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miR-16-5p靶向NLRP1抑制乳腺癌增殖的机制研究

2022-08-09郑志聪麦彩园

当代医药论丛 2022年15期
关键词:荧光素酶培养液质粒

郑志聪,麦彩园,王 斌

(1. 佛山市三水区妇幼保健院外科,广东 佛山 528100 ;2.广东省妇幼保健院妇产科,广东 广州 510010 ;3. 佛山市三水区人民医院外科,广东 佛山 528100)

乳腺癌是女性群体中发病率最高的恶性肿瘤。每年有数以万计的女性死于乳腺癌,且近年来此病的发病率逐年升高[1],此病患者的发病年龄呈年轻化的趋势[2]。有效治疗乳腺癌是一个亟待解决的问题[3]。近年来在乳腺癌的治疗方面不断涌现出先进的治疗方法,引入分子基因特征平台管理乳腺癌有助于更有效地治疗此病,降低此病患者的死亡率[4]。MicroRNA(miRNA)是一种非编码RNA 分子,能与互补碱基配对,识别并直接调控靶基因,影响其翻译,进一步实现转录后调控[5]。miRNA 能显著促进细胞的正常生长,维持细胞的功能,miRNA 表达的变化与癌症有着密切的关系[6]。目前已证实,miRNA 可抑制肿瘤[7]。降低miR-16-5p 可促进乳腺癌的生长[8]。NOD 样受体蛋白1(nod like receptor proein 1,NLRP1)是最早被发现的炎性体,可通过对先天性和适应性免疫、细胞凋亡、分化的调节而在肿瘤的发生中发挥致病作用[9]。MiRNA-16-5p 可通过靶向NLRP1 来抑制白细胞介素-1β(IL-1β)、细胞介素-18(IL-18)的表达,从而改善缺氧复氧引起的BRL-3A 细胞焦亡[10]。基于以上背景,本文欲探讨miR-16-5p 靶向调控NLRP1对抑制乳腺癌增殖的分子机制。

1 材料与方法

1.1 仪器及试剂

紫外分光光度计、PCR 检测系统、双荧光素酶报告检测系统、电泳仪、转膜仪,以上仪器均由美国Progmega 公司生产。RNA 提取试剂盒、反转录试剂盒、Trizol 液、引物、CCK-8 溶液,以上试剂均由中国爱必信生物科技有限公司生产。BCA 蛋白定量试剂盒、载体、培养液,以上试剂均由中国Takara 公司生产。Western-Blotting 的一、二抗体,由美国abcam 公司生产。质粒抽提试剂盒、miR 模拟物及对照物、NLRP1 过表达载体、Trizol 试剂,以上试剂均由中国铎洋生物有限公司生产。

1.2 研究对象

1.2.1 病例信息 本研究收集广东省妇幼保健院、佛山市三水区人民医院2018 年12 月至2021 年12 月期间经手术切除的乳腺标本60 份,将其中30 份正常乳腺标本设为正常组,将其中30 份乳腺癌标本设为癌症组。这60 份乳腺标本取自60 例患者,这些患者的年龄为50 ~52 岁,体重为50 ~52 kg。所有患者的年龄、体重差异不大。本研究的整个研究过程经患者同意并经广东省妇幼保健院、佛山市三水区人民医院的医学伦理委员会授权。

1.2.2 纳入及排除标准 入组标准:纳入病例的活动能力、民事行为能力均正常,无精神疾病及认知功能障碍;癌症初发,未经放化疗、免疫治疗等;癌症组织经病理学检查被确诊为乳腺癌组织,正常乳腺组织经病理学检查被确诊为正常乳腺组织。排除标准:男性乳腺癌患者;合并有严重的慢性疾病;合并有内分泌疾病等代谢异常性疾病。

1.2.3 标本收集 术中将乳腺癌组织、正常乳腺组织(取癌灶远端距癌灶3 cm 以上的正常乳腺组织)切除后,用专用的镊子将所有组织取出,立即用焦碳酸二乙酯(DEPC)液对组织进行冲洗,并由专业人员放入冷藏管中,用液氮进行冷冻,然后在病理科收集临床数据。

1.3 研究方法

收集经手术切除的乳腺癌组织(癌症组)、正常乳腺组织(正常组),提取细胞进行培养、传代。采用逆转录定量聚合酶链反应(RT-qPCR)法检测miR-16-5p、NLRP1 在正常组、癌症组细胞中的表达,采用CCK-8 法检测癌症组细胞中miR-16-5p、NLRP1 的增殖情况,采用RT-qPCR 法检测癌症组细胞中miR-16-5p 过表达后miR-16-5p、NLRP1 的相对表达情况,采用蛋白免疫印迹(Western Blotting,WB)法检测癌症组细胞中miR-16-5p 过表达后NLRP1 的表达情况,采用双荧光素酶报告基因实验测定miR-16-5p 可能结合的靶位点NLRP1。

1.4 实验步骤

1.4.1 细胞提取、培养、传代 取样品,解冻。去掉组织中的结缔组织,剪碎,用1% 的胰酶消化,孵育30 min 后用移液管反复吹打,用70 μm 孔径的细胞筛过滤,除掉大块未消化的团块。将得到的滤过液进行离心处理,取沉淀物,并用含10%灭活胎牛血清(FBS)、100 μ/mL 青霉素和100 μ/mL 链霉素的RPMI 1640 培养基对沉淀物进行培养。将标本与DMEM 培养液混合后进行离心处理,去上清。重悬细胞,在悬液中缓慢注入Percoll 分离液,经离心处理后吸取中层细胞,加入培养基。于培养箱中进行培养,每2 d 或3 d 更换1 次培养液。在显微镜下观察细胞。用胰酶对细胞进行消化,调节细胞浓度至2×105 个/mL,继续在培养板内培养细胞,当细胞融合度达到90%时开始进行细胞传代。

1.4.2 细胞转染 miR-16-5p 模拟物(mimics)和相应的阴性对照(NC)的细胞密度均为5×105,将其铺于六孔板上,融合度达到90% 后吸出,用PBS 缓冲液冲洗,更换为Opti-MEM 培养液,每孔加入3 mL,稀释质粒至20 μm。将RNA 加入到转染试剂中孵育,并置于培养液中培养6 h,之后采用普通培养液培养48 h,最后检测其表达量。

1.4.3 RT-qPCR 根 据Trizol 液 说 明 书, 取 样品, 在 含RNAiso Plus 液 的EP 管 中 混 合, 加 入氯仿,在4 ℃下进行离心处理,在上层水相中加入异丙醇,混合并进行离心处理。去上清液,加入乙醇。再去上清后加入无RNA 酶水,计算OD值。 参 照OneStep PrimeScript®miRNA cDNA 合成试剂盒的说明书,进行反转录,合成cDNA,然后 用SYBR Green I 荧 光 法 进 行PCR 检 测( 参 照SYBR GreenI 说 明 书)。miR-16-5p 引 物 序 列:F:5 ′ -TAGCAGCACGTAAATATTGGCG-3 ′,R:5 ′ -TGCGTGTCGTGGAGTC-3 ′ ;NLRP1 引物 序 列:F:5 ′ -TCTGAGTGATGAGATGAG-3 ′,R:5′ -GTGAGGATGTGCTATTAC-3′ ;U6 引 物 序列F:5 ′ -CTCGCTTCGGCAGCACA-3 ′,R:5 ′ -AACGCTTCACGAATTTGCGT-3′ ;β-actin 引 物 序列F:5′ -TGCTGTCCCTGTATGCCTCT-3′,R:5′ -TGATGTCACGCACGATTT-3′。2-ΔΔCT用于计算待测样品的相对浓度。同样的实验重复3 次,取平均值(U6是miR-16-5p 的内参,β-actin 是NLRP1 的内参)。

1.4.4 细胞增殖检测(CCK-8 法) 将第3 代细胞制备成细胞悬液并计数。在96 孔板中接种细胞悬液,每孔约接种100 μL,重复3 次。将培养板置于培养箱中预培养2 ~4 h(培养条件是:37℃,5%CO2),每孔各加入10 μL 的CCK-8 溶液,轻轻晃动培养板将其混匀。将培养板放入培养箱中孵育1 ~4 h。分别在0 h、24 h、48 h、72 h 时加入10 μL 的CCK-8试剂,在37℃下孵育120 min。最后用酶标仪读取相应因子的OD 值。

1.4.5 WB 法检测RIPA 蛋白的表达水平 根据目标蛋白的分子量,选择合适浓度的SDS/PAGE 凝胶。电泳后,将蛋白质转移到 PVDF 膜上,并采用正常免疫染色法进行染色。加入一抗(1:500 稀释)和二抗(1:1000稀释),分别在4℃下孵育过夜、37℃下孵育2 h,然后进行化学发光、增强、固定和拍照处理。每个实验重复3 次后取平均值(内参为β-actin)。

1.4.6 双荧光素酶报告基因实验测定miR-16-5p 可能结合的靶位点NLRP1 利用targetscan 网站预测miR-16-5p 可能结合的靶位点NLRP1。构建WT质粒+miR-16-5p mimics+pRL-TK 质粒(野生型)、MT 质 粒+miR-16-5p mimics+pRL-TK 质 粒( 突 变型);WT 质 粒+negative control+pRL-TK 质 粒;MT质粒+negative control+pRL-TK 质粒。pGL3 启动子载体注射NLRP1 的突变序列,将细胞接种到24 孔板上,并用海肾荧光素酶载体pRL-TK 共转染,根据标准化转染效率的差异行荧光素酶检测。

1.5 统计学方法

用SPSS 20.0 软件和GraphPad 7.0 软件处理本研究中的数据,计量资料用±s表示,用t检验,P<0.05 表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 miR-16-5p、NLRP1 在正常组、癌症组细胞中的表达

miR-16-5p 的mRNA 在正常组细胞中的相对表达值为(3.76±0.21),在癌症组细胞中的相对表达值为(1.35±0.12),组间相比差异有统计学意义(P<0.05)。NLRP1 的mRNA 在正常组细胞中的相对表达值为(4.88±0.11),在癌症组细胞中的相对表达值为(8.01±0.33),组间相比差异有统计学意义(P<0.05)。

2.2 癌症组细胞miR-16-5p 过表达后miR-16-5p、NLRP1 的表达情况

将miR-16-5p 过 表 达 转 染, 行RT-qPCR 实验,提示模拟物过表达转染后细胞miR-16-5p 的表达水平显著上升,相对表达值由(3.66±0.23)上升至(7.10±0.98),二者相比差异有统计学意义(P<0.05);NLRP1 的表达水平显著下降,相对表达值由(8.12±0.19)下降至(4.17±1.41),二者相比差异有统计学意义(P<0.05)。

2.3 miR-16-5p、NLRP1 过表达对癌症组细胞增殖的影响

经细胞增殖检测(CCK-8 法)发现,在癌症组细胞中过表达miR-16-5p 可减少细胞增殖(见图1A),在癌症组细胞中过表达NLRP1 可增加细胞增殖(见图1B)。

图1 miR-16-5p、NLRP1 过表达对癌症组细胞增殖的影响

2.4 癌症组细胞miR-16-5p 过表达后NLRP1 的表达情况

采用WB 法检测癌症组细胞中miR-16-5p 过表达后NLRP1 的表达发现,NLRP1 在miR-16-5p mimics 较miR-16-5p Control 明 显 降 低( 内 参 为β-actin,P<0.05)。见图2。

图2 癌症组细胞中miR-16-5p 过表达后NLRP1 的表达情况

2.5 miR-16-5p 可能结合的靶位点NLRP1

利用targetscan 网站预测发现,miR-16-5p 可能结合的靶位点为NLRP1。见图3。通过荧光素酶报告基因实验发现,miR-16-5p 可显著抑制WT 质粒+miR-16-5p mimics+pRL-TK 质粒(野生型)的荧光素酶活性, 而不影响MT 质粒+miR-16-5p mimics+pRL-TK 质粒(突变型)的荧光报告基因活性(P<0.05)。见图4。

图3 targetscan 网站预测miR-16-5p 可能结合的靶位点

图4 荧光素酶报告基因实验结果

3 讨论

乳腺癌是女性最常见的恶性肿瘤。近年来虽然乳腺癌患者的死亡率有所下降,其5 年生存率有所提高,但此病的发病率仍呈增高的趋势[11]。针对乳腺癌的靶向治疗是近年来乳腺癌治疗中的研究热点。乳腺癌中MicroRNA-16-5p 过表达后,可通过靶向血管内皮生长因子A(VEGFA)抑制肿瘤的增殖和侵袭,并引发肿瘤细胞凋亡[12]。miR-16-5p 是乳腺癌原发灶和转移灶组织中稳定表达的一种MicroRNA[13]。炎性小体是一种存在于细胞质内的多聚复合体,核苷酸结合寡聚化结构域样受体蛋白家族(NLRPs)是炎性小体最为经典的一类[14]。在乳腺癌的发病机制中,NLRP1 可参与有丝分裂、突变、血管生成、细胞存活、免疫抑制和转移[15]。已有研究证实,MiR-16-5p 可通过靶向NLRP1 来控制细胞焦亡[10]。有研究在人乳腺癌组织中发现NLRP1 呈高表达,且与淋巴结转移、肿瘤淋巴结转移阶段及Ki-67 水平相关[16]。本研究的结果显示,癌症组细胞比正常组细胞miR-16-5p 的mRNA 相对表达值显著下降(P<0.05);癌症组细胞比正常组细胞NLRP1 的mRNA 相对表达值显著上升(P<0.05);癌症组细胞miR-16-5p 过表达后miR-16-5p 的表达水平显著上升、NLRP1 的表达水平显著下降(P<0.05)。提示miR-16-5p 在乳腺癌中呈低表达,NLRP1 在乳腺癌中呈高表达。本研究的结果显示,miR-16-5p 可显著抑制WT 质粒+miR-16-5p mimics+pRL-TK 质粒(野生型)的荧光素酶活性,而不影响MT 质粒+miR-16-5p mimics+pRLTK 质粒(突变型)的荧光报告基因活性(P<0.05)。进一步证明了miR-16-5p 与NLRP1 的靶向调控关系。

综上所述,miR-16-5p 在乳腺癌中呈低表达,NLRP1 在乳腺癌中呈高表达。miR-16-5p 可靶向调控NLRP1 而抑制乳腺癌的增殖。本研究为临床上治疗乳腺癌提供了新的思路和用药策略。

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