APP下载

生长抑素联合人转录因子叉头框蛋白D1通过磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶B通路调控胰腺癌细胞增殖、迁移和侵袭的机制研究

2022-09-22王书芬倪猛薛萌

安徽医药 2022年10期
关键词:生长抑素数目胰腺癌

王书芬,倪猛,薛萌

胰腺癌作为消化道常见的恶性肿瘤,在我国,胰腺癌病人的发病率和死亡率在恶性肿瘤中分别排第10位和第6位,而早期胰腺癌病人的确诊率不高,大多数病人在确诊时已经是晚期,已经错过最佳的治疗时期,导致5年的预后生存率仅为2%~9%[1-2]。生长抑素是一种多肽类激素,在脑、胃肠和胰腺组织中含量较高,通过抑制胰酶和胰液的分泌,保护胰腺细胞[3]。刘力等[4]研究结果显示,生长抑素通过联合吉西他滨抑制胰腺癌细胞的增殖、迁移和上皮间质转化。人转录因子叉头框蛋白D1(FOXD1)在多种癌症中异常表达,如FOXD1在胰腺癌组织和细胞中表达上调,敲减FOXD1可以明显抑制胰腺癌细胞的增殖、迁移和侵袭[5]。PI3K/AKT通路与胰腺癌中发挥着重要的作用,在胰腺癌中常常被激活[6],有研究结果显示,胰腺癌缺失位点4(DPC4)基因通过抑制磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶B/帕霉素靶蛋白(PI3K/AKT/mTOR)通路抑制胰腺癌细胞的增殖、侵袭和上皮间只转化[7]。但是关于生长抑素能否通过联合FOXD1调控PI3K/AKT通路是在胰腺癌细胞中的研究尚不明确,因此,本研究于2018年12月至2019年12月通过探讨生长抑素联合FOXD1通过PI3K/AKT通路调控胰腺癌细胞增殖、迁移和侵袭,为胰腺癌的研究提供合理的数据支撑。

1 材料与方法

1.1 细胞与主要试剂胰腺癌细胞PANC-1购买于美国ATCC研究中心;胎牛血清(10025632C)购买于赛默飞生物、DMEM培养基(PAC0036)购买于武汉博士德生物公司;注射用生长抑素购买于扬子江集团药业公司,批号H20066708,批次20180530,规格 :3 mg;LipofectamineTM2000转 染 试 剂 盒(10523005)购买于美国Thermo Fisher公司;pcDNA、FOXD1和引物购买于上海吉玛公司;PI3K抑制剂LY294002(HY-10123)购买于美国Med Chem Express公司;MTT试剂盒(P0102S)购买于碧云天生物公司;Transwell小室(258730236120)、Matrigel基质胶(334002)购买于美国BD公司;增殖细胞核抗原(PCNA)抗体(ab12165)、基质金属蛋白酶-2(MMP-2)抗体(ab204523)、基质金属蛋白酶-2(MMP-9)抗体(ab140352)、FOXD1抗体(ab128311)、磷酸化磷脂肌醇3激酶(p-PI3K)抗体(ab31075)、磷酸化蛋白激酶B(p-AKT)抗体(ab8201)、磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)抗体(ab120245)、蛋白激酶B(AKT)抗体(ab32451)和甘油醛-3-磷酸脱氢酶(GAPDH)抗体(ab7221)购买于购自美国Abcam公司;辣根过氧化物酶标记免疫球蛋白G(IgG)(ym-a0137G-HRP)购买于上海恒斐生物公司;Trizol试剂盒(9078)、逆转录试剂盒(RR024A)、SYBR Green Premix试剂盒(RB732A)购买于大连宝生物工程有限公司。

1.2 细胞培养和分组胰腺癌细胞PANC-1采用含有10%胎牛血清的DMEM培养基内,置于5%二氧化碳、37℃条件下的恒温培养箱内进行孵育培养,2~3 d后进行传代培养。收集生长状态良好的PANC-1细胞接种24孔细胞板内(5×104个/孔),采用生长抑素浓度为0 mg/L、100 mg/L、200 mg/L、400 mg/L处理细胞,记为各生长抑素各剂量组,其中生长抑素浓度为0 mg/L和400 mg/L,记为Control组和SST组;参照LipofectamineTM2000转染试剂盒说明书将pcDNA和FOXD1转染至PANC-1细胞,经过400 mg/L的生长抑素及20 mol/L的PI3K抑制剂LY294002处 理 细 胞 ,记 为SST+pcDNA组 、SST+FOXD1组和SST+FOXD1+LY294002组。

1.3 MTT检测细胞增殖收集生长状态良好的PANC-1细胞接种至96孔板中(2×103个/孔),在恒温培养箱固定培养48 h后,在每孔加入20 μL的MTT溶液,继续培养孵育4 h,出去上清液,继续加入150 μL的二甲基亚砜(DMSO),轻轻震荡混匀,在酶标仪490 nm检测细胞的光密度(OD)值,并计算半抑制浓度(IC50)值。

1.4 Transwell检测细胞迁移和侵袭细胞迁移实验:收集生长状态良好的PANC-1细胞在不含胎牛血清培养基内培养24 h,消化培养后调整密度至105个/毫升。在Transwell上室加入200 μL细胞悬液,下室内加入500 μL含胎牛血清培养基继续培养24 h。用棉签擦去未成功迁移的细胞,采用4%甲醛固定15 min后,结晶紫染色,30 min倒置在显微镜下观察迁移细胞数目。

细胞侵袭实验:将Matrigel基质胶在不含血清培养基稀释,稀释比例为1∶3,取200 μL稀释的Matrigel基质胶铺板于Transwell上室内,风干5 h,后续实验同上述迁移实验。

1.5 蛋白质印迹法检测PCNA、MMP-2、MMP-9、FOXD1和PI3K/AKT蛋白的表达收集生长状态良好的PANC-1细胞,按照BCA试剂盒测定蛋白浓度。加入45 μg上样蛋白经过12% SDS-PAGE处理转移至PVDF膜上,然后在5%脱脂牛奶封闭培养2 h,加入PCNA(1∶500)、MMP-2(1∶500)、MMP-9(1∶500)、FOXD1(1∶500)、p-PI3K(1∶500)、p-AKT(1∶500)、PI3K(1∶800)、AKT(1∶800)和GAPDH(1∶1 000)抗体,4℃过夜培养,次日加入辣根过氧化物酶标记二抗,室温下培养2 h,加入ECL试剂显影,曝光。采用Quantity One软件扫描各组蛋白条带的灰度值,然后以GAPDH为内参计算蛋白的表达。

1.6 qRT-PCR检测FOXD1 mRNA的表达收集各组PANC-1细胞采用Trizol试剂提取细胞的总RNA,紫外分光光度计检测浓度和纯度。按照逆转录试剂盒说明书将总RNA逆转录合成cDNA,然后采用SYBR Green Premix试剂盒说明书进行PCR扩增 。 通 过2-ΔΔCt法 计 算FOXD1 mRNA的 表 达 。FOXD1正向引物5'-AAGAACCCGCTGGTGAAG-3',反向引物5'-GTCCAGTAGTTGCCCTTGC-3';GAPDH正向引物5'-ACAACTTTGGTATCGTGGAAGG-3',反向引物5'-GCC ATCACGCCACAGTTTC-3'。

1.7 统计学方法通过采用SPSS 20.0分析处理实验数据,计量资料采用表示,两组间比较采用t检验,多组间比较采用单因素方差分析,组间两两比较采用LSD-t方法。P<0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 不同浓度的生长抑素对胰腺癌细胞增殖、迁移和侵袭的影响随着不同浓度(0 mg/L、100 mg/L、200 mg/L、400 mg/L)的生长抑素处理胰腺癌细胞后,结果显示,随着不同浓度生长抑素的增加,细胞的OD值、迁移细胞数目、侵袭细胞数目、PCNA、MMP-2、MMP-9蛋白表达逐渐降低(P<0.05)。其中生长抑素为400 mg/L达到半数抑制(IC50),因此选择400 mg/L的生长抑素进行后续实验。见图1,表1。

图1 各组胰腺癌细胞增殖和迁移、侵袭蛋白表达

表1 不同浓度生长抑素对胰腺癌细胞增殖、迁移和侵袭的影响/

表1 不同浓度生长抑素对胰腺癌细胞增殖、迁移和侵袭的影响/

注:SST为生长抑素,OD为光密度,PCNA为增殖细胞核抗原,MMP为基质金属蛋白酶。①与0 mg/L组相比,P<0.05。

SST浓度0 mg/L 100 mg/L 200 mg/L 400 mg/L F值P值重复次数9 9 99 OD值(490 nm)1.19±0.09 0.93±0.07①0.71±0.06①0.48±0.05①173.70<0.001迁移细胞数目/个132.72±12.28 115.78±11.70①89.32±8.47①63.42±6.71①82.23<0.001侵袭细胞数目/个125.56±10.37 106.11±9.52①83.51±7.78①60.23±5.26①100.28<0.001 PCNA 1.03±0.08 0.84±0.07①0.70±0.06①0.49±0.05①107.38<0.001 MMP-2 1.02±0.08 0.81±0.07①0.68±0.06①0.45±0.04①124.36<0.001 MMP-9 0.99±0.07 0.79±0.06①0.64±0.05①0.42±0.04①165.52<0.001

2.2 生长抑素对胰腺癌细胞FOXD1的表达的影响选择400 mg/L的生长抑素处理细胞,通过qRTPCR和Western blotting结果显示,与Control组相比,SST组的FOXD1 mRNA和蛋白表达明显降低(P<0.05);与SST+pcDNA组 相 比 ,SST+FOXD1组 的FOXD1 mRNA和蛋白表达明显增加(P<0.05)。见图2,表2。

图2 各组胰腺癌细胞FOXD1蛋白表达

表2 生长抑素对胰腺癌细胞FOXD1表达的影响/

表2 生长抑素对胰腺癌细胞FOXD1表达的影响/

注:Control为对照组,SST为生长抑素组,SST+pcDNA为pcDNA转染组,SST+FOXD1为FOXD1转染组,FOXD1为转录因子叉头框蛋白D1。①与Control组相比,P<0.05。②与SST+pcDNA组相比,P<0.05

组别Control SST SST+pcDNA SST+FOXD1 F值P值重复次数9999 FOXD1 mRNA 1.02±0.06 0.47±0.03①0.49±0.04 0.67±0.05②271.64<0.001 FOXD1蛋白0.99±0.07 0.42±0.04①0.39±0.03 0.64±0.06②250.69<0.001

2.3 生长抑素联合FOXD1对胰腺癌细胞增殖、迁移和侵袭的影响与Control组相比,SST组的OD值、迁移细胞数目、侵袭细胞数目、PCNA、MMP-2、MMP-9蛋白表达明显降低(P<0.05);与SST+pcDNA组相比,SST+FOXD1组的OD值、迁移细胞数目、侵袭细胞数目、PCNA、MMP-2、MMP-9蛋白表达明显升高(P<0.05)。见图3,表3。

表3 FOXD1过表达对生长抑素处理的胰腺癌细胞增殖、迁移和侵袭的影响/

表3 FOXD1过表达对生长抑素处理的胰腺癌细胞增殖、迁移和侵袭的影响/

注:Control为对照组,SST为生长抑素组,SST+pcDNA为pcDNA转染组,SST+FOXD1为FOXD1转染组,OD为光密度,PCNA为增殖细胞核抗原,MMP为基质金属蛋白酶。①与Control组相比,P<0.05。②与SST+pcDNA组相比,P<0.05。

组别Control SST SST+pcDNA SST+FOXD1 F值P值重复次数9999 OD值(490 nm)1.15±0.11 0.52±0.05①0.49±0.04 0.71±0.07②158.03<0.001迁移细胞数目/个129.32±11.44 66.79±7.22①62.73±6.82 86.88±8.46②111.09<0.001侵袭细胞数目/个123.57±11.63 63.72±6.51①65.78±5.59 81.52±7.30②105.95<0.001 PCNA 1.01±0.08 0.47±0.05①0.45±0.04 0.66±0.06②171.98<0.001 MMP-2 0.99±0.07 0.43±0.04①0.40±0.03 0.62±0.06②241.09<0.001 MMP-9 0.97±0.07 0.44±0.05①0.43±0.04 0.67±0.05②201.68<0.001

图3 各组胰腺癌细胞增殖及迁移、侵袭蛋白表达

2.4 生长抑素联合FOXD1调控PI3K/AKT信号通路的表达与Control组相比,SST组的p-PI3K、p-AKT蛋白表达明显降低(P<0.05);与SST+pcDNA组相比,SST+FOXD1组p-PI3K、p-AKT蛋白表达明显升高(P<0.05)。见图4,表4。

表4 过表达FOXD1对生长抑素处理的胰腺癌细胞PI3K/AKT通路相关蛋白表达的影响/

表4 过表达FOXD1对生长抑素处理的胰腺癌细胞PI3K/AKT通路相关蛋白表达的影响/

注:Control为对照组,SST为生长抑素组,SST+pcDNA为pcDNA转染组,SST+FOXD1为FOXD1转染组,PI3K为磷脂酰肌醇3激酶,p-PI3K为磷酸化磷脂肌醇3激酶,AKT为蛋白激酶B,p-AKT为磷酸化蛋白激酶B。①与Control组相比,P<0.05。②与SST+pcDNA组相比,P<0.05。

组别Control SST SST+pcDNA SST+FOXD1 F值P值重复次数9 999 p-PI3K/PI3K 1.03±0.08 0.43±0.04①0.40±0.03 0.62±0.05②265.99<0.001 p-AKT/AKT 0.99±0.07 0.39±0.03①0.42±0.04 0.65±0.06②251.43<0.001

图4 各组胰腺癌细胞PI3K/AKT通路相关蛋白表达

2.5 加入LY294002抑制剂对PI3K/AKT通路相关蛋白表达的影响与SST+FOXD1组相比,SST+FOXD1+LY294002组的p-PI3K、p-AKT蛋白表达明显降低(P<0.05)。见图5,表5。

表5 LY294002对生长抑素与FOXD1联合处理的胰腺癌细胞PI3K/AKT通路相关蛋白表达的影响

图5 各组胰腺癌细胞PI3K/AKT通路相关蛋白表达

2.6 生长抑素联合FOXD1调控PI3K/AKT通路对胰腺癌细胞增殖、迁移和侵袭的影响与SST+FOXD1组 相 比 ,SST+FOXD1+LY294002组 的FOXD1 mRNA及蛋白表达、OD值、迁移细胞数目、侵袭细胞数目、PCNA、MMP-2、MMP-9蛋白表达明显降低(P<0.05)。见图6,表6。

表6 LY294002对生长抑素与FOXD1联合处理的胰腺癌细胞增殖、迁移和侵袭的影响/

表6 LY294002对生长抑素与FOXD1联合处理的胰腺癌细胞增殖、迁移和侵袭的影响/

注:SST+FOXD1为FOXD1转染组,SST+FOXD1+LY294002为生长抑素及PI3K抑制剂LY294002处理组,FOXD1为转录因子叉头框蛋白D1,OD为光密度,PCNA为增殖细胞核抗原,MMP为基质金属蛋白酶。

组别SST+FOXD1 SST+FOXD1+LY294002 t值P值重复次数99 FOXD1 mRNA 0.72±0.06 0.37±0.04 14.56<0.001 FOXD1蛋白0.93±0.05 0.35±0.03 29.84<0.001 OD值(450 nm)0.69±0.06 0.53±0.05 6.15<0.001迁移细胞数目/个83.72±7.20 67.19±6.46 5.13<0.001侵袭细胞数目/个78.57±7.52 62.52±5.16 5.28<0.001 PCNA 1.01±0.07 0.41±0.05 20.93<0.001 MMP-2 0.97±0.07 0.39±0.04 21.58<0.001 MMP-9 0.99±0.07 0.44±0.04 20.47<0.001

图6 各组胰腺癌细胞FOXD1蛋白及增殖和迁移、侵袭蛋白表达

3 讨论

胰腺癌多发于糖尿病病人和慢性胰腺炎病人,临床症状表现为腹痛、腹部饱胀不适和消瘦无力等现象,受吸烟、高脂肪、饮酒、饮用咖啡和环境等因素影响[8-9]。生长抑素作为临床治疗肿瘤和癌症常见的药物,在抗癌方面具有一定的作用效果,最早是由Krulich于1968年在大鼠下丘脑生长激素释放因子,是一种抑制生长激素的物质,经过Brazeau分离提纯[10-11]。生长抑素不仅能减少胰腺、胃小肠和胆囊等分泌,还能够减少酶活性,对肿瘤细胞具有保护作用,可以作为抗肿瘤的一种药物[12]。有研究发现,生长抑素联合吉西他滨抑制胰腺癌细胞增殖[13]。朱威等[14]研究结果显示,生长抑素药物通过下调环氧化酶2(Cox-2)抑制胃癌细胞增殖和诱导细胞的凋亡。丁瑞贤[15]研究结果显示,生长抑素通过调控Wnt/β-连环蛋白通路抑制胃癌细胞增殖、迁移、侵袭和上皮间质转化。本研究结果显示,结果不同浓度的生长抑素抑制胰腺癌细胞,结果显示,细胞的OD值、迁移细胞数目和侵袭细胞数目明显降低,PCNA、MMP-2、MMP-9蛋白表达下调,说明生长抑素可以明显抑制胰腺癌细胞增殖、迁移和侵袭,具有抗肿瘤的作用。

FOXD1是FOXD家族成员之一,位于染色体5q12区域,广泛存在于真核组织和细胞中[16],有研究发现,FOXD1在结直肠癌组中表达上调,与肿瘤分化程度、分期、淋巴结转移和不良预后显著相关,沉默FOXD1可以抑制结直肠癌细胞增殖、迁移和侵袭,并促进其凋亡[17]。Pan等[18]研究结果显示,FOXD1在大肠癌组织中表达上调,异常表达与一些临床表现(肿瘤大小、分化、TNM分期和淋巴结转移等)有关,敲低FOXD1减弱了大肠癌细胞增殖、迁移和侵袭。本研究结果显示,生长抑素可以下调FOXD1 mRNA和蛋白表达,过表达FOXD1可以逆转生长抑素对胰腺癌细胞的增殖、迁移和侵袭的作用,说明生长抑素通过上调FOXD1发挥在胰腺癌细胞中的作用。PI3K家族可以参与多种通路(PI3K、PTEN、AKT)调控肿瘤细胞的生长、转移等[19],Zhang等[20]研究结果显示鸢尾素可以通过下调PI3K/AKT通路抑制胰腺癌细胞增殖、迁移和侵袭,并诱导细胞凋亡。经过生长抑素处理细胞后,p-PI3K、p-AKT蛋白表达下调,过表达FOXD1则上调p-PI3K、p-AKT蛋白表达,说明生长抑素通过联合FOXD1调控PI3K/AKT通 路 的 表 达 。 加 入PI3K抑 制 剂LY294002处理后,p-PI3K、p-AKT蛋白表达下调,细胞的OD值、迁移细胞数目和侵袭细胞数目明显降低,FOXD1 mRNA表达下调,FOXD1、PCNA、MMP-2、MMP-9蛋白表达下调,这说明生长抑素通过联合FOXD1调控PI3K/AKT通路影响胰腺癌细胞增殖、迁移和侵袭。

综上所述,生长抑素通过上调FOXD1的表达抑制PI3K/AKT通路抑制胰腺癌细胞增殖、迁移和侵袭。

猜你喜欢

生长抑素数目胰腺癌
CT联合CA199、CA50检测用于胰腺癌诊断的敏感性与特异性探讨
胰腺癌治疗为什么这么难
泮托拉唑与生长抑素联用于重症急性胰腺炎患者当中的治疗有效性及不良反应探讨
能谱CT在术前预测胰腺癌淋巴结转移的价值
奥美拉唑、血凝酶联合生长抑素治疗上消化道出血的效果
奥曲肽联合生长抑素在肝硬化上消化道出血中的治疗效果
吸烟会让胰腺癌发病提前10年
移火柴
奥美拉唑联合生长抑素治疗急性上消化道出血的效果及对止血成功率的影响
牧场里的马