調控miR-642a-5p表達對宮頸癌HeLa細胞生物學行為的影響及機制研究

袁浩鑫,馮一平,王思雨,曾尚云

(大同市第五人民醫院,山西 大同 037009)

宮頸癌是成年女性常見的生殖道惡性腫瘤,2020年全球最新癌癥負擔數據顯示,未來10年我國宮頸癌死亡人數預計上升25%[1]。手術切除、輔助放化療是目前臨床治療宮頸癌的主要手段,但術后易復發,病死率較高[2-3]。目前已知人類乳頭瘤病毒持續感染是導致宮頸癌發生的主要原因,但隨著對宮頸癌發病機制的深入研究,越來越多的證據表明,宮頸癌的發生發展與相關基因表達水平的改變密切相關,其中微小RNA(miRNA,miR)通過轉錄后調控機制靶向調控基因的表達,參與宮頸癌的病理進程[4-5]。近年來研究發現,miR-642a-5p是一種腫瘤抑制因子,上調miR-642a-5p表達可抑制某些惡性腫瘤如結腸癌、前列腺癌細胞的遷移與侵襲[6-7]。且有臨床報道顯示,宮頸癌組織miR-642a-5p與人類乳頭瘤病毒陽性宮頸癌根治術術后復發相關[8]。但miR-642a-5p對于宮頸癌生物學特征的影響機制尚不清楚。本研究探究miR-642a-5p對宮頸癌細胞惡性進展的調控機制。

1 材料與方法

1.1 實驗材料 HeLa細胞株由中國科學院上海細胞庫提供(貨號CL-0087)。

1.2 試劑與儀器 RPMI1640培養基、Trizol試劑、RNA提取試劑盒、逆轉錄試劑盒、PCR測定試劑盒、AnnexinV-FITC/PI細胞凋亡檢測試劑盒、MTT檢測試劑盒(貨號ml017538、ml095476、ml095837、ml078226、ml078535-R、ml095225、ml057897)購于上海酶聯生物科技有限公司;Lipofectamine 2000試劑(貨號15596018)購自美國Invitogen公司;細胞裂解液、BCA蛋白濃度測定試劑盒、超敏ECL化學發光試劑盒、β-actin抗體(貨號P0013、P0011、P0018M、AG2737、AN365、AF2815)購自上海碧云天生物科技有限公司;NF-κBp65抗體(貨號YT828-CQR)購自北京百奧萊博科技有限公司;miR-642a-5p mimic、miR-642a-5p mimic NC購自上海吉瑪制藥技術有限公司;其余試劑均為分析純,購自國藥集團化學試劑有限公司。細胞培養皿等試驗耗材購于杭州欣友生物技術有限公司;MG80二氧化碳細胞培養箱購于上海冠森生物科技有限公司;Transwell小室購自美國Coring公司;Accuri C6流式細胞分析儀購于美國BD公司;Axio Observer倒置顯微鏡購于德國Carl Zeiss公司;abi7500熒光定量PCR儀購于美國Abi公司;Western blot電泳儀器購于美國Bio-Rad公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 細胞培養及轉染:在RPMI1640培養基中(含有胎牛血清、青霉素和鏈霉素)常規接種人宮頸癌HeLa細胞,于培養箱中培養至細胞密度為80%～90%,消化傳代后取對數生長期的細胞接種于6孔板中,2×105個/孔,繼續培養,轉染miR-642a-5p mimic、miR-642a-5p mimic NC,將細胞分為對照組、miR-642a-5p mimic組、miR-642a-5p mimic NC組,各組HeLa細胞置37 ℃培養箱繼續培養48 h后,進行后續實驗操作。所有實驗均獨立重復3次。

1.3.2 RT-qPCR法檢測miR-642a-5p mRNA表達水平:收集各組轉染后的HeLa細胞,Trizol處理提取總RNA并逆轉錄成cDNA。進行RT-qPCR實驗,反應程序:95 ℃、3 min,95 ℃、15 s,56 ℃、30 s,72 ℃、10 s,共40個循環。以U6為內參,計算miR-642a-5p的表達量。引物序列見表1。

表1 引物序列

1.3.3 Western blot法:收集各組轉染后的HeLa細胞,裂解提取細胞總蛋白并測定濃度。取蛋白樣品進行電泳,轉膜90 min,5%脫脂奶粉室溫封閉1 h,TBST漂洗10 min×3次,分別加入NF-κB p65一抗(1∶500)、β-actin一抗(1∶500),TBST漂洗10 min×3次,加HRP標記的二抗(1∶200),室溫下孵育1 h,TBST洗膜10 min×3次,以ECL試劑顯影,用凝膠成像分析系統進行掃描,采用Image J軟件分析目的蛋白條帶灰度值。

1.3.4 MTT法:各組HeLa細胞重懸后接種于96孔培養板,每孔1×103～1×104個細胞,置于37 ℃、5% CO2培養箱中培養。嚴格按照MTT檢測試劑盒操作說明進行實驗。每孔加入50 μl的MTT液(2 g/L),繼續培養3 h,吸出孔內培養液,加入DMSO液,于570 nm波長處檢測,計算細胞存活率。

1.3.5 Transwell法:調整各組細胞密度,Transwell小室的上室預先用Matrigel膠包被,加入細胞懸液和完全培養基,培養箱培養48 h,擦去多余細胞,做好標記,乙醇固定,PBS清洗,結晶紫染色液染色,棄掉多余染色液,加入調色液A、B,溫和混勻,PBS清洗。在顯微鏡下觀察并記錄細胞數。在HeLa細胞遷移實驗中,將HeLa細胞接種于不鋪Matrigel膠的上室,其余步驟同侵襲實驗。

1.3.6 流式細胞術:用預冷的PBS洗滌轉染48 h后的各組HeLa細胞,離心重懸,調整濃度為1×106個/ml,加入Annexin V-FITC、PI染色液、PBS,上機檢測細胞凋亡情況。

2 結 果

2.1 各組細胞中miR-642a-5p、NF-κB mRNA表達水平比較 miR-642a-5p mimic組miR-642a-5p mRNA表達水平高于對照組和miR-642a-5p mimic NC組,NF-κB mRNA的表達水平低于對照組和miR-642a-5p mimic NC組(均P<0.05);對照組與miR-642a-5p mimic NC組miR-642a-5p、NF-κB mRNA的表達水平比較,差異無統計學意義(均P>0.05)。見表2。

表2 各組細胞中miR-642a-5p、NF-κB mRNA表達水平比較

2.2 各組細胞中NF-κB p65蛋白表達水平比較 對照組、miR-642a-5p mimic NC組、miR-642a-5p mimic組細胞中NF-κB p65蛋白的表達水平分別為(0.93±0.10)、(0.91±0.13)、(0.69±0.07),三組NF-κB p65蛋白的表達水平差異有統計學意義(均P<0.05);miR-642a-5p mimic組NF-κB p65蛋白的表達水平低于對照組和miR-642a-5p mimic NC組(均P<0.05);對照組與miR-642a-5p mimic NC組NF-κB p65蛋白的表達水平比較,差異無統計學意義(P>0.05)。

2.3 各組HeLa細胞轉染不同時間存活率比較 轉染0 h,對照組、miR-642a-5p mimic NC組、miR-642a-5p mimic組細胞增殖活性比較,差異無統計學意義(均P>0.05);轉染24、48 h,miR-642a-5p mimic組細胞增殖活性低于對照組和miR-642a-5p mimic NC組(均P<0.05);轉染24、48 h,對照組和miR-642a-5p mimic NC組細胞增殖活性比較,差異無統計學意義(均P>0.05);對照組、miR-642a-5p mimic NC組細胞增殖活性呈時間依賴性升高,miR-642a-5p mimic組細胞增殖活性呈時間依賴性下降(均P<0.05)。見表3。

2.4 各組HeLa細胞遷移、侵襲情況比較 對照組、miR-642a-5p mimic NC組、miR-642a-5p mimic組侵襲細胞個數、劃痕愈合率比較有統計學差異(均P<0.05);miR-642a-5p mimic組侵襲細胞個數、劃痕愈合率低于對照組和miR-642a-5p mimic NC組,差異有統計學意義(均P<0.05);對照組與miR-642a-5p mimic NC組侵襲細胞個數、劃痕愈合率比較無統計學差異(均P>0.05)。見表4。

表4 各組HeLa細胞遷移、侵襲情況比較

2.5 各組Hela細胞凋亡情況比較 對照組、miR-642a-5p mimic NC組、miR-642a-5p mimic組細胞凋亡率分別為(11.20±1.63)、(12.01±1.35)、(28.04±3.62),三組細胞凋亡率比較差異有統計學意義(均P<0.05);miR-642a-5p mimic組細胞凋亡率高于對照組和miR-642a-5p mimic NC組(均P<0.05);對照組與miR-642a-5p mimic NC組細胞凋亡率比較,差異無統計學意義(P>0.05)。

3 討 論

近年來越來越多的研究證實,在惡性腫瘤的發生發展、侵襲轉移和細胞凋亡等病理過程中均有miRNA的參與,同一種miRNA可能在不同癌癥中或不同miRNA可能在同一癌癥中發揮癌基因或者抑癌基因的作用[9-11]。在眾多與腫瘤相關的miRNA中,miR-642a-5p已經被發現在人類多種腫瘤中發揮抑癌基因的作用[12]。如Wang等[13]研究表明,miR-642a-5p通過靶向Ⅰ型膠原α1抑制結腸癌細胞的遷移和侵襲。郝帥等[14]研究認為,上調miR-642a-5p表達可通過抑制核受體NF-κB信號通路,降低蛋白磷酸化水平,抑制非小細胞肺癌LTEP-a2細胞的增殖遷移能力。然而關于miR-642a-5p在宮頸癌中的作用機制研究較少。Liu等[15]報道顯示,宮頸癌細胞中miR-642a-5p表達降低。但關于miR-642a-5p對宮頸癌細胞惡性生物學行為影響尚不清楚。因此,本研究試探討上調miR-642a-5p表達對于HeLa細胞增殖和分化的影響。本研究結果顯示,miR-642a-5p mimic組細胞存活率、侵襲細胞個數、劃痕愈合率均低于對照組、miR-642a-5p mimic NC組,細胞凋亡率高于對照組、miR-642a-5p mimic NC組,提示上調miR-642a-5p表達可抑制宮頸癌HeLa細胞的惡性進展,但具體影響機制仍有待進一步研究。

NF-κB信號通路在免疫系統中具有重要作用,其參與細胞的增殖、分化以及凋亡等生理過程[16]。在正常情況下,存在于胞漿中的NF-κB復合物為非活性形式,不具備調節基因轉錄的能力,但當細胞受到細菌或病毒感染、炎癥細胞因子、電離輻射等外界因素刺激時,NF-κB/IκB復合物解離,NF-κB信號通路被激活,進而對相關基因發揮調控作用[17-18]。研究發現,NF-κB信號通路參與人乳腺癌、卵巢癌、子宮內膜癌等多種腫瘤的病理進程,癌細胞中不同類型的分子改變可能會激活NF-κB信號通路,使其下游基因表達異常,從而促進疾病的發生發展[19-21]。目前臨床研究和基礎實驗均發現NF-κB p65在宮頸癌組織和細胞系中均呈現高表達,主要發揮抗腫瘤細胞凋亡和保護腫瘤細胞的作用[22-23]。本研究發現,在宮頸癌HeLa細胞中,miR-642a-5p mimic組NF-κB mRNA和NF-κB p65蛋白的表達量均高于對照組、miR-642a-5p mimic NC組,提示過表達miR-642a-5p可能通過調控NF-κB抑制NF-κB p65蛋白表達,阻斷細胞周期,誘導其凋亡。既往研究顯示,針對NF-κB的靶向治療可能抑制肺癌、乳腺癌、膠質母細胞瘤等多種癌癥的進展[24],但在宮頸癌治療方面仍需臨床驗證。結合本研究,未來可基于miR-642a-5p開發針對NF-κB的靶向治療藥物,為宮頸癌的擴散轉移提供新的預防治療手段。

綜上所述,上調miR-642a-5p表達可在一定程度上阻斷宮頸癌細胞惡性進展,這可能與NF-κB信號通路被抑制有關。然而,本研究僅為單一細胞系的體外研究,并未對其他宮頸癌細胞系的miR-642a-5p表達情況及相關機制進行探究,后續仍需深入探索。