宮頸腺癌細胞中HPV18-E7與上皮間質轉化的關系研究

米合日尼沙·買買提，阿比丹·吐爾汗江，韓莉莉

（新疆維吾爾自治區人民醫院婦科，烏魯木齊830000）

論著

宮頸腺癌細胞中HPV18-E7與上皮間質轉化的關系研究

米合日尼沙·買買提，阿比丹·吐爾汗江，韓莉莉

（新疆維吾爾自治區人民醫院婦科，烏魯木齊830000）

目的：探究宮頸腺癌細胞中HPV18-E7與上皮間質化(EMT)之間的關系。方法:針對HPV18-E7的siRNA轉染入人宮頸腺癌HeLa細胞，觀察細胞形態變化，并運用Real-time PCR技術、免疫印跡實驗和細胞免疫熒光染色實驗在mRNA水平和蛋白水平檢測E7、EMT相關的標記因子的表達及定位變化；應用細胞劃痕愈合實驗及Transwell細胞體外侵襲實驗檢測細胞遷移和侵襲能力。結果:特異性沉默HPV18-E7表達后HeLa-SIE7細胞間連接變得疏松，細胞中E7與間質性標記物的mRNA及蛋白表達水平較對照組細胞顯著下降，上皮性標記因子較對照組細胞明顯增加（P<0.01）；隨著HeLa細胞E7表達的下調，E-cadherin在細胞膜上的表達增加，間質性標記因子在細胞質內的表達隨之下降。HeLa-SIE7細胞遷移及侵襲能力明顯低于對照組（P<0.01）；沉默HPV18-E7表達的HeLa細胞其增殖能力也明顯減弱。結論：宮頸腺癌細胞中HPV18-E7能夠引起EMT，促進腫瘤發生侵襲轉移。

宮頸腺癌；上皮-間質轉化；HPV18-E7

宮頸癌是女性生殖系統常見的惡性腫瘤之一。在發展中國家，由于高危型人乳頭瘤病毒（human papilloma virus，HPV）感染增多、篩查程序混亂，宮頸癌的發病率和病死率增加并出現年輕化傾向[1]。目前，雖然早期篩查和手術聯合放化療的防治模式已有效改善早期宮頸癌的預后，然而對于發生宮旁浸潤和遠處轉移的宮頸癌的治療和預后的改善仍是棘手問題[2]。因此尋找腫瘤進展過程中的關鍵因子有助于我們建立腫瘤進展的預測體系，開展個體化診治和靶向干預，從而為晚期宮頸癌患者爭取治療時機、改善預后。上皮-間質轉化（Epithelial to Mesenchymal Transition，EMT）是指上皮細胞失去極性及細胞間連接,獲得浸潤遷移的能力,成為具有間質細胞形態和特性的細胞[3]。目前越來越多的研究證實EMT是腫瘤進展及發生侵襲轉移的重要過程[4]。近年來，在宮頸癌中也有研究證實其浸潤轉移過程與EMT相關[5]。目前沒有文獻證實宮頸癌最主要的病因HPV感染與EMT的具體關系。直到2009年及2013年分別在人正常上皮細胞及鼻咽癌細胞中有研究指出HPV16-E6/E7能夠誘導EMT[6-7]，但是這些研究只是簡單的證明HPV16-E6/E7可以誘導EMT，并沒有指出其誘導EMT后是否會促進腫瘤的侵襲轉移。關于宮頸腺癌的最重要致癌基因HPV18-E6/E7至今仍無相關研究。為此，本研究以HPV18型陽性的宮頸腺癌細胞HeLa為基礎，用針對HPV18-E7的小干擾RNA特異性的沉默E7的表達，運用實時定量PCR，免疫印跡實驗，細胞免疫熒光技術，細胞劃痕愈合實驗，Transwell細胞體外侵襲實驗及檢測EMT特異性標記因子的表達及定位變化，觀察其細胞遷移、侵襲能力，從而探索HPV18-E7與EMT的關系。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

1.1.1 細胞來源 HPV18陽性的宮頸癌HeLa細胞購自美國ATCC公司。

1.1.2 主要試劑 LipofectamineTM2000（Invitrogen，美國）；逆轉錄酶試劑盒（Fermentas公司，美國）；Realtime PCR Master Mix（TOYOBO,日本）；HPV18-E7單克隆抗體（Santa Cruz Biotechnology,Inc.公司，美國）；E-cadherin單克隆抗體（EPITOMICS公司，美國）；Vimentin多克隆抗體（Proteintech公司，中國武漢）；N-cadherin單克隆抗體（EPITOMICS公司，美國）；FN1多克隆抗體（Proteintech公司，中國武漢）；GAPDH單克隆抗體（Anbo biotechnology，美國）；小干擾RNA（siRNAi）由廣州市銳博生物科技有限公司設計合成；引物由上海英駿公司合成。

1.2 實驗方法

1.2.1 細胞培養與轉染

1.2.1.1 細胞培養：用含10%胎牛血清的DMEM完全培養基培養人宮頸癌細胞系HeLa細胞，倒置顯微鏡下觀察細胞的狀態，按照細胞密度、狀態及實驗安排進行具體操作。一般2 d換液1次，4 d傳代1次。處理后的細胞放置于37℃、含5%CO2的恒溫細胞培養箱中進行培養。

1.2.1.2 siRNA的轉染:待處于對數生長期且狀態良好的HeLa細胞密度達到80%時用上述細胞傳代的方法以每孔1×106個細胞接種于6孔板中進行培養?？装逯屑毎麉R合度達40%～50%面積時，分別用SIE7及對照SINC轉染HeLa細胞，具體操作步驟按照脂質體lipofectamine2000及siRNA使用說明書進行。

1.2.2 Real-time PCR檢測mRNA的表達 Trizol法提取細胞總RNA，將mRNA逆轉錄為cDNA。在BIO-RAD熒光定量PCR儀上進行PCR反應。反應條件:95℃30 s；95℃5 s，59℃5 s，39個循環；65℃5 s，95℃，讀取每個樣品相應的CT值，采用熒光相對定量計算公式為：樣品/對照=2-ΔΔCт，計算出各基因的mRNA的表達量，選擇GAPDH作內參，本實驗重復3次。

1.2.3 蛋白免疫印跡雜交技術（western blot）檢測蛋白表達 12%SDS-PAGE分離上述蛋白質，濕轉至PVDF膜后，5%脫脂牛奶室溫封閉PVDF膜1 h，4℃一抗孵育過夜，HRP標記二抗室溫孵育1 h，ECL檢測目的蛋白條帶。

1.2.4 細胞劃痕愈合實驗 待孔板中的細胞長到幾近完全融合時，用10 μL的小槍頭在孔板的底面上沿直線輕輕劃痕，槍頭要垂直，不能傾斜；加入含2%胎牛血清的DMEM培養基置于37℃5%CO2培養箱繼續培養，分別于0、12、24、36、48 h在倒置顯微鏡下觀察細胞劃痕愈合情況并拍照片記錄。記錄完成后，用Image J軟件測量細胞的遷移距離，SPSS13統計分析并應用sigmaplot軟件作圖，用細胞劃痕愈合百分比判斷細胞的運動能力（0 h的細胞劃痕愈合為0）。

1.2.5 Transwell細胞體外侵襲實驗 收取細胞后用含2%胎牛血清的DMEM培養基重懸。調整細胞密度至1×105/mL。取細胞懸液200μL加入Transwell小室(1×104個細胞)?？装逑率壹尤?00 μL趨化因子（趨化因子：胎牛血清=9∶1），37℃，5%CO2培養，48 h后結晶紫溶液染色，400倍顯微鏡下隨意挑選5個視野觀察細胞，并記數，取平均數。

1.2.6 細胞免疫熒光染色技術 胰酶消化細胞，按照細胞傳代的方法將細胞懸液加入事先備好的含有玻璃爬片的24孔板中。24 h后轉染siRNA，并置于37℃，5%CO2細胞培養箱培養48 h。每孔內加入適量4%多聚甲醛室溫固定細胞，用0.1%triton-X-100室溫通透細胞膜5min。1%BSA室溫封閉30min，4℃一抗孵育過夜。次日取出室溫復溫30 min，避光滴加二抗，37℃溫箱避光孵育30 min。DAPI染料避光染細胞核5 min，洗去染核液后，每孔加入1×PBS，熒光顯微鏡或激光共聚焦掃描顯微鏡觀察拍照。

2 結果

2.1 沉默HeLa細胞HPV18-E7基因表達并檢測EMT標記物的表達變化 為證實HPV18-E7基因與EMT的誘導有相關性，本實驗用針對HPV18-E7的siRNA轉染入HeLa細胞并應用real-time PCR技術與免疫印跡實驗分別在mRNA和蛋白水平檢測EMT相關標記物的表達變化。如圖1A示，SIE7轉染入HeLa細胞后細胞間連接變得更加緊密；圖1B示SIE7轉染入HeLa細胞后48 h，細胞中E7與間質性標記物N-cadherin,Vimetin及fibronectin的mRNA表達水平較對照組細胞顯著下降，其下降幅度分別為（82.97±4.90）%、（66.58±1.78）%、（42.34±1.89）%和（32.47±1.67）%，差異有統計學意義（P<0.01）；然而上皮性標記物E-cadherin mRNA表達水平較對照組細胞明顯增加，其增加幅度為（95.25±3.40）%，差異有統計學意義（P<0.01）。采用Western印跡法檢測各指標蛋白水平的表達變化，結果顯示，HeLa-SIE7細胞E7和Vimentin表達與對照組相比顯著下降，降幅分別為（91.25±11.97）%和（61.09±3.40）%，差異有統計學意義（P<0.01）；E-cadherin與對照組相比增加幅度為（85.27±2.35）%，差異有統計學意義（P<0.01，圖1C）。如圖1D示，隨著HeLa-SIE7細胞E7表達的下調，E-cadherin在細胞膜上的表達增加，然而間質性標記因子vimentin細胞質內的表達隨之下降。以上數據表明，在HPV18陽性的人宮頸腺癌細胞HeLa中特異性下調E7基因的表達可以導致EMT發生逆轉，即發生MET。

圖1 HeLa細胞沉默HPV18-E7表達后細胞形態及EMT標記因子的表達變化Fig 1 HPV18-E7 depletion induced MET in HeLa cells

2.2 特異性沉默HeLa細胞HPV18-E7基因表達對細胞侵襲遷移能力的影響 運用細胞劃痕愈合實驗及Transwell細胞體外侵襲實驗檢測特異性沉默HeLa細胞HPV18-E7基因（HeLa-SIE7細胞）后細胞遷移及侵襲能力的變化。在0、24、48 h時點對細胞遷移情況進行對比顯示，HeLa-SIE7細胞遷移能力明顯低于對照組，且具有統計學意義（P＜0.01）（圖2 A，B）。行Transwell細胞體外侵襲實驗48 h后，對發生侵襲轉移的細胞進行染色計數，發現穿透Transwell小室基底膜的HeLa-SIE7細胞數較對照組少，且差異有統計學意義（P＜0.01）（圖2 C，D）。以上結果表明，在HPV18陽性的人宮頸腺癌細胞HeLa中特異性下調E7基因的表達可使細胞侵襲遷移能力明顯下降。

圖2 HeLa細胞下調HPV18-E7表達對細胞侵襲遷移能力的影響Fig 2 Down-regulation of HPV18-E7 inhibited invasion and migration of HeLa cells

3 討論

宮頸癌是女性生殖系統常見的惡性腫瘤之一，我國宮頸癌的發病率和死亡率持續增加并出現了年輕化趨勢?，F有的流行病學及分子生物學研究證實，HPV病毒（human papillomavirus，HPV）的感染是導致宮頸癌發生的最主要病因，約97%的宮頸癌均伴有HPV的感染。臨床最為常見的宮頸癌有宮頸鱗狀細胞癌和宮頸腺癌兩大類，所占比例分別為75%～90%，10%～25%。近年來多項研究指出宮頸腺癌的發病率有上升及年輕化趨勢。宮頸腺癌易發生局部浸潤、淋巴結轉移及遠處轉移，且病程進展迅速，預后較鱗癌差。對3 471例宮頸癌患者進行分類研究，指出宮頸腺癌發生卵巢轉移的比例較鱗癌高，分別是5.31%，0.79%。兩種病理類型的宮頸癌其感染HPV的類型也不同。流行病學顯示，宮頸鱗狀細胞癌多以HPV16、HPV58型感染為主，宮頸腺癌以HPV18、HPV45型感染為主，其中HPV18型所占比例高達34%～50%。在宮頸癌發生發展過程中，HPV的兩個重要癌蛋白E6/E7起著關鍵作用?，F有研究表明E6/E7蛋白可分別與抑癌蛋白p53和pRb結合,使p53通路和Rb通路失去活性,導致其對細胞周期的調控發生異常,最終引起細胞增殖失控，抑癌基因對DNA的損傷修復功能喪失，導致癌前病變及癌癥的發生，與宮頸癌的發生發展密切相關。因此可以針對HPV18-E6/E7為靶點來研究宮頸腺癌發生侵襲轉移的機制，從而解釋其預后差的原因，并以此找到改善其不良預后的治療方法。

EMT是哺乳動物胚胎發育過程中的生理現象，也是維持生命體組織平衡的基本生理事件。現在越來越多的證據證實EMT可以抑制細胞凋亡、促進腫瘤耐藥性發生、促使腫瘤細胞具有干細胞特性、促進腫瘤細胞發生浸潤轉移等[8]。EMT是上皮標記性物質表達下調并發生再定位的同時間質標記性物質表達上調最終導致細胞獲得侵襲遷移能力的一個動態過程[9]，這一過程需細胞內特定的因子及通路的協助與調控。目前證實的參與調控EMT過程的因子包括轉錄因子（Snail,Slug,ZEB1,ZEB2, Twist1，Twist2等），miRNAs（miR-200家族）及一些生長因子（PDGF-D）等。近期，對人正常包皮細胞，犬腎上皮細胞（MDCK細胞），HPV16陽性的SiHa細胞及頭頸部鱗狀細胞癌細胞中的研究證實HPV16-E6/E7能夠誘導EMT發生，然而HPV18陽性表達的宮頸腺癌HeLa細胞中無相關研究。

本次研究首次在人宮頸腺癌HeLa細胞中探討HPV18-E7與EMT的關系。研究證實，宮頸腺癌中HPV18-E7能夠誘導EMT發生并使細胞處于間質化狀態從而促進腫瘤細胞發生侵襲轉移。誘導EMT是HPV18-E7新發現的功能，此結果為HPV18-E7在宮頸腺癌中的作用添加了另一個標簽：HPV18-E7不僅在宮頸腺癌發生中起作用，其還在宮頸腺癌的發展即侵襲遷移方面起重要作用，HPV18持續感染可誘導宮頸腺癌細胞發生侵襲轉移，影響其預后及治療效果。

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（2016-04-30收稿）

Study on the relationship between HPV18-E7 and epithelial-mesenchymal transition in cervical adenocarcinoma cells

Miherinisha Maimaiti,Abidan Tuerhanjiang,HAN Li-li
（Department of Gynecology,People’s Hospital of Xinjiang Uygur Autonomous Region,Wulumuqi 830000,China）

Objective:To determine the role of HPV18-E7 oncogene in the epithelial to mesenchymal transition(EMT)like process. Methods:HPV18-E7 siRNAs were transfected in human cervical cancer HeLa cells.Real-time PCR,western blot and immunofluorescence technique were performed to examine the localization and expression of E7 and EMT markers,respectively.Furthermore,the wound healing assay and matrigel invasion assay were used to evaluate the invasion and migration ability.Results:On the mRNA and protein levels,E7 depletion significantly induced the expression of E-caderin.Furthermore,N-caderin,Vimetin,and fibronectin expression were decreased in HeLa-SIE7 cells.E-cadherin was up-regulated and mainly observed in contact areas between cells in HeLa/SIE7 cells,while the mesenchymal markers such as N-caderin,and fibronectin were reduced and detected mainly in the cytoplasm.Down-regulation of HPV18-E7 by transient transfection of HPV18-E7 siRNAs in HeLa cells caused significant inhibition of cell invasion and migration compared with the siNC transfected cells.Conclusion:In HeLa cells HPV18-E7 can enhance invasion and migration by inducing EMT.

cervical adenocarcinoma；EMT；HPV18-E7

R737.33

A

1006－8147（2016）06-0487-05

米合日尼沙·買買提（1976-），女，副主任醫師，碩士，研究方向：婦科腫瘤的診治；通信作者：韓莉莉，E-mail：hanliliabcd@163. com。