干擾E2F3基因對前列腺癌細胞侵襲、遷移的影響

蔣昱楓，張 煒，李 航，張 璐

(蘇州大學附屬第一醫院泌尿外科，江蘇 蘇州 215006)

前列腺癌是一種發生于男性泌尿系統的惡性腫瘤，在歐美國家男性的發病率和死亡率較高。據統計，前列腺癌的發病率和死亡率居歐美國家男性患者的第1位和第2位[1]。近年來，隨著老齡化問題的出現和人們生活方式的改變，我國前列腺癌的發病率逐漸上升[2-3]，嚴重威脅著男性的生命健康。研究表明，未發生轉移的前列腺癌患者的5年生存率可達到100%左右，但已發生遠處轉移的患者5年生存率僅為28%[4]。研究表明前列腺癌侵襲、遷移的過程受到多種癌基因的調控，但其具體的作用機制還不完全清楚。E2F轉錄因子家族包括8個成員(E2F1-8)，可活化早期區域2(E2)啟動子，通過調控細胞周期參與細胞的生長、分化過程。核轉錄因子E2F3是E2F家族的成員之一，參與細胞生長、分化等過程，從而調控腫瘤的發生、發展[5]。但在前列腺癌中關于E2F3的研究較少，因此本實驗通過研究干擾E2F3基因表達對前列腺癌Du145細胞侵襲、遷移的影響及其可能的作用機制，以期為前列腺癌的治療提供理論基礎。

1 材料和方法

1.1 材料

人前列腺癌細胞系Du145購自美國ATCC公司。

1.2 主要試劑

RPMI-1640培養基購自美國Gibco公司；胎牛血清、青霉素、鏈霉素購自美國HyClone公司；胰蛋白酶購自上海譜振生物科技有限公司；LipofectamineTM2000轉染試劑、Transwell小室購自美國Millipore公司；siRNA-NC或siRNA-E2F3購自上海吉瑪有限公司；E2F3抗體、鈣黏蛋白E(E-cadherin)抗體、基質金屬蛋白酶-9(matrix metalloprotease-9, MMP-9)抗體購自美國Epitomics公司；β肌動蛋白(β-actin)抗體、HRP標記羊抗兔二抗購自美國Abcam公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 細胞的培養

前列腺癌細胞Du145置于RPMI-1640培養基培養，加入10%的胎牛血清、青霉素和鏈霉素，確保細胞培養過程的無菌性，在5%CO2、37℃培養箱中培養過夜。每天觀察細胞的生長狀態，取生長狀態良好的細胞用于后續實驗。

1.3.2 轉染細胞

轉染前24 h，取對數期Du145細胞接種于24孔板上，每孔1×105個細胞，培養于細胞培養箱中，待細胞密度達到90%～95%左右進行轉染。棄去完全培養基，加入400 μL Opti-MEM培養基。0.8 μg siRNA-NC或siRNA-E2F3與50 μL LipofectamineTM2000混合均勻，37℃結合20 min，將形成的siRNA-E2F3-LipofectamineTM2000復合物加入24孔板中，培養6～8 h，將培養基更換為完全培養基，細胞培養箱中培養48 h進行其它實驗。實驗分為對照組，Du145 NC組，Du145-siRNA組，蛋白質印跡法(western blot)檢測轉染效率。

1.3.3 細胞劃痕實驗檢測細胞的遷移能力

取8×105個生長狀態良好的對數期細胞接種到6孔板中，37℃培養箱中培養至細胞密度達到90%左右，200 μL消毒槍頭劃線，棄去液體，更換為不含血清的培養基，ImageJ 1.48軟件觀察細胞0、48 h的劃痕距離，根據0、48 h劃痕距離計算細胞的劃痕愈合率，實驗重復3次。

1.3.4 Transwell侵襲實驗檢測細胞的侵襲能力

實驗前，稀釋Matrigel膠，每1 cm2Transwell小室加入200 μL Matrigel膠，37℃通風30 min備用。細胞饑餓處理24 h，0.25%胰酶消化，離心，不含血清的培養基重懸細胞，以每孔5×105個細胞接種到Transwell小室上室中，下室中加入500 μL含10% 胎牛血清的培養基(作為趨化因子)，37℃培養箱繼續孵育24 h，棉簽擦去小室中未穿過濾膜的細胞，1%甲醇固定，蘇木精染色，隨機選取5個視野計算細胞的數量，每組5個復孔，取平均值代表侵襲數目。

1.3.5 Western Blot檢測E-cadherin、MMP-9蛋白的表達

離心，收集細胞，PBS緩沖液清洗2次，加入200 μL RIPA細胞裂解液，在冰上冷卻30 min，12 000 r/min離心20 min，取上清至一無菌的Ep管中，按BAC試劑說明書進行蛋白質定量。取100 μL蛋白提取液加入5 μL溴酚藍混合均勻，置于沸水中煮沸10 min。配置10%的分離膠和5%的積層膠，加入20 μg樣品蛋白，70 V電泳直至蛋白質進入積層膠，將電壓調整至100 V，電泳至溴酚藍到分離膠底部。切除多余凝膠，在轉移盒中將蛋白質轉移至甲醇浸泡的PVDF膜上。將帶有目的條帶的PVDF膜置于 5%脫脂牛奶封閉1～1.5 h，棄去封閉液。加入一抗，4℃孵育過夜，加入25 mL TBST清洗3次，每次10 min，加入二抗，室溫下結合45 min，加入25 mL TBST清洗3次，每次15 min。加入化學發光劑，反應1 min，暗室中曝光1 min，以β-actin為內參，凝膠成像儀掃描蛋白質的灰度值。

1.4 統計學方法

2 結果

2.1 轉染后細胞中E2F3蛋白的表達量

結果如圖1、表1所示，轉染siRNA-E2F3后，前列腺癌Du145細胞中E2F3蛋白的表達水平較對照組明顯下降(t=7.526，P< 0.01)，Du145 NC組細胞中E2F3蛋白的表達量差異無顯著性(P> 0.05)。

圖1 轉染后細胞中E2F3蛋白的表達量Fig.1 Expression of E2F3 protein in the transfected cells

組別GroupsE2F3蛋白相對表達量RelativeexpressionofE2F3protein對照組Controlgroup0.652±0.083Du145NC組Du145NCgroup0.587±0.064Du145-siRNA組Du145-siRNAgroup0.243±0.048*F32.716P0.001

注：與對照組相比，*P< 0.01。

Note.Compared with the control group，*P< 0.01.

2.2 干擾E2F3基因表達對細胞遷移能力的影響

結果如表2所示，Du145-siRNA組細胞劃痕愈合率較對照組明顯下降(t=5.335，P< 0.01)；與對照組相比，Du145 NC組細胞劃痕愈合率差異無顯著性(P> 0.05)。說明沉默E2F3表達后降低了前列腺癌細胞的遷移能力。

2.3 干擾E2F3基因表達對細胞侵襲能力的影響

結果如表3所示，Du145-siRNA組細胞侵襲數目顯著低于對照組(t=4.133,P< 0.01)；Du145 NC組細胞侵襲數目較對照組差異無顯著性(P> 0.05)。說明沉默E2F3表達后降低了前列腺癌細胞的侵襲能力。

表2 干擾E2F3基因表達對細胞遷移能力的影響Tab.2 Effect of interference of E2F3 gene expression on the cell migration ability

注：與對照組相比，*P< 0.01。

Note.Compared with the control group，*P< 0.01.

表3 干擾E2F3基因表達對細胞侵襲能力的影響Tab.3 Effect of interference of E2F3 gene expression on the cell invasiveness

注：與對照組相比，*P< 0.01。

Note.Compared with the control group，*P< 0.01.

2.4 干擾E2F3基因表達對細胞E-cadherin、MMP-9蛋白的表達的影響

結果如表4、圖2所示，與對照組相比，Du145-siRNA組細胞中E-cadherin蛋白的表達量顯著升高(t=9.887，P< 0.01)，MMP-9蛋白的表達量顯著下降(t=8.362，P< 0.01)；對照組和Du145 NC組中E-cadherin、MMP-9的表達無顯著性差異(P> 0.05)。

圖2 干擾E2F3基因表達對細胞E-cadherin、MMP-9蛋白的表達的影響Fig.2 Effect of interference of E2F3 gene expression on the expression of E-cadherin and MMP-9 proteins in the cells

表4 干擾E2F3基因表達對細胞E-cadherin、MMP-9蛋白的表達的影響Tab.4 Effect of interference of E2F3 gene expression on the expression of E-cadherin and MMP-9 proteins in the cells

注：與對照組相比，*P< 0.01。

Note.Compared with the control group，*P< 0.01.

3 討論

前列腺癌是一種男性常見的惡性腫瘤，在美國、歐洲等國家的發病率較高[6]。前列腺癌發生與多種因素相關，比如飲食習慣的改變、年齡的增長均可誘發前列腺癌[7]。目前，前列腺癌常用的治療方式有內分泌治療、手術、放化療等[8]。但大部分前列腺癌發現時已是晚期，發生了遠處轉移，喪失了內分泌治療、手術等根治性治療的機會[9]。化學藥物治療易產生耐藥性，放射治療易產生毒副作用，因此尋找抑制前列腺癌侵襲和轉移的治療靶點具有重要意義。E2F3在前列腺癌組織中的表達量高于良性前列腺組織，其表達量隨著臨床分期和病理惡性程度的進展而逐漸升高，提示E2F3基因參與前列腺癌的發生、發展，其表達量增加表明腫瘤的惡性程度和侵襲、遷移性較高[10]。本研究通過siRNA技術沉默前列腺癌細胞中E2F3的表達；細胞劃痕和Transwell小室侵襲實驗表明，干擾E2F3基因表達后，Du145細胞的侵襲、遷移能力顯著降低。因此，在前列腺癌的分子靶向治療中，E2F3可作為一個重要的基因靶點。

E-cadherin是鈣粘素家族的成員之一，不僅維持細胞間的物理性連接，還對上皮細胞特性的保持具有重要作用[11]。E-cadherin丟失使上皮細胞間的極性和粘附能力丟失，呈現非上皮細胞的特性。E-cadherin的表達量降低，會使細胞間的粘附能力降低，細胞易發生脫落[12]。研究表明E-cadherin的表達量與多種腫瘤的分化程度呈現正相關，參與腫瘤的侵襲、遷移過程[13-15]。基質金屬蛋白酶(matrix metalloprotease, MMPs)是一類鋅依賴性內切酶，可促進細胞外基質和基底膜的降解，其表達量上調可增強多種癌細胞的侵襲、遷移能力[16]。MMP-9是MMPs家族的重要成員，有研究認為MMP-9與腫瘤的侵襲、遷移能力關系最密切和直接[17]。既往研究表明MMP-9的表達量與前列腺癌病理學分級和臨床分期具有相關性，參與前列腺癌的侵襲和轉移過程[18-19]。本研究結果表明，干預E2F3表達可下調前列腺癌細胞中MMP-9蛋白的表達水平，上調E-cadherin蛋白的表達水平。提示干預E2F3表達可能通過降低MMP-9表達，增加E-cadherin表達而降低前列腺癌Du145細胞的侵襲、遷移能力。

綜上所述，干預E2F3表達可能通過調控MMP-9蛋白和E-cadherin蛋白表達參與前列腺癌細胞的侵襲、遷移過程， 提示 E2F3可作為治療前列腺癌轉移的分子靶點。

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