miR-548a-5p靶向HMBOX1調控肝癌細胞HepG2的凋亡研究

袁溢苒 陳龍 張臻

肝癌，包括成人的肝細胞癌(HCC)和膽管癌(CCA)，以及主要在兒童中發病的肝母細胞瘤(HB)，是目前對抗癌藥物反應不良的最惡性腫瘤之一[1-2]。有許多證據表明，多種miRNA在肝癌組織中顯示失調，并在癌癥的發展中起重要作用，包括miR-548a-5p[3-4]。miR-548a-5p是前列腺疾病的病程變化的腫瘤標志物[5]。然而，關于miR-548a-5p在肝癌中的生物學作用，目前尚未有研究。miR-548a-5p是否與凋亡相關，其潛在的分子機制值得探討。基于此，本研究以肝癌細胞HepG2作為研究對象，旨在探討miR-548a-5p調控肝癌細胞HepG2凋亡的潛在機制。

材料與方法

一、一般材料

肝癌細胞HepG2購自procell公司(貨號：CL-0103)。LIPOFECTAMINE MESSENGERMAX轉染試劑購自英濰捷基(上海)貿易有限公司(貨號：LMRNA008)。GAPDH的抗體購自上海機純實業有限公司[貨號：ml4041550(s)]。HMBOX1(homeobox containing 1)抗體購自北京達科為生物技術有限公司(貨號：10R-1687)。siGFP和siHMBOX1(靶序列：GGAAGTTCATATGGGAATA)由吉凱基因合成。HMBOX1過表達質粒通過肝癌細胞HepG2的cDNA克隆至pCDNA3.1表達載體上。RPMI-1640培養基購自北京普益華科技有限公司(貨號：R8005-10X1L)。胎牛血清購自廣州市左克生物科技發展有限公司(貨號：HQ30071)。總RNA小量提取試劑盒購自廣州市左克生物科技發展有限公司(貨號：T2010S)。實時熒光定量PCR試劑盒購自廣州聚研生物科技有限公司(貨號：116.C6028-50T)。M-MLV逆轉錄酶購自廣州市齊云生物技術有限公司(貨號：R1041)。

二、研究方法

(一)細胞培養與轉染 人肝癌細胞系HepG2(HCC/HB)在補充有10% FBS的RPMI-1640培養基中培養。根據制造商的說明，LIPOFECTAMINE MESSENGERMAX轉染試劑與siGFP、siHMBOX1、miR-548a-5p mimics、miR-548a-5p inhibitor、Vector和HMBOX1混合后轉染HepG2細胞。

(二)免疫印跡 從用RIPA裂解緩沖液[50 mmol/L Tris-HCl(pH 8.0)，1%NP-40、0.5%脫氧膽酸鈉，150 mmol/L NaCl和1 mmol/L PMSF裂解的細胞中提取總蛋白，并用BSA測定濃度方法。通過在10%聚丙烯酰胺凝膠上的SDS-PAGE分離蛋白(30 μg/泳道)，然后轉移到聚偏二氟乙烯膜(PVDF)上。在室溫下，將膜用5%脫脂牛奶在TBS/0.1% Tween-20中封閉1 h。然后用特異性抗體(1∶1 000)檢測HMBOX1和GAPDH。將蛋白質與二抗在室溫下孵育1 h，并使用Immobilon Western化學發光HRP底物觀察條帶，并使用Alpha Ease FC軟件進行分析。

(三)Annexin-V染色 經過不同處理后，收集在6孔板上生長的漂浮，肝癌細胞HepG2和胰蛋白酶分離的細胞，并用預冷的PBS洗滌。然后將細胞沉淀物用結合緩沖液重懸，并根據試劑盒方案用Annexin-V染色。熒光顯微鏡觀察。將實驗組中凋亡細胞的百分比與對照轉染組進行比較。所有樣品一式三份測量。

(四)RNA抽取與實時熒光定量PCR(qRT-PCR) 使用總RNA小量提取試劑盒從細胞中提取總RNA，并根據制造商的說明使用M-MLV逆轉錄酶合成cDNA。協議。使用iCycleriQ實時PCR系統和實時熒光定量PCR試劑盒檢測特定的轉錄本。將特定轉錄物的表達標準化至GAPDH水平。qRT-PCR從變性(95 ℃持續25 s)，退火(60 ℃持續20 s)和延伸(72 ℃持續30 s)三個步驟開始。

三、統計學分析

結 果

一、miR-548a-5p抑制肝癌細胞HepG2的凋亡

轉染miR-548a-5p mimics過表達miR-548a-5p后，檢測細胞的凋亡水平，結果顯示HepG2的凋亡水平下降；轉染miR-548a-5p inhibitor敲低miR-548a-5p后，檢測細胞的凋亡水平，結果顯示HepG2的凋亡水平上升(P<0.05)。這說明miR-548a-5p能抑制肝癌細胞HepG2的凋亡

二、miR-548a-5p靶向HMBOX1

通過miRDB在線分析發現，miR-548a-5p潛在靶向FAM135A,NFAT5,RORA,FIGN,HMBOX1,CCNY,RMND5A,LRRTM3,UBE2A,RALA基因。過表達miR-548a-5p后，HMBOX1的水平顯著下降(P<0.05)；敲低miR-548a-5p后，HMBOX1的水平顯著上升(P<0.05)，其余基因均無顯著變化。通過熒光素酶報告實驗發現miR-548a-5p靶向HMBOX1的3端非編碼區(P<0.05)。

三、miR-548a-5p靶向HMBOX1抑制肝癌細胞HepG2的凋亡

通過siRNA敲低HMBOX1后，發現HepG2的凋亡水平顯著下降(P<0.05)；通過HMBOX1質粒過表達HMBOX1后，發現肝癌細胞HepG2的凋亡水平顯著上升(P<0.05)。同時過表達或敲低miR-548a-5p和HMBOX1，HepG2的凋亡水平無明顯變化。敲低和過表達效率見圖3A和圖3B。因此，miR-548a-5p靶向HMBOX1抑制HepG2的凋亡。

圖1 HMBOX1促進肝癌細胞HepG2的凋亡(P<0.05)

討 論

miRNA在基本的細胞過程中起著至關重要的作用，這些過程包括但不限于增殖、發育、分化、凋亡和自噬[6-7]。在本研究中，miRNA在肝癌發生發展中發揮著不可忽視的調控作用，主要是通過靶向于相關通路中的關鍵基因實現的，包括凋亡、自噬等信號通路[8-9]。研究發現miR-548a-5p是前列腺癌病程變化的標志基因，也與肝癌的發生發展有關[10-11]。本研究發現過表達miR-548a-5p后，HepG2的凋亡水平下降；敲低miR-548a-5p后，凋亡水平上升(P<0.05)，因此，miR-548a-5p可能是治療肝癌的潛在治療靶點。miRDB在線分析發現miR-548a-5p潛在靶向FAM135A,NFAT5,RORA,FIGN,HMBOX1,CCNY,RMND5A,LRRTM3,UBE2A,RALA基因。過表達miR-548a-5p后，HMBOX1的表達明顯下降；敲低miR-548a-5p后，其表達量顯著上升(P<0.05)。miRNA通過與3’UTR結合來調節靶基因的表達，從而引起mRNA降解或翻譯抑制。因此，本研究通過熒光素酶報告系統發現miR-548a-5p靶向于HMBOX1的3端非編碼區(P<0.05)。

HMBOX1是一種新的人類homeobox基因，首次從人類胰腺cDNA文庫中分離得到，是一種轉錄因子，研究表明，其可以抑制肝癌細胞的增殖[12-13]。敲低HMBOX1后，HepG2的凋亡水平顯著下降；而過表達后則相反(P<0.05)。Lin等[14]報道HMBOX1通過與MT2A相互作用調節細胞內游離鋅水平，抑制細胞凋亡，促進細胞自噬。同時敲低或過表達miR-548a-5p和HMBOX1，凋亡水平未發生明顯改變。因此，作為HMBOX1的上游，miR-548a-5p可能抑制細胞自噬。細胞自噬已經被證明與癌癥耐藥相關[15]。因此，miR-548a-5p可能是肝癌耐藥的潛在原因之一。

綜上所述，miR-548a-5p通過靶向HMBOX1的mRNA的3端非編碼區抑制HMBOX1的翻譯，從而抑制肝癌細胞HepG2的凋亡。