ECT2-siRNA轉染對肺腺癌A549細胞周期分布和凋亡的影響

吳 昊，林 慶，徐 全，柳陽春，陳立如，尹 隨

江西省人民醫院心胸外科 南昌 330000

肺癌是一種常見的呼吸系統惡性腫瘤，是所有惡性腫瘤里發病率最高，造成癌癥死亡最多的疾病[1]；非小細胞肺癌是肺癌常見的病理類型，約占80%[2]，其中又以肺腺癌最常見。我國是肺癌的高發區，然而，目前傳統的手術治療、放療和化療治療肺癌的效果并不理想[3]。近年來，隨著醫學技術的不斷發展，基因治療已成為肺癌研究中的熱門課題。探討肺癌發生發展的分子機制，尋找有效的治療靶點對治療肺癌具有重要意義。

上皮細胞轉化序列2(epithelial cell transforming sequence 2 oncogene,ECT2)最早在小鼠NIH/3T3細胞中發現，可通過調控Rho GTP酶介導上游小G蛋白家族成員的表達，調控細胞周期[4]。人類ECT2基因定位于人3q26染色體上，可編碼883個氨基酸。有報道[5-8]證實，ECT2是一種與細胞增殖和凋亡有關的癌基因，在結直腸癌、膠質瘤和胃癌等多種腫瘤組織中異常高表達，與腫瘤的發生發展關系密切。本研究探討沉默ECT2表達對肺腺癌A549細胞周期分布和凋亡的影響，以期進一步闡明ECT2在肺腺癌發生發展中的作用。

1 材料與方法

1.1細胞與試劑A549細胞(上海生命科學研究院細胞資源中心)，RPMI 1640培養基、胎牛血清(美國Gibco公司)，青霉素、鏈霉素和Lipofectamine 2000(美國Invitrogen公司)，兔多克隆抗體P53、鼠單克隆抗體CyclinD1和鼠多克隆抗體β-actin(美國Santa Cruz公司)，兔抗ECT2多克隆抗體、兔抗Cleaved Caspase-3多克隆抗體、HRP標記的山羊抗兔IgG(美國Abcam公司)，凋亡檢測試劑盒(美國BD公司)，細胞周期檢測試劑盒(南京凱基公司)，BCA試劑盒(北京康為世紀生物公司)。ECT2-siRNA及其陰性對照序列NC-siRNA由上海吉瑪制藥技術公司設計合成。

1.2細胞培養凍存A549細胞經水浴解凍復蘇后，用含體積分數10%胎牛血清和青-鏈霉素雙抗的RPMI 1640培養基于37 ℃、體積分數5%CO2的細胞培養箱內培養。顯微鏡下監控細胞生長情況。當細胞生長至75%融合時，加入2.5 g/L胰蛋白酶消化傳代。選取處于對數生長期的細胞用于實驗。

1.3實驗分組與處理將A549細胞分為空白組、陰性對照組(轉染陰性對照NC-siRNA)、干擾組(轉染ECT2-siRNA)。轉染前24 h，將A549細胞以每孔3×104個接種于6孔板，置于細胞培養箱內常規培養。當細胞生長至70%融合時，參照轉染試劑說明書根據實驗分組進行轉染，其中siRNA終濃度為20 μmol/L。細胞轉染48 h后，收集各組細胞進行后續實驗。

1.4ECT2-siRNA干擾的效果采用Western blot檢測ECT2蛋白的表達。A549細胞中加入細胞裂解液提取總蛋白，BCA法定量總蛋白后，以每孔60 μg的上樣量行SDS-PAGE凝膠電泳，電轉至PVDF膜上。采用含50 g/L脫脂奶粉的封閉液封閉1.5 h后，加入ECT2(按1∶500稀釋)和β-actin(按1∶1 000稀釋)抗體，4 ℃下孵育過夜。封閉液洗膜后，加入1∶2 000稀釋的HRP標記的二抗，37 ℃下孵育1 h。經化學發光劑顯色后，用凝膠圖像處理軟件分析條帶的灰度值。目的蛋白的相對表達量=目的條帶灰度值/內參條帶灰度值。實驗重復3次。

1.5細胞周期的檢測收集轉染48 h的各組細胞，經預冷磷酸緩沖液重懸細胞后，以預冷的體積分數70%的乙醇固定30 min。加入染色液(含RNase和PI)染色20 min后，上流式細胞儀檢測。實驗重復3次。

1.6細胞凋亡的檢測收集轉染48 h的各組細胞，以預冷磷酸緩沖液洗滌3次后，加入200 μL結合緩沖液重懸細胞，再加體積各為5 μL的Annexin V-FITC和PI避光處理15 min，補加結合緩沖液300 μL，上流式細胞儀檢測細胞凋亡。實驗重復3次。

1.7細胞周期和凋亡相關蛋白表達的檢測采用Western blot檢測細胞周期蛋白CyclinD1，凋亡相關蛋白P53和Cleaved Caspase-3(一抗分別按1∶500、1∶500和1∶1 000稀釋)的表達，具體步驟參照1.4。

1.8統計學處理采用SPSS 22.0處理數據，3組間以上指標的比較采用單因素方差分析，兩兩比較采用SNK-q檢驗，檢驗水準α=0.05。

2 結果

2.1ECT2-siRNA干擾效果結果見圖1?？瞻捉M、陰性對照組和干擾組細胞中ECT2蛋白的表達水平分別為(0.72±0.05)、(0.75±0.06)和(0.13±0.02)，3組間相比，差異有統計學意義(F=169.246，P<0.001)；與空白組和陰性對照組相比，干擾組ECT2蛋白的表達水平降低(P<0.05)。

1～3組：分別為空白組、陰性對照組和干擾組

2.23組細胞周期分布比較與空白組和陰性對照組相比，干擾組G0/G1期細胞百分比升高，S期和G2/M期細胞百分比降低(P<0.05)；而陰性對照組與空白組G0/G1期、S期和G2/M期細胞百分比差異無統計學意義(P>0.05)。結果見表1。

2.33組細胞凋亡率比較與空白組和陰性對照組相比，干擾組細胞的凋亡率升高。見表1。

表1 3組細胞周期分布和細胞凋亡率比較(n=3) %

*:與其他2組相比，P<0.05

2.43組細胞CyclinD1、P53和Cleaved Caspase-3蛋白表達水平的比較與空白組和陰性對照組相比，干擾組P53和Cleaved Caspase-3蛋白的表達水平升高，而CyclinD1蛋白的表達水平降低(P<0.05)。見圖2、表2。

1～3組：分別為空白組、陰性對照組和干擾組

表2 3組細胞CyclinD1、P53和Cleaved Caspase-3蛋白的表達水平(n=3)

*:與其他2組相比，P<0.05

3 討論

研究[9-11]表明，ECT2是一種與肺癌、乳腺癌和前列腺癌等多種惡性腫瘤發生發展密切相關的癌基因，其在腫瘤組織中表達水平越高，患者的預后越差。Iyoda等[12]研究指出，ECT2在口腔鱗狀細胞癌組織和細胞中表達上調，下調其表達后可通過上調p21、p27和下調CyclinD1、CyclinE、CDK4導致細胞周期阻滯于G1期，進而抑制細胞增殖。Xu等[13]研究發現ECT2可被miRNA-223靶向調控，下調其表達可誘導p21表達，改變Cyclin D1-CDK復合物的活性，將細胞阻滯于G1期，影響骨肉瘤細胞周期進展。Xie等[14]進一步發現下調ECT2能有效抑制骨肉瘤OS細胞增殖，誘導細胞凋亡，并通過下調MMP-2和MMP-9表達抑制OS細胞侵襲和遷移。另外，沉默乳腺癌細胞中ECT2表達后可通過ERK/miR-101/Rac1信號轉導通路抑制腫瘤細胞增殖并誘導細胞凋亡[15]?？梢?，ECT2可通過多種機制參與細胞的增殖、侵襲、遷移和凋亡等過程，在腫瘤發生發展過程中發揮重要的調控作用。

細胞周期是一個高度有序的運轉過程，其調控紊亂是腫瘤細胞失控性增殖進而導致腫瘤發生的重要原因[16]。除了細胞異常增殖外，腫瘤細胞發生凋亡的傾向和能力降低也是腫瘤發生發展的重要機制，誘導細胞凋亡正逐漸成為一種發展中的腫瘤治療手段[17]。本研究結果顯示，ECT2-siRNA可沉默肺腺癌A549細胞中ECT2的表達；ECT2沉默后A549細胞被阻滯于G0/G1期，細胞凋亡率升高；進一步檢測發現，CyclinD1蛋白的表達水平降低，而P53和Cleaved Caspase-3蛋白的表達水平升高。CyclinD1是細胞周期蛋白依賴性激酶的重要調控者，在細胞由G1期進入到S期中發揮推動作用；此外，CyclinD1也是公認的原癌基因，其過度表達可致細胞增殖失控[18]。P53是一種重要的細胞轉錄調節因子，也是一種重要的抑癌基因，其表達增多可使細胞周期停滯于G1期并介導細胞凋亡[19-20]。Caspase-3處于凋亡級聯反應的下游，是細胞凋亡過程中的主要效應因子，其活化是細胞凋亡進入不可逆階段的重要標志[21]，其中Cleaved Caspase-3是其重要的活化形式。本研究結果提示，沉默ECT2可通過下調CyclinD1和上調P53、Cleaved Caspase-3的表達誘導A549細胞周期阻滯和凋亡。

綜上所述，靶向沉默ECT2表達可誘導肺腺癌A549細胞周期阻滯和凋亡，而CyclinD1蛋白表達下調和P53、Cleaved Caspase-3蛋白表達上調可能是ECT2抑制肺腺癌發生發展的重要機制。該結果進一步闡明了ECT2在肺癌發生發展中的作用，ECT2有望成為肺癌治療的新靶點。