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受体相互作用蛋白2基因对结直肠癌肿瘤细胞侵袭及转移的作用机制研究

2018-11-20徐智媛杨晋辉

胃肠病学和肝病学杂志 2018年11期
关键词:明胶基质阴性

李 艳,徐智媛,程 宇,杨晋辉

昆明医科大学第二附属医院消化内科,云南 昆明 650101

结直肠癌(colorectal cancer,CRC)是临床较为常见的消化道恶性肿瘤之一,具有较高的发病率,据统计,2010年我国新增CRC患者约27万人,死亡患者超过10万人,近年来,CRC的发病率和死亡率均逐年增加,严重威胁着现代人类健康,是医疗界一大难题[1-2]。

CRC的常用治疗方法为手术切除肿瘤结合放射治疗、化疗药物治疗和中药治疗,取得了一定的治疗效果,但是治疗后易复发、转移,尤其易转移到肝脏,导致患者存活时间不长,因此,探讨CRC细胞的转移作用机制,进而寻找控制癌细胞转移的有效方法对治疗CRC具有重要价值[3-4]。

基质裂解蛋白和明胶酶B均能激活降解细胞外基质的胶原酶,引起癌细胞侵入到周围血管组织,进而发生转移[5-6]。激活素受体相互作用蛋白2(receptor interacting protein 2,RIP2)是具有多重功能的生长因子和分化因子,研究[7]表明,RIP2基因在脑神经瘤细胞系Neuro-2a细胞及肝癌细胞Hepal-6中有特异性表达,对肿瘤细胞的转移产生重要影响。但国内外关于RIP2基因在CRC患者肿瘤细胞转移过程中的作用机制研究较少,本文通过检测RIP2、基质裂解蛋白和明胶酶B在CRC患者中的表达情况,探讨RIP2在CRC侵袭、转移中的作用机制。

1 资料与方法

1.1一般资料选取2015年12月至2016年11月来我院进行检查并确诊为CRC的124例患者(共计140例,排除16例)为研究对象,男68例,女56例,年龄(52.18±8.34)岁(32~74岁)。取其肿瘤组织作为实验组进行石蜡切片观察,并取距肿瘤组织周围5 cm处的正常组织作为对照组,进行石蜡切片观察。纳入标准[8]:根据诊断标准被确认为CRC的患者;患者的治疗方法为手术切除。排除标准:手术前使用过化疗药物;接受过放射治疗;不同意配合完成该实验者。

1.2实验材料人CRC细胞株HCT116购自上海远慕生物科技有限公司;RIP2抗体、基质裂解蛋白抗体、明胶酶B抗体购自北京普利莱(APPLYGEN)基因技术有限公司;免疫组织化学试剂盒购自华美生物工程有限公司;RPMI 1640完全培养液购自上海杰美基因医药科技有限公司;Hyclone胎牛血清、胰蛋白酶购自上海哈灵生物科技有限公司;siRNA、Hieff TransTM脂质体核酸转染试剂购自上海翊圣生物科技有限公司。

1.3RIP2、基质裂解蛋白和明胶酶B的表达检测取CRC组织和正常组织的石蜡切片(厚度5 μm),常规二甲苯梯度脱蜡,3% H2O237 ℃灭活10 min,于0.01 mol/L枸橼酸缓冲液(pH 6.0)中进行抗原修复,用工作液37 ℃封闭10 min,加入一抗后4 ℃冰箱孵育过夜,冲洗后加二抗、辣根过氧化物酶标记的链酶卵白素工作液和DAB进行显色,脱水固封后进行镜检。

镜检计数方法:随机选择3个视野(400×),利用IPP软件进行统计分析,以细胞浆呈现出棕黄色颗粒记为阳性,计算细胞总个数和阳性表达的细胞个数,取三次结果平均值,计算阳性表达率。阳性表达分级评分标准[9]:视野内阳性细胞数比例<25%记为0分,阳性表达率为25%~50%记为1分,阳性表达率为50%~75%记为2分,阳性表达率>75%记为3分[9]。

1.4RIP2基因的siRNA转染方法HCT116细胞株常规培养,并随机分为正常对照组、阴性对照组和RIP2抑制组,空白对照组只加转染试剂,并根据Hieff TransTM脂质体核酸转染试剂盒方法,转染前1 d用质量浓度为2.5 g/L的胰蛋白酶消化后,接种于6孔板上,转染时细胞密度约为2×105个/孔,分别用200 μl的无血清培养液稀释10 μl转染试剂和各组RNA,静置10 min后,转染试剂与各组混合,静置15 min后铺到6孔板,37 ℃、体积分数为5%的CO2继续培养48 h后进行检测。

1.5划痕实验检测细胞迁移能力取对数期HCT116细胞,质量浓度为2.5 g/L的胰蛋白酶消化后计数,以4×104ml-1接种在24孔板上,常规培养,细胞贴壁生长后按照1.4方法分组处理,48 h后进行划痕处理,继续培养24 h后镜检,计算HCT116细胞的迁移距离。

1.6Westernblotting法检测RIP2、基质裂解蛋白、明胶酶B蛋白的含量转染实验进行48 h后,提取各组细胞的总蛋白,根据Bradford法对蛋白进行定量,分别取30 μg的HCT116细胞蛋白上样,采用质量浓度为120 g/L的聚丙烯酰胺凝胶电泳进行蛋白质分离后,转到硝酸纤维素膜上,使用质量浓度为50 g/L的脱脂牛奶室温封闭1 h,一抗4 ℃过夜,二抗室温1 h后,进行显色和吸光度计算。

1.7统计学方法采用SPSS 20.0统计学软件进行数据分析,计数资料比较采用秩和检验和χ2检验,计量资料比较采用t检验和Spearman相关分析,P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1各组RIP2、基质裂解蛋白和明胶酶B蛋白的检测结果免疫组化结果显示,CRC组织(CRC组)中RIP2、基质裂解蛋白和明胶酶B蛋白的阳性表达率分别为69.35%(86/124)、74.19%(92/124)、61.29%(76/124);在正常组织中(正常对照组)RIP2、基质裂解蛋白和明胶酶B的阳性表达率分别为30.65%(38/124)、35.48%(44/124)、38.71%(48/124)。秩和检验结果显示,RIP2、基质裂解蛋白和明胶酶B在CRC组的表达率明显高于正常对照组(P<0.05)(见表1)。

表1 RIP2、基质裂解蛋白和明胶酶B蛋白的表达Tab 1 Expressions of RIP2, matrix metalloproteinases and Gelatinase B

2.2RIP2蛋白表达与CRC转移的关系RIP2蛋白的表达与CRC细胞的浸润深度和淋巴结的转移情况具有相关性,RIP2蛋白表达阳性的CRC细胞浸润深度更大,且淋巴结的转移率更高(P<0.05),但RIP2蛋白表达与其他生物学特征无相关性(P>0.05)(见表2)。

表2 CRC组织RIP2蛋白表达与病理参数的关系Tab 2 Relationship between RIP2 protein expression and pathological parameters in CRC tissues 比例/%

2.3RIP2-siRNA转染后RIP2、基质裂解蛋白和明胶酶B蛋白的表达结果显示,与阴性对照组和正常对照组相比,RIP2-siRNA转染组的RIP2蛋白表达量明显降低(P<0.05);与阴性对照组相比,正常对照组RIP2蛋白的表达量差异无统计学意义(P>0.05)(见图1)。

与阴性对照组和正常对照组相比,RIP2-siRNA转染能够显著降低基质裂解蛋白、明胶酶B蛋白的表达(P<0.05);与阴性对照组相比,正常对照组基质裂解蛋白和明胶酶B蛋白的表达量差异无统计学意义(P>0.05)(见图2)。

图1 RIP2-siRNA转染后RIP2蛋白的表达Fig 1 Expression of RIP2 after the transfection of RIP2-siRNA

图2 RIP2-siRNA转染后基质裂解蛋白、明胶酶B蛋白的表达Fig 2 Expression of matrilysin and Gelatinase B after RIP2-siRNA transfection

2.4RIP2的表达与基质裂解蛋白、明胶酶B蛋白的相关性相关性分析结果表明,CRC组织中RIP2蛋白的表达与基质裂解蛋白(r=0.412,P<0.01)和明胶酶B蛋白(r=0.408,P<0.01)的表达均呈正相关,且基质裂解蛋白与明胶酶B蛋白的表达呈正相关(r=0.432,P<0.01)。

2.5RIP2表达抑制后HCT116细胞迁移距离结果划痕实验结果表明,与阴性对照组和正常对照组相比,RIP2-siRNA转染能够显著降低HCT116细胞的迁移距离(P<0.05),与阴性对照组相比,正常对照组HCT116细胞的迁移距离差异无统计学意义(P>0.05)(见图3)。

图3 RIP2-siRNA转染后HCT116细胞迁移能力变化 A:阴性对照组;B:正常对照组;C:RIP2-siRNA组Fig 3 The change of metastatic capability of HCT116 after the transfection of RIP2-siRNA A: negative control group; B: normal control group; C: RIP2-siRNA group

3 讨论

CRC是常见的消化道恶性肿瘤,发病率较高,居胃肠道肿瘤的第2位,且早期症状不明显,不易被发现。目前,手术切除肿瘤组织是治疗CRC最常用的方法,但易出现复发或肿瘤组织转移的情况,治疗结果难以达到预期效果。因此,研究CRC的发病机制,探索抑制CRC转移的方法至关重要。

近年来,关于抑制CRC细胞侵袭或转移的研究较多,有研究[10]发现,Gab2基因能够通过调控EMT以增强CRC细胞的侵袭及转移能力;CDKL1和Sam68也能够促进CRC细胞的增殖、侵袭及迁移能力,对CRC的发生和发展有重要影响;CTHRC1能够显著增加HT29细胞增殖、迁移及侵袭的水平[11]。而B细胞白血病/淋巴瘤6B(BCL6B)能够通过调节PI3K/AKT信号通路有效抑制CRC LoVo细胞的增殖和迁移[12],由此可见,CRC细胞的迁移受多种基因共同影响,既有上调作用又有抑制作用,所以,探索关键基因是解决问题的关键。

激活素RIP2是多重功能的生长因子和分化因子,在癌细胞中表达异常,并具有抑制肿瘤细胞转移的相关报道[13],但RIP2在CRC患者肿瘤细胞转移过程中的作用机制研究鲜见报道,因此,本文通过研究RIP2在HCT116细胞的表达和对细胞迁移的影响,结合其表达与癌细胞侵袭和转移过程中最常见、最关键的激酶基质金属蛋白酶-2(基质裂解蛋白)和基质金属蛋白酶9(明胶酶B)的关系,探索RIP2影响CRC HCT116细胞的作用机制。

结果表明,RIP2的表达与肿瘤细胞发展具有相关性,与正常对照组相比,RIP2蛋白的表达在HCT116细胞中显著增加,且RIP2的表达量与肿瘤细胞的浸润程度和淋巴结的转移情况具有相关性,肿瘤细胞浸润程度越高,淋巴结转移越严重,则RIP2蛋白的表达程度越高,即RIP2在肿瘤细胞的转移过程中发挥着积极作用。

在RIP2高表达的CRC组中,肿瘤细胞迁移的促进因子基质金属蛋白酶基质裂解蛋白和明胶酶B蛋白的表达也高于正常对照组,且RIP2在肿瘤细胞中的表达与基质裂解蛋白和明胶酶B蛋白表达呈正相关,由此推断,RIP2能够通过上调基质裂解蛋白和明胶酶B蛋白的表达,进而共同促进肿瘤细胞的转移。为增加实验的可信度,本研究利用RNAi技术,选择性抑制HCT116细胞内RIP2的表达,结果显示,RIP2的表达被抑制后,HCT116细胞的划痕明显,细胞迁移距离缩短,表明HCT116细胞的迁移能力明显减弱,而且HCT116细胞内基质裂解蛋白和明胶酶B蛋白的表达量也显著降低,由此进一步断定,CRC细胞HCT116内RIP2能够通过调节基质裂解蛋白和明胶酶B蛋白表达参与肿瘤细胞的迁移,即RIP2通过上调基质裂解蛋白和明胶酶B蛋白的表达,促进了CRC HCT116细胞的侵袭、转移。

综上所述,RIP2能够通过上调基质裂解蛋白和明胶酶B蛋白的表达,提高CRC肿瘤细胞的侵袭、转移能力,研究需进一步探索抑制RIP2的表达或阻断其调节基质裂解蛋白和明胶酶B蛋白表达的过程,达到抑制CRC细胞迁移的目的。

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