miR-144-3p靶向EGFR對肺癌細胞遷移、侵襲和自噬的影響研究

于林楠 張奎全 祁 嘯 高 爽 任立新

(錦州醫科大學附屬第三醫院綜合一科, 錦州121000)

肺癌是人類發病率和死亡率增長最快的惡性腫瘤，其對人類的生命健康造成巨大威脅[1]。近30年來很多國家報道肺癌的發病率、死亡率均呈明顯的上升趨勢，其中男性肺癌發病率和死亡率居所有惡性腫瘤之首[2,3]。臨床上首選治療方案以外科手術為主，放療、化療為輔，但其預后不甚理想，存在很多并發癥，如食管癌、脊髓炎等[4]。因此，尋找高效的精準靶向治療意義重大。微小核糖核酸(microRNA,miRNA)是一類約18～25個核苷酸組成的內源性短鏈非編碼RNA，其在腫瘤中作為癌基因或抑癌基因發揮作用[5]。敲減抑癌miRNA會上調其靶向的癌基因，而致癌miRNA的過度表達能下調其靶向的腫瘤抑制基因，這為腫瘤治療開辟了新方向[6,7]。miR-144-3p在多種癌癥中均為抑癌基因，包括肺癌、肺腺癌、肺鱗癌等[8-10]。但miR-144-3p在肺癌中的作用機制尚未完全研究清楚。人表皮生長因子受體(epidermal growth factor receptor,EGFR)為酪氨酸激酶家族成員之一，其由跨膜區域、胞外受體結合區域、胞內酪氨酸激酶區域組成[11]。EGFR是晚期肺癌中最常見的癌癥驅動因子。自噬(Autophagy)發生在動物細胞中，能夠吞噬自身細胞器并使其與溶酶體結合形成自噬溶酶體，以降解內容物，完成細胞本身的代謝和細胞器的更新，其既可保護正常細胞的DNA受損、蛋白質堆積，又可使癌細胞免受或耐受抗癌治療。盡管如此，自噬調節藥物也已開始在臨床上應用[12,13]。本研究將檢測肺癌細胞中miR-144-3p、EGFR的表達，觀察過表達miR-144-3p、敲減EGFR、過表達EGFR對肺癌細胞遷移、侵襲、自噬的影響，揭示miR-144-3p可抑制肺癌細胞遷移、侵襲，促進自噬，其機制可能與靶向EGFR有關，將為肺癌的靶向預防和治療提供依據。

1 材料與方法

1.1材料 人正常肺上皮細胞BEAS-2B、人肺腺癌細胞A549購自ATCC；BCA蛋白定量試劑盒、脂質體LipofectamineTM2000、逆轉錄試劑盒購自大連TaKaRa公司；PVDF膜購自德國羅氏診斷有限公司；Transwell小室、基質膠、DMEM培養基、胎牛血清均購自美國Sigma公司；流式細胞儀(FALS CALIBAR)購于美國BD公司；ABI 7500型實時熒光定量PCR系統購于美國ABI公司；pc DNA3.1購自上海酶研生物；RNA抽提試劑盒購自南京萊富賽生物公司；miR-144-3p mimics(UCAUGUAGUAGAU-AUGACAU)、 miR-control (UUCUCGAACGUGUCAC-GUUUU)、sicontrol(UUCUCCGAACGUGUCACGU)、 siEGFR(UGUCUGGAAACAGUCCUGCUCCUCA)均購自上海吉瑪公司；鼠抗人EGFR多克隆抗體購自上海盟研公司；兔抗人LC3Ⅰ、LC3Ⅱ、Beclin1多克隆抗體購自碧云天；辣根過氧化物酶標記的IgG抗體購自深圳豪地華拓公司。

1.2方法

1.2.1細胞培養 人正常肺上皮細胞BEAS-2B、人肺腺癌細胞A549均用含有10%胎牛血清的DMEM培養基培養，置于37℃，5%CO2的培養箱中常規培養。

1.2.2細胞轉染 收集對數生長期A549細胞，用LipofectamineTM2000脂質體將miR-144-3p組(轉染miR-144-3p mimics)、miR-NC組(miR-control)、si-NC組(轉染si-control)siEGFR組(轉染siEGFR)、miR-144-3p+pcDNA 3.1組(miR-144-3p mimics和pcDNA 3.1共轉染)、miR-144-3p+EGFR組(miR-144-3p mimics和pcDNA 3.1-EGFR共轉染)，轉染6 h后，更換培養基，繼續培養48 h，用qRT-PCR法檢測轉染效果。轉染成功后，進行qRT-PCR、Western blot、Transwell、雙熒光素酶報告基因檢測實驗并分析結果。

1.2.3qRT-PCR實驗 取適量1.2.2中對數生長期各組細胞，用Trizol液裂解細胞后，按照RNA抽提試劑盒說明書操作提取RNA，進行定量，然后用逆轉錄試劑盒按照說明書操作合成cDNA。再按照qRT-PCR試劑盒說明書操作進行EGFR和miR-144-3p的檢測。用2-ΔΔCt計算EGFR和miR-144-3p的相對表達水平。

1.2.4Western blot實驗 取適量對數生長期1.2.2中各組細胞，RIPA裂解后，提取總蛋白，BCA法進行蛋白定量后變性，然后進行SDS蛋白電泳，之后進行PVDF轉膜，脫脂奶粉封閉2 h,然后用一抗，4℃孵育過夜。次日，洗膜后用標記過的二抗37℃孵育2 h。最后加入顯影混合液，進行曝光。以目的條帶灰度值與GADPH灰度值的比值表示目的蛋白EGFR相對表達情況。

1.2.5Transwell檢測細胞遷移、侵襲 取適量對數生長期1.2.2中各組細胞，調整細胞密度至105個/ml。取100 μl加入上室，再取600 μl含血清的培養基加入下室，培養過夜。取出小室，用棉簽擦去上室內的細胞，PBS洗滌3次，固定30 min，0.1%結晶紫染色約20 min，PBS洗滌3次。顯微鏡下觀察小室下表面附著的遷移細胞，隨機取5個視野計數，取平均數。

細胞侵襲檢測需在小室上表面涂抹適量厚度的基質膠，其余按照遷移檢測實驗步驟操作。最后顯微鏡下觀察小室下表面附著的侵襲細胞，隨機取5個視野計數，取平均數。

1.2.6雙熒光素酶報告基因實驗 取適量對數生長期1.2.2中各組細胞，按照雙熒光素酶報告基因檢測試劑盒技術手冊要求操作。psiCHECK2載體以螢火蟲熒光素酶活性為內參，檢測psiCHECK2-EGFR-3′UTR WT和psiCHECK2-EGFR-3′UTR MUT的表達，觀察miR-144-3p與EGFR的結合能力。

2 結果

2.1miR-144-3p和EGFR在肺癌細胞中的表達 運用qRT-PCR檢測BEAS-2B、A549細胞中miR-144-3p和EGFR mRNA的表達，與BEAS-2B細胞相比，A549細胞中miR-144-3p表達顯著降低，EGFR表達顯著升高(圖1A)；用Western blot檢測BEAS-2B、A549細胞中EGFR的蛋白表達，與BEAS-2B細胞相比，A549細胞中EGFR的蛋白表達量顯著升高(圖1B、C)，差異均具有統計學意義(P<0.05)。

2.2過表達miR-144-3p對A549細胞遷移、侵襲及自噬的影響 將miR-144-3p mimics、miR-NC轉染至A549細胞，標記為miR-144-3p組、miR-NC組。與miR-NC組相比，miR-144-3p組細胞中miR-144-3p的表達顯著升高(圖2A)，細胞遷移和侵襲量均顯著降低(圖2B)，LC3Ⅱ/LC3Ⅰ、Beclin1的蛋白表達量均顯著升高(圖2C、D)，差異均具有統計學意義(P<0.05)。

2.3敲減EGFR對A549細胞遷移、侵襲及自噬的影響 將si-EGFR、si-NC轉染至A549細胞，標記為si-EGFR組、si-NC組。與si-NC組相比，si-EGFR組

圖1 miR-144-3p和EGFR在肺癌細胞中的表達Fig.1 Expression of miR-144-3p and EGFR in lung cancer cellsNote: A.mRNA expression of miR-144-3p and EGFR in BEAS-2B and A549 cells;B and C.Protein expression of EGFR in BEAS-2B and A549 cells;*.P<0.05 vs BEAS-2B group.

圖2 過表達miR-144-3p對A549細胞遷移、侵襲及自噬的影響Fig.2 Effect of overexpression of miR-144-3p on migration,invasion and autophagy of A549 cellsNote: A.miR-144-3p mimics on the expression of miR-144-3p in A549 cells;B.miR-144-3p on the effect of migration and invasion of A549 cells;C and D.miR-144-3p on the effect of the proteins expression of autophagy-related proteins in A549 cells;*.P<0.05 vs miR-NC group.

細胞中EGFR的表達顯著升高(圖3A)，細胞遷移和侵襲量均顯著降低(圖3B)，LC3Ⅱ/LC3Ⅰ、Beclin1的蛋白表達量均顯著升高(圖3C、D)，差異均具有統計學意義(P<0.05)。

2.4miR-144-3p的靶基因EGFR 通過TargetScan對miR-144-3p和EGFR的結合進行預測，發現miR-144-3p與EGFR存在結合位點(圖4A)。運用雙熒光素酶報告基因檢測實驗檢測細胞熒光活性，與miR-NC組相比，miR-144-3p組WT-EGFR細胞的熒光活性顯著降低，MUT-EGFR細胞的熒光活性差異不明顯(圖4)，差異均具有統計學意義(P<0.05)。可見，EGFR是miR-144-3p的靶基因。

2.5過表達EGFR逆轉了miR-144-3p對A549細胞遷移、侵襲及自噬的抑制作用 與miR-NC組相比，miR-144-3p組細胞中EGFR mRNA表達顯著降低(圖5A)，細胞遷移、侵襲量均顯著降低(圖5B)，LC3Ⅱ/LC3Ⅰ、Beclin1的蛋白表達量均顯著升高(圖5C、D)；與miR-144-3p+pcDNA 3.1組相比，miR-144-3p+pcDNA 3.1-EGFR組細胞中EGFR mRNA表達顯著升高(圖5A)，細胞遷移、侵襲量均顯著升高(圖5B)，LC3Ⅱ/LC3Ⅰ、Beclin1的蛋白表達量均顯著降低(圖5C、D),差異均具有統計學意義(P<0.05)。可見，過表達EGFR逆轉了miR-144-3p對A549細胞遷移、侵襲及自噬的抑制作用。

圖3 敲減EGFR對A549細胞遷移、侵襲及自噬的影響Fig.3 Effect of knockdown of EGFR on migration,invasion and autophagy of A549 cellsNote: A.EGFR on the expression of EGFR in A549 cells;B.EGFR on the migration and invasion of A549 cells;C and D.EGFR on the protein expression of autophagy-related proteins in A549 cells;*.P<0.05 vs si-NC group.

圖4 EGFR與miR-144-3p的結合作用Fig.4 Binding function between EGFR and miR-144-3pNote: A.The 3′UTR of miR-144-3p contains a nucleotide sequence complementary to EGFR;B.The effect of miR-144-3p on the fluorescence activity of A549 cells;*.P<0.05 vs miR-NC group.

圖5 過表達EGFR逆轉miR-144-3p對A549細胞遷移侵襲及自噬的抑制作用Fig.5 Overexpression of EGFR reverses inhibitory effect of miR-144-3p on migration,invasion and autoph-agy of A549 cellsNote: A.The effect of different treatment groups on the mRNA expression of EGFR in A549 cells;B.The effect of different treatment groups on migration and invasion of A549 cells;C and D.The effect of different treatment groups on the protein expression of autophagy-related proteins in A549 cells.Compared with miR-NC group,*.P<0.05;compared with miR-144-3p+pcDNA3.1 group,#.P<0.05.

3 討論

EGFR在機體的各種上皮腫瘤中過度表達、擴增或突變，并與腫瘤的侵襲性和治療抗性密切相關。自噬激活參與腫瘤細胞的生存調控[14]。Jutten等[15]運用qPCR、免疫組織化學、克隆生存、增殖測量實驗檢測EGFR與自噬的關系發現，高EGFR表達細胞對自噬抑制劑氯喹更敏感，且高EGFR表達細胞表現出較低的自噬通量，揭示EGFR高表達細胞和腫瘤的存活高度依賴于自噬。Wei等[16]在非小細胞肺癌的研究中發現，EGFR可與自噬蛋白Beclin1結合，導致其多位點酪氨酸磷酸化，增強與抑制劑的結合力，并降低Beclin1相關的VPS34激酶活性，EGFR酪氨酸激酶抑制劑(Tyrosine kinase inhibitor，TKI)可逆轉EGFR突變，將Beclin1與其抑制劑結合以恢復非小細胞肺癌(Non-small cell lung cancer，NSCLC)細胞的自噬，進一步在NSCLC腫瘤異種移植中發現，酪氨酸磷酸化Beclin1突變體的表達導致自噬減少、腫瘤生長增強、腫瘤去分化和對TKI治療的抵抗。因此，致癌受體酪氨酸激酶可直接調節核心自噬機制，這可能有助于腫瘤進展和化學抗性。潘云虎[17]研究發現，EGFR在肺腺癌組織中高表達且于miR-646的表達呈負相關，其與miR-646在肺腺癌細胞中為靶向關系，過表達miR-646可抑制肺腺癌細胞的增殖、遷移及侵襲。馬陽等[18]在肺腺癌的研究中闡明，EGFR在肺腺癌中高表達，且沉默EGFR可增強A549細胞的自噬能力，深入研究發現，非突變EGFR的自噬活性顯著高于突變EGFR，揭示肺腺癌細胞的自噬活性除了與EGFR表達量相關外，還與EGFR突變狀態有關。本研究運用qRT-PCR、Western blot檢測了肺癌細胞中EGFR的表達發現，EGFR在肺癌中高表達，這與前人的研究結果相吻合；進一步用Transwell檢測了沉默EGFR的A549細胞的遷移和侵襲，沉默EGFR可抑制肺癌細胞的遷移和侵襲，且可促進細胞自噬蛋白LC3Ⅱ/LC3Ⅰ、Beclin1的表達，提示沉默EGFR可抑制肺癌遷移和侵襲，促進自噬。

miRNAs 為18～22 nt的非編碼小RNA，通過與靶基因mRNA發生特異性結合而影響其轉錄和翻譯，發揮基因調控功能[19]。miRNAs 可調控大約 50%以上的哺乳動物基因蛋白編碼[20]。大量研究表明miRNAs 參與多種生物調控，其在惡性腫瘤進展中的作用尤為突出。微陣列數據Meta分析顯示，miRNAs中的miR-144在肺癌、肝癌、乳腺癌、前列腺癌中均為低表達[21]。李偉等[22]報道，miR-144在肺鱗癌中低表達，且miR-144的表達量與患者生存率呈正相關，進一步在DAVID網站預測其信號通路發現，miR-144可通過72個預測靶點參與Ras、Wnt、Hippo等信號通路調節細胞的生存，進而影響患者的存活時間。陳閃閃[23]在肺癌的研究中發現，miR-144在肺癌組織中低表達，且其與患者腫瘤的惡性程度呈負相關，過表達miR-144可抑制肺癌細胞增殖，促進細胞凋亡和自噬，并可抑制裸鼠的成瘤，其機制與miR-144靶向負調控TIGAR有關。本研究檢測了miR-144-3p在肺癌細胞中的表達發現，miR-144-3p低表達，這與前人的研究結果相一致；進一步通過過表達miR-144-3p的肺癌細胞發現，過表達miR-144-3p可抑制肺癌細胞遷移侵襲，促進自噬；雙熒光素酶報告基因檢測實驗驗證，EGFR為miR-144-3p的靶基因，且過表達EGFR可逆轉miR-144-3p對肺癌細胞遷移、侵襲及自噬的作用。

綜上所述，miR-144-3p可抑制肺癌細胞遷移侵襲并促進自噬，其機制可能與靶向EGFR有關，為肺癌的靶向治療提供新靶點。