RNA干擾HPV E6下調eIF4E轉錄表達抑制宮頸癌Hela細胞增殖并影響細胞周期進程研究

王 森 高 敏 趙 毅 朱 偉 姜恩平 康海仙 姚運紅 胡新榮

1.廣東醫學院腫瘤研究所病理教研室，廣東廣州523808；2.廣東省東莞市人民醫院病理科，廣東東莞523059

RNA干擾HPV E6下調eIF4E轉錄表達抑制宮頸癌Hela細胞增殖并影響細胞周期進程研究

王 森1高 敏2趙 毅1朱 偉1姜恩平1康海仙1姚運紅1胡新榮1

1.廣東醫學院腫瘤研究所病理教研室，廣東廣州523808；2.廣東省東莞市人民醫院病理科，廣東東莞523059

目的探討宮頸癌Hella細胞中干擾HPV E6對eIF4E表達的調控，探尋HPV E6促癌的新途徑，為宮頸癌診斷和治療提供新靶點。方法構建高效的靶向HPV18 E6的shRNA質粒（shE6）并測序，而后轉染人宮頸癌Hela細胞，熒光顯微鏡及流式細胞術檢測轉染效率。而后以Real-time PCR檢測E6及eIF4E的mRNA水平，采用CCK-8法檢測Hela細胞增殖能力的改變，流式細胞術檢測細胞周期。結果測序結果顯示成功構建shE6質粒。shE6-3轉染人宮頸癌Hela細胞后48 h，E6及eIF4E mRNA表達的抑制率分別約為80%，76%。shE6-3對Hela細胞的增殖活性在48 h的抑制效果最明顯，增殖抑制率約為21%；相對于NC組，shE6組G0/G1期細胞比例顯著增高，而S期比例減少，G2/M期未見明顯變化。結論RNA干擾HPV E6能夠下調eIF4E轉錄表達，抑制宮頸癌Hela細胞增殖，并阻滯細胞周期于G0/G1期。eIF4E有望成為宮頸癌防治的潛在靶點。

宮頸癌；E6；真核細胞翻譯起始因子；RNA干擾

真核細胞翻譯起始因子4E（eukaryotic translation initiation factor 4E，eIF4E）是新近發現的原癌基因，與腫瘤的發生發展密切相關。eIF4E是帽依賴性翻譯起始必需的且起限速作用的翻譯啟始因子，被認為是控制真核細胞翻譯的主要開關之一。人eIF4E基因定位于染色體4q21～q25，編碼24 kD的多肽。盡管eIF4E在控制細胞增殖和轉化的蛋白翻譯的作用已被證實，其表達調控至今不明，特別是在特定腫瘤如鼻咽癌、宮頸癌等病毒密切相關腫瘤中的調節機制有待更深入研究。目前，eIF4E與宮頸癌關系的研究尚處于起步階段。國內尚未見宮頸癌中調控eIF4E表達的報道。本研究利用RNA干擾技術探討了HPV E6對eIF4E轉錄表達的調控作用，有助于闡明eIF4E及E6致癌的機制，為宮頸癌診斷和治療提供新靶點。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 基本材料CCK-8試劑盒購自上海生工，脂質體Lipofectamine 2000購自Invitrogen公司，胎牛血清及DMEM培養基購自Gibco公司，eIF4E抗體購自Santacruz。

1.1.2 細胞本研究采用HPV+的宮頸癌Hella細胞。細胞培養于37℃，5%CO2培養箱中，使用標準培養基（RPMI 1640）。

1.1.3 質粒E6的shRNA干擾質粒（shE6）由上海吉凱公司構建完成。其中，三對shRNA框架序列分別為E6-shRNA-1（stem：CCTACAAGCTACCTGATCT，loop：AGTGAAGCCACAGATGTA，stem：AGATCAGGTAGCTTGTA GG），E6-shRNA-2（stem：GGAACTTACAGAGGT ATTT，Loop：AGTGAAGCCACAGATGTA，stem：AAATA CCTCTG TAAGTTCC），E6-shRNA-3（stem：GCAGAGAAACACAAGTATA，loop：AGTGAAGCCACAGATGTA，stem：TATACTTGTGTTTCTCTGC）。

1.2 方法

1.2.1 實驗分組實驗分為三組：MOCK組（即：未處理Hela細胞組），NC組（即：空白質粒組），shE6組（即：shRNA干擾E6組，包括E6的三種干擾質粒shE6-1、shE6-2、shE6-3）。

1.2.2 qRT-PCR檢測宮頸癌細胞HPV E6及e IF4E mRNA表達HPV18 E6、eIF4E及GAPDH引物由長沙艾杰生物技術有限公司設計并合成。HPV18 E6引物序列為：forward5′-CGAACCGTTGAATCCAGCAGAA-3′，reverse5′-CGAACCGTTGAATCCAGCAGAA-3′。eIF4E引物序列為：forward5′-CTGCGGCTGATCTCCAAG-3′，reverse5′-CTGCGGCTGATCTCCAAG-3′。GAPDH引物序列為：forward5′-GAAGGTCGGAGTCAACGGATTT-3′，reverse5′-CCTGGAAGATGGTGATG GGATT-3′。RT-PCR反應中每20微升反應體系加1μL模板DNA，其反應條件設定如下：95℃，1min，95℃，30 s，30循環，54℃，30 s，72℃，7 min。

1.2.3 CCK-8法檢測細胞增殖對數生長期細胞以RPMI-1640培養基調整密度為2.5×104/mL，100μL/孔接種于96孔板，每孔加入10μL CCK-8溶液繼續孵育2 h，全自動酶標議上測吸光度值。細胞生長抑制率=（1-實驗組吸光度值／對照組吸光度值）×100%。

1.2.4 流式細胞術檢測細胞周期已處理細胞培養24、48、72 h后，0.25%胰酶消化1 min，加等量培養基終止反應后1500 r/min離心5min，棄上清，PBS洗2次后70%預冷乙醇固定，4℃保存過夜。上機前離心去除乙醇，冷PBS洗2遍，將細胞重懸于0.2 m L冷PBS中，加0.6 mL PI，4℃避光染色30min。400目尼龍網過濾后使用流式細胞儀檢測。

1.3 統計學方法

采用統計軟件SPSS 13.0對實驗數據進行分析，計量資料數據以均數±標準差（x±s）表示，多組間差異采用單因素方差分析，采用t檢驗。計數資料以率表示，采用χ2檢驗。以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 E6-shRNA質粒有效干擾宮頸癌Hela細胞E6 mRNA的表達

本研究構建了靶向E6的shRNA質粒，命名為shE6（圖1）。然后，將shE6轉染人宮頸癌Hela細胞，觀察轉染12、24、36、48 h的細胞，倒置熒光顯微鏡下可見細胞中有綠色熒光表達，說明轉染成功，可進行轉染后操作（圖2，見封三）。流式細胞術檢測細胞內GFP表達，在轉染shE6 24、48 h后，shE6組GFP表達率分別為17.2%、41.6%（圖3），較對照組差異均有高度統計學意義（P＜0.01）；表明Lipofectamine TM 2000能有效將shE6轉染入宮頸癌Hela細胞中。

2.2 沉默E6后Hela細胞eIF4E的表達相應下調

ShE6轉染人宮頸癌細胞48 h后，NC與MOCK組相比，E6mRNA的表達水平基本一致，差異無統計學意義（P＞0.05），shE6-1～3均有明顯的干擾作用，其中以shE6-3組抑制效率最高，抑制率約為80%（P＜0.001）（圖4 A）。Real-Time PCR結果表明，shE6作用Hela細胞48 h后，NC組與MOCK組相比，eIF4E mRNA的表達水平基本一致，差異無統計學意義（P＞0.05）；shE6-1～3作用48 h后對eIF4EmRNA的表達均有明顯的干擾作用，差異有統計學意義（P＜0.05），其中以shE6-3對eIF4E mRNA的表達抑制效率最高，抑制率約為76%（P＜0.001）（圖4 B）。

2.3 高效shE6抑制了宮頸癌Hela細胞的增殖及細胞周期進程

采用CCK-8法檢測轉染后24、48、72 h后對Hela細胞的增殖活性的影響，結果發現轉染shE6-3后能明顯抑制Hela細胞的增殖，差異有統計學意義（P＜0.01）（圖5）。

收集細胞進行流式細胞術檢測，結果見表1，相對于MOCK組，NC組細胞各周期無明顯變化（P＞0.05）。而轉染shE6-3后，相對于MOCK組，細胞G0/G1期比例明顯增加；G2/M期比例無明顯變化（P＞0.05）。提示，轉染shE6-3作用于Hela細胞后使細胞DNA合成下降（S期細胞分布比例降低），細胞生長停滯于G0/G1期，抑制Hela細胞的增殖。

圖1 sh E6測序結果顯示質粒構建正確

圖3 流式細胞儀下shE6轉染后GFP表達

圖4 shE6轉染Hela細胞導致E6及e IF4Em RNA表達下降

圖5 shE6-3對Hela細胞增殖的影響

表1 shE6-3轉染后Hela細胞的周期百分比分布（%）

3 討論

eIF4E是新近發現的原癌基因，與腫瘤的發生發展密切相關[1-3]。eIF4E又稱帽結合蛋白，能特異識別mRNA的帽結構，調控mRNA翻譯的諸多關鍵步驟，如在細胞質中參與mRNA向43s起始復合物的轉運以形成48s復合物，并幫助解開mRNA 5，非翻譯區的二級結構等。在細胞核內eIF4E則選擇性轉運特殊mRNA，如VEGF、cyclinD1和ODC到細胞質而不影響看家基因mRNA。研究發現，eIF4E在宮頸癌癌、頭頸部鱗癌等多種腫瘤細胞中過表達，并且與其發生、浸潤、轉移密切相關[4-5]。腫瘤細胞中過表達的eIF4E能打開長而高度結構化的5UTRs序列，大大提高了弱mRNA的表達，產生促進細胞生長和轉化及血管生成的調節蛋白如c-myc、p53、cyclinD1、TGF-β、VEGF、MMP9、Bcl-2等參與癌的形成和轉移[6-10]。然而，盡管eIF4E在控制細胞增殖和轉化的蛋白翻譯的作用已被證實，其表達調控至今不明，特別是在特定腫瘤如鼻咽癌、宮頸癌等病毒密切相關腫瘤中的調節機制有待更深入研究。

目前，eIF4E與宮頸癌關系的研究尚處于起步階段。Van Tranppen等[11]應用RT-PCR方法在宮頸癌組織中檢測到eIF4E的高表達，據此推斷eIF4E參與了宮頸癌的發生并對疾病的發展產生重要影響。Lee等[12]應用免疫組化法發現在90%正常宮頸鱗狀上皮組織中未檢測到eIF4E的表達，隨著宮頸上皮病變級別的升高，eIF4E表達逐漸增強。他們推斷eIF4E的表達是宮頸癌變的早期改變，可能與正常宮頸上皮的惡性轉化有關。然而，上述研究多局限于初步探索，迄今為止，eIF4E與宮頸癌關系的研究仍然極少，且eIF4E在宮頸癌中高表達的機制尚不清楚。

宮頸癌發病率居女性惡性腫瘤的第2位，僅次于乳腺癌。盡管其具體發病機制尚不清楚，然而已有研究表明，HPV感染是引起宮頸癌及其癌前病變的必要因素，幾乎所有的宮頸癌組織均可檢測到HPVDNA[13-14]。其中，HPV表達的E6蛋白是其最重要的致癌分子之一。該蛋白由151個氨基酸殘基組成，含有2個鋅指結構，每個鋅指結構含有2個C-X-X-C序列。E6是高危型HPV的一個重要的致癌基因，它在致癌過程中的發揮了重要作用，可通過直接或間接途徑與各種靶蛋白相互作用，如通過抑制P53和PDZ蛋白家族的活性，以及增強端粒酶的活性等致癌[15-16]。綜合上述背景本研究推測宮頸癌中eIF4E高表達也極有可能源于HPV E6等源頭癌基因的活化作用。目前未見宮頸癌源頭癌基因如E6等對eIF4E表達調控的研究及eIF4E對宮頸癌細胞水平的作用報道。本研究探討了HPV E6對eIF4E轉錄表達的調控作用，有助于闡明eIF4E在宮頸癌中過表達及E6致癌的新機制，為宮頸癌診斷和治療提供新靶點。本研究提示，E6能夠通過增強eIF4E基因表達而促進宮頸癌細胞增殖、細胞周期進程和遷移，抑制凋亡。研究表明，E6通過一系列復雜機制調控眾多癌基因的蛋白表達發揮最終效應。而eIF4E屬于帽式翻譯限速因子，eIF4E的活化直接促進相關癌基因的mRNA翻譯，這使得E6通過作用于eIF4E發揮促癌功能成為有效且便捷的途徑。然而，迄今為止，尚極少有eIF4E對宮頸癌細胞生物學影響的報道。本研究將E6轉染HPV-宮頸癌細胞后發現eIF4E表達隨之升高，細胞增殖加快且凋亡減少。抑制HPV陽性腫瘤細胞中eIF4E表達的表達則表現出細胞增殖抑制且細胞周期阻滯等特點，這些結果提示eIF4E很可能參與了HPV致癌、促癌的主要環節。因此，eIF4E可能是HPV致癌關鍵節點，是宮頸癌防治的潛在靶點。

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Study of RNA interference of HPV E6 down regulates the transcripiton of eIF4E and inhibits the cell proliferation and cell cycle of Hela cells

WANG Sen1GAOMin2ZHAO Yi1ZHUWei1JIANG Enping1KANG Haixian1YAO Yunhong1HU Xinrong1
1.Departmentof Cancer Institute and Pathology,Guangdong Medical College,Guangdong Province,Guangzhou 523808, China;2.Department of Pathology,the People′s Hospital of Dongguan,Guangdong Province,Dongguan 523059,China

Ob jective To investigate RNA interference of E6 could regulate eIF4E in cervical cancer cells and to find new target gene for the diagnosis and therapy of cervical cancer.Methods ShRNAs of E6 were constructed by company and transfected into Hela cells.The transfection rate was detected by fluorescence microscope and flowcytometry (FCM).Real time PCR was used to detected mRNA of E6 and eIF4E.CCK-8 was employed for cell proliferation and FCM was used to detected the cell cycle.Resu lts ShRNA plasmids of E6 were constructed successfully and transfected into Hela cells.48 h later,themRNA of E6 and eIF4E were 80%,76%,respectively.ShE6-3 leaded to the inhibition of cell proliferation(21%)at 48 h.In the cell cyle detection,the cells of G0/G1phase increased highly while the cells of S phase decreased.The cells of G2/M phase was the same to that of the control group.Conclusion ShE6 can inhibit the cell proliferatin of cervical cancer and can down regulate the transcription of eIF4E,block the cell cycle on G0/G1, whichmightbe a potenitial target for cervical cancer.

Cervical cancer;E6;Eukaryotic cells and translation initiation;RNA interference

R737.33

A

1673-7210（2014）01（b）-0004-04

2013-11-15本文編輯：衛軻）

國家自然科學基金項目（編號81302244）；廣東省自然科學基金面上項目（編號S2012040006383）；廣東省醫學基金立項課題（編號B2013293）；廣東省高等學?？萍紕撔拢ㄖ攸c）項目（編號2012KJCX0057）。

王森（1983.1-），男，博士；研究方向：腫瘤病理學與腫瘤分子生物學。

胡新榮（1962.8-），男，博士，教授，博士生導師；研究方向：腫瘤病理學與腫瘤分子生物學。