雌激素受體β在膀胱癌中的表達及對膀胱癌細胞侵襲、遷移的影響①

姚佳沛 徐建春 劉 煒 樊 凡

(昆明醫科大學第一附屬醫院泌尿外二科,昆明650031)

膀胱癌為常見的惡性腫瘤之一，男性發病率高于女性，考慮男性膀胱癌發病率高除了與吸煙和職業因素有關外，性激素可能是導致男性膀胱癌發病率高的重要原因[1]。研究發現膀胱癌組織中ERβ呈高表達，其表達水平與膀胱癌的發生發展關系密切[2]，如楊典東等[3]研究發現膀胱癌組織中ERβ呈高表達，且與膀胱癌的浸潤性進展和分化關系密切。本文對膀胱癌中ERβ的表達水平和沉默ERβ對膀胱癌細胞侵襲、遷移的影響及機制進行研究，從細胞水平探討ERβ在膀胱癌侵襲、轉移中的作用，為膀胱癌的診治提供依據。

1 材料與方法

1.1材料 收集我院2017年1至12月60例行膀胱癌根治術患者的膀胱癌組織標本及相應的癌旁組織標本，60例膀胱癌患者簽署知情同意書，手術前未進行放化療等治療。人膀胱癌細胞T24和正常膀胱上皮細胞SV-HUC-1購自上海中科院細胞庫。Matrigel基質膠(美國Sigma公司)，DAB顯色試劑盒、免疫組化試劑盒、一抗、二抗(美國Santa Cruz公司)，ERβ及陰性對照siRNA(上海吉瑪公司設計合成)等。ERβ siRNA-1干擾序列為5′-GCAAGCATGGAGGAGTGAC-3′，ERβ siRNA-2干擾序列為5′-GGCCTGTGAAACAGTGACC-3′，ERβ siRNA-3干擾序列為5′-GAGGCATTCTCGTCAGATG-3′，對3組ERβ siRNA序列進行預實驗，選擇最佳RNA組(即ERβ siRNA-3組)作為本研究的ERβ siRNA序列。陰性對照干擾序列為5′-TTCTGGCAAGGTCTCA-CGT-3′。

1.2方法

1.2.1膀胱癌及癌旁組織中ERβ表達測定 將膀胱癌組織和癌旁組織經福爾馬林固定，石蠟包埋，切成4 μm厚的切片，采用SP免疫組織化學法測定膀胱癌及癌旁組織中ERβ表達(具體步驟和操作嚴格按照說明書進行)，以鼠抗人ERβ單克隆抗體為一抗，陰性對照以磷酸鹽緩沖液代替一抗，陽性對照用已知乳腺癌ERβ陽性反應片。結果判斷：ERβ陽性細胞為細胞核呈淡黃色或棕黃色顆粒，每張切片選擇5個高倍視野，計數100個細胞中以ERβ陽性細胞數，取平均值，每100個細胞中ERβ陽性細胞≥10個為陽性，<10個為陰性。

1.2.2膀胱癌細胞和正常膀胱上皮細胞中ERβ表達測定 提取膀胱癌細胞T24和正常膀胱上皮細胞SV-HUC-1蛋白，BCA法測定T24細胞和SV-HUC-1細胞蛋白濃度，采用Western blot法測定細胞ERβ水平。取細胞蛋白上樣進行電泳、轉膜、封閉，并孵育一抗及辣根過氧化物標記二抗，以GAPDH為內參，ECL顯影，置于暗室中，開啟紅外燈，將X膠片覆蓋PVDF膜條帶上，1皿中取出X膠片放入顯影液中10 s，清水沖洗，再放入定影液中15 s，清水沖洗、晾干，掃描儀記錄保存，采用Quantity one軟件測定各蛋白條帶灰度值，ERβ相對表達量=ERβ條帶灰度值/GAPDH條帶灰度值。

1.2.3ERβ siRNA逆轉錄病毒載體構建、鑒定、包裝 將互補的ERβ siRNA序列、退火Buffer混合，90℃水浴4 min，冷卻至室溫。用連接酶將pRNAT-H1.4/Retro和退火產物進行連接，連接產物轉化至感受態細菌JM109，篩選重組質粒，擴大培養，抽提并純化質粒，測序重組質粒(華大基因科技公司)證實ERβ siRNA已正確插入逆轉錄病毒重組質粒(pRNAT-H1.4/Retro)。將重組質粒、PVSV-G載體和DMEM混勻孵育5 min，加入Lipofectamine 2000孵育20 min，然后轉移至293包裝細胞中培養8 h，更換培養液再培養48 h。熒光顯微鏡下觀察GFP熒光表達證實逆轉錄病毒重組質粒高效、成功轉染到293包裝細胞中。

1.2.4T24細胞分組及轉染 將T24細胞分為空白對照組、陰性對照組和si-ERβ組，將各組生長良好且達80%以上融合的細胞進行細胞鋪板，準備轉染。細胞轉染前將培養皿中的細胞消化后鋪在6孔板中，在24 h內進行細胞轉染，轉染前1 h更換無抗體培養基，按照Lipofectamine 2000說明書步驟進行細胞轉染；空白對照組細胞不轉染，陰性對照組細胞轉染陰性對照siRNA，si-ERβ組細胞轉染ERβ siRNA。轉染后利用倒置熒光顯微鏡觀察，發現siRNA轉染組細胞中大部分可見明顯的綠色熒光，證實已成功轉染。流式細胞儀檢測發現陰性對照siRNA和ERβ siRNA轉染的細胞GFP熒光表達效率分別為72.13%、72.46%。顯微鏡下觀察各組細胞形態變化。

1.2.5轉染后各組細胞ERβ和N-cadherin、Vimen-tin、MMP9蛋白水平測定 取各組轉染24 h后T24細胞，加入蛋白裂解液裂解細胞，采用Western blot法測定各組細胞ERβ和N-cadherin、Vimentin、MMP9蛋白水平，具體方法同1.2.2。

1.2.6轉染后各組細胞侵襲、遷移能力測定 采用細胞劃痕實驗和Transwell小室測定各組T24細胞侵襲、遷移能力。細胞劃痕實驗：將各組轉染24 h細胞接種到6孔板中(4×105個/孔)，用200 μl槍頭劃痕，PBS沖洗3次，用含丙酮酸鈉和胎牛血清的培養基培養，劃痕0 h和24 h對劃痕進行拍照觀察。Transwell小室測定侵襲能力：將轉染24 h后各組細胞用胰蛋白酶消化，終止消化后棄去培養液，用無血清培養基重懸，將細胞密度調整為5×105ml-1。取Matrigel稀釋液包被Transwell小室底部膜上室面，使Matrigel聚合成凝膠，取細胞懸液加入Transwell小室，下室加入含FBS的培養基，在培養箱中培養48 h，取出Transwell小室，棄去培養液，甲醇固定，結晶紫染色，棉簽擦掉未侵襲細胞，高倍顯微鏡下觀察侵襲細胞數。Transwell小室測定遷移能力：Transwell小室不用Matrigel包被，其他步驟同細胞侵襲實驗。結晶紫可將細胞核染成藍色，顯微鏡下觀察到的藍色為結晶紫染色的穿膜細胞。

2 結果

2.1ERβ在膀胱癌和癌旁組織中的表達 ERβ陽性細胞呈淡黃色或棕黃色顆粒，位于細胞核中，膀胱癌組織中ERβ陽性率明顯高于癌旁組織(P<0.05)。見表1和圖1。

2.2ERβ在膀胱癌細胞和正常膀胱上皮細胞中的表達 膀胱癌細胞T24中ERβ相對表達量(0.43±0.08)高于正常膀胱上皮細胞SV-HUC-1(0.11±0.02)(t=10.976，P<0.001)。見圖2、3。

2.3siRNA干擾對T24細胞中ERβ水平的影響

表1 膀胱癌和癌旁組織中ERβ陽性率比較

Tab.1 Positive rate comparison of ERβ between bladder cancer tissues and adjacent tissues

GroupsnERβ positive rateERβ negative rateAdjacent tissues60357Bladder tissues602832χ227.184P<0.001

圖1 膀胱癌和癌旁組織中ERβ免疫組化染色(×200)Fig.1 Immunohistochemistry stain of ERβ in bladder cancer and adjacent tissues(×200)Note: A.Bladder tissue；B.Adjacent tissues.

與空白對照組(0.38±0.07)和陰性對照組(0.39±0.06)比較，si-ERβ組T24細胞中ERβ相對表達量(0.08±0.01)降低(t=12.001、14.415，P<0.001)，空白對照組和陰性對照組T24細胞中ERβ相對表達量比較差異無統計學意義(t=0.307，P=0.763)。見圖4、5。

2.4沉默ERβ對T24細胞侵襲、遷移的影響 劃痕實驗：與空白對照組[(59.43±2.64)mm]和陰性對照組[(60.74±2.57)mm]比較，si-ERβ組T24細胞0～24 h二維遷移距離[(25.75±1.83)mm]短(t=29.656、31.369，P<0.001)，空白對照組和陰性對照組T24細胞0～24 h二維遷移距離比較差異無統計學意義(t=1.006，P=0.330)。見圖6。

圖2 膀胱癌細胞T24和正常膀胱上皮細胞SV-HUC-1中ERβ表達水平比較Fig.2 Comparison of ERβ expression levels between bladder cancer cell line T24 and normal bladder epithelial cells SV-HUC-1Note: Comparison on two groups，*.P<0.05.

圖3 膀胱癌細胞T24和正常膀胱上皮細胞SV-HUC-1中ERβ的Western blot電泳圖Fig.3 Western blot results of ERβ between bladder cancer cell line T24 and normal bladder epithelial cells SV-HUC-1

圖4 三組T24細胞中ERβ水平比較Fig.4 ERβ expression levels of cell line T24 in three groupsNote: Compared with blank control group，*.P<0.05;compared with negative control group，#.P<0.05.

與空白對照組和陰性對照組比較，si-ERβ組T24細胞侵襲和遷移能力降低(t=13.814、13.415、14.011、14.316，P<0.001)，空白對照組和陰性對照組T24細胞侵襲和遷移能力比較差異無統計學意義(t=0.157、0.109；P=0.877、0.915)。見表2和圖7。

圖5 三組T24細胞中ERβ的Western blot電泳圖Fig.5 Western blot results of ERβ in cell line T24 in three groupsNote: A.Blank control group；B.Negative control group；C.si-ERβ group.

圖6 三組T24細胞劃痕實驗(×25)Fig.6 Transwell chamber trail on cell line T24 in three groups (×25)Note: A.Blank control group；B.Negative control group；C.si-ERβ group.

表2 三組T24細胞侵襲遷移細胞數比較

Tab.2 Cell amount comparsion of migration cell line T24 in three groups

GroupsnInvasion numberMigration numberBlank control group8412.43±51.25431.64±46.32Negative control group8408.36±52.17429.17±44.27si-ERβ group8135.26±24.371)2)154.25±31.471)2)F101.931119.733P<0.001<0.001

Note:Compared with blank control group,1)P<0.05；compared with negative control group,2)P<0.05.

2.5沉默ERβ對T24細胞形態變化的影響 空白對照組和陰性對照組呈細長的梭形樣間充質細胞，si-ERβ組細胞呈緊湊的多邊形，類似上皮樣細胞特征。見圖8。

2.6沉默ERβ對T24細胞中N-cadherin、Vimentin、MMP9蛋白水平的影響 與空白對照組和陰性對照組比較，si-ERβ組T24細胞中N-cadherin、Vimentin、MMP9蛋白水平降低(t=11.024、12.652；9.435、8.050、11.094、11.063，P<0.05)，空白對照組和陰性對照組T24細胞中N-cadherin、Vimentin、MMP9蛋白水平比較差異無統計學意義(t=0.166、0.352、0.551，P=0.870、0.730、0.590)。見表3和圖9。

圖7 三組T24細胞侵襲遷移能力(×200)Fig.7 Invasion and migration ability of cell line T24 in three groups(×200)Note: A.Blank control group；B.Negative control group;C.si-ERβ group.

圖8 三組T24細胞形態學變化(×400)Fig.8 Change on cell line T24 morphology in three groups (×400)Note: A.Blank control group；B.Negative control group;C.si-ERβ group.

表3 三組T24細胞中N-cadherin、Vimentin、MMP9蛋白水平比較

Tab.3 Expression levels of protein N-cadherin，Vimentin and MMP9 in cell line T24 of three groups

GroupsnN-cadherinVimentinMMP9 proteinBlank control80.64±0.130.78±0.160.71±0.15Negative control80.63±0.110.75±0.180.67±0.14si-ERβ80.12±0.031)2)0.21±0.061)2)0.11±0.031)2)F70.98340.09162.809P<0.001<0.001<0.001

Note:Compared with blank control group，1)P<0.05；compared with negative control group，2)P<0.05.

圖9 三組T24細胞中N-cadherin、Vimentin、MMP9蛋白Western blot電泳圖Fig.9 Western bolt results of protein N-cadherin，Vimentin and MMP9 in cell line T24 of three groupsNote: A.Blank control group；B.Negative control group;C,si-ERβ group.

3 討論

我國膀胱癌的發病率逐年升高，是泌尿系統常見的惡性腫瘤，對人們的健康造成嚴重威脅，男性膀胱癌的發病率高于女性，其原因可能與性激素及其受體有關[4]，研究發現ER信號途徑與膀胱癌的發生發展關系密切[5]，ER是核受體超家族成員，是有配體激活的轉錄因子；ER包括ERα和ERβ兩種亞型，ERα在膀胱癌組織中表達降低，ERβ在膀胱癌組織中呈高表達[6，7]，因此ERβ在膀胱癌發生發展中的作用受到廣大學者的關注，如Nguyen等[8]研究發現ERβ在膀胱癌組織中表達上調，其表達水平與膀胱癌的浸潤關系密切；Tan等[9]研究發現ERβ在膀胱癌中高表達，ERβ可作為膀胱癌預后標志物，并有可能成為膀胱癌的治療靶標；Han等[10]研究發現ERβ是非肌層浸潤性膀胱癌的預后標志物，其可抑制鈣黏蛋白轉換，并可能成為膀胱癌治療的潛在靶點；Hsu等[11]發現通過ERβ敲除或拮抗劑抑制ERβ信號傳導可防止膀胱癌發展。本研究結果發現ERβ在膀胱癌組織及膀胱癌細胞中均呈高表達，和上述研究結果一致，表明ERβ可能參與膀胱癌的發生發展過程。

上皮間質轉化(Epithelial mesenchymal transition，EMT)在腫瘤的發生發展過程中可使上皮腫瘤細胞失去極性，降解細胞和細胞之間的緊密連接結構，使腫瘤細胞骨架發生重組，并獲得間質細胞特性，具有間質細胞特性的細胞可引起腫瘤細胞穿過組織基底膜，轉移播散到遠處器官，促進腫瘤的轉移[12-14]。EMT可以引起細胞侵襲、遷移等一系列腫瘤學行為[15]，MMP9為MMP家族成員，可以降解細胞基底膜和細胞外基質，誘導細胞轉移，在腫瘤中上調MMP9表達可增強細胞的侵襲、遷移能力[16，17]。RNA干擾技術可以特異性關閉或剔除特定基因的表達，在惡性腫瘤的治療領域被廣泛應用，本文通過RNA干擾技術沉默膀胱癌細胞中ERβ水平，觀察其對膀胱癌細胞形態、侵襲、遷移和N-cadherin、Vimentin、MMP9蛋白水平的影響，發現RNA可干擾膀胱癌細胞由細長的梭形樣向緊湊的多邊形轉化，可降低膀胱癌細胞中ERβ水平，沉默ERβ可抑制膀胱癌細胞侵襲、遷移，降低膀胱癌細胞中N-cadherin、Vimentin、MMP9蛋白水平。細長的梭形樣為間充質細胞特征形態，緊湊的多邊形為類似上皮樣細胞特征形態，N-cadherin、Vimentin為EMT過程中的間質標志物，N-cadherin、Vimentin水平下降表明EMT過程受到抑制[18，19]。由此分析沉默ERβ水平可能通過抑制EMT過程抑制膀胱癌細胞的侵襲、遷移。

綜上所述，膀胱癌組織中ERβ呈高表達，沉默ERβ水平可抑制膀胱癌的侵襲、遷移，其機制可能與ERβ抑制EMT過程有關。ERβ有望成為治療膀胱癌的潛在靶點。