌細胞的侵襲力和細胞狀態的變化。通過倒置熒光顯微鏡觀察和RT－PCR結果可以表明成功將腺病毒載體轉染至胃癌細胞，并抑制CXCR4基因的表達。MTT檢測結果表明，空白組與對照組細胞增殖迅速，兩組之間無顯著性差異，實驗組經腺病毒載體轉染后細胞增殖程度顯著減少，與前兩組相比有顯著性差異，表明shRNA－CXCR4腺病毒載體具有抑制SGC7901細胞增殖的作用。Transwell小室侵襲實驗表明，重組腺病毒載體shRNA－CXCR4轉染胃癌細胞SGC7901導致細胞穿膜數量減少，相對對照組和空白組有統計學意義。同時，對照組和空白組比較沒有明顯差別，說明重組腺病毒載體shRNA－CXCR4能夠抑制胃癌細胞SGC7901侵襲力。

綜上所述，通過抑制CXCR4基因的表達，腺病毒表達載體能在一定程度上抑制SGC7901的侵襲和增殖，某種程度上抑制胃癌細胞的轉移，這也為體內實驗提供了理論基礎。

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