作者简介:陈婧,女,989年生,学士,主要从事肿瘤及其分化的研究。
通讯作者:孙奋勇,电话:021-66306909。
研究微小RNA(miRNA)-195对人膀胱癌细胞5637增殖、迁移及侵袭能力的影响。
方法利用阳离子脂质体方法将miRNA-195转染至人膀胱癌细胞5637(miRNA-195组),同时以只转染病毒载体的5637细胞作为对照组。采用实时荧光定量聚合酶链反应(PCR)检测转染细胞中miRNA-195的表达量。采用噻唑蓝(MTT)法、细胞计数法和集落形成实验测定miRNA-195对5637细胞体外增殖的影响。采用划痕试验、Transwell实验、Matrigel 肿瘤细胞侵袭实验检测miRNA-195对 5637细胞迁移、侵袭能力的影响。
结果实时荧光定量PCR检测结果表明转染后的5637细胞高表达miRNA-195。MTT法、细胞计数法及集落形成实验证明miRNA-195可以抑制5637细胞在体外的增殖,miRNA-195组和对照组比较差异有统计学意义(
miRNA-195能够抑制膀胱癌细胞5637在体外的增殖、迁移以及侵袭能力。
To investigate the influence of microRNA (miRNA)-195 on the proliferation, migration and invasion of human bladder cancer cell 5637.
MethodsHuman bladder cancer cell 5637 was transfected with miRNA-195 by cationic liposomes as miRNA-195 group and transfected with the vector as control group. The expression of miRNA-195 was determined by real-time fluorescence quantitation polymerase chain reaction (PCR). Methyl thiazolyl tetrazolium(MTT) assay, cell counting assay and colony formation assay were used to detect the cell proliferation . Cell migration and invasion were determined by wound healling assay, Transwell assay and Matrigel tumour invasion assay.
ResultsReal-time fluorescence quantitation PCR showed that there was high expression of miRNA-195 after transfection of cell 5637. MTT assay, cell counting assay and colony formation assay demonstrated that miRNA-195 can suppress cell 5637 proliferation in vitro, and there were statistical significance between miRNA-195 and control groups(
MiRNA-195 has inhibitory ability on the proliferation, migration and invasion of bladder cancer cell 5637 cell.
膀胱癌是世界上发病率排名第九的肿瘤,是我国泌尿系统最常见的肿瘤,其中90%是移行上皮癌。已经明确膀胱癌的发生、发展与吸烟、环境污染等因素有关[ 1, 2],但其分子机制尚不明确。研究结果显示在膀胱癌发生时,微小RNA(micro RNA,miRNA)的表达发生异常改变,并且在膀胱癌的发展中起重要作用[ 3]。
miRNA是一类非编码小RNA,在进化中高度保守。越来越多的证据表明,miRNA在转录后水平调节基因表达,并在细胞增殖和肿瘤形成中发挥重要作用。抑制肿瘤的miRNA下调或者促进肿瘤的miRNA上调都会引起肿瘤形成[ 4]。有研究证实miRNA-23b、miRNA-409-3p在膀胱癌细胞中表达下调[ 5, 6]。
miRNA-195可抑制人胶质瘤细胞、胃癌细胞的增殖和转移[ 7, 8]。为探索miRNA-195在膀胱癌细胞中的作用,我们将miRNA-195转染人膀胱癌细胞5637,以观察其对5637细胞增殖、迁移以及侵袭能力的影响,为进一步明确miRNA-195与肿瘤的关系提供实验依据。
一、材料
人膀胱癌细胞5637购自美国ATCC公司;miRNA-195由上海吉玛制药技术有限公司合成;细胞RNA抽提试剂盒购自QIAGEN公司;RNA酶抑制剂、逆转录酶、cellTiter96AQ单溶液细胞增殖检测试剂盒购自Promega公司;Trizol购自Invitrogen公司;RPMI 1640培养基购自Gibco公司;胰蛋白酶购自Sigma公司;胎牛血清购自HyClone公司。
二、方法
1.阳离子脂质体法转染细胞 5637细胞在37 ℃、5%CO2孵箱中用含10%胎牛血清(fetal bovine serum,FBS)的RPMI 1640培养基培养。在转染前一天将5637细胞以1×104/cm2的密度接种于24孔板上,培养基为含10%FBS的RPMI 1640培养基。 转染当天,当细胞汇合度为50%~60%时,吸去旧的培养基,每孔加入300 μL无血清新鲜的RPMI 1640清洗细胞。以200 μL/孔加入配制好的含有阳离子脂质体、miRNA的转染培养基,在37 ℃、5%CO2培养箱中保温4~6 h,吸去转染培养基,换成含10%FBS的完全培养基。
2.实时荧光定量聚合酶链反应(polymerase chain reaction,PCR)检测转染后5637细胞miRNA-195的表达量 用Trizol提取膀胱癌细胞5637的总mRNA,逆转录成cDNA,用实时荧光定量PCR进行检测。miRNA-195引物:5'-ACACTCCAGCTGGGTAGCAGCACAGAAATATT-3 ',5'- CTCAACTGGTGTCGTGGAGTCGGCAATTCAGTTGAG-GCCAATAT -3';内参基因U6引物:5'- CTCGCTTCGGCAGCACA-3',5'-AACGCTTCACGAATTTGCGT-3'。实时荧光定量PCR反应条件:94 ℃ 5 min、94 ℃15 s、60 ℃ 15 s、72 ℃ 20 s,40 个循环,72 ℃保温10 min。每个样品设置3个复孔;2%琼脂糖凝胶电泳检测目的条带特异性。用2-ΔΔCt 法计算差异表达的相对水平。
3. 噻唑蓝[即3-(4,5-二甲基噻唑-2)-2,5-二苯基四氮唑溴盐,3-(4,5)-dimethylthiahiazo (-z-y1)-3,5-di-phenytetrazoliumromide,MTT]法检测miRNA-195对5637细胞增殖的影响 将转染miRNA-195的5637细胞(miRNA-195组)以及只转染病毒载体的5637细胞(对照组)以每孔1×104个细胞的密度接种于96孔板,每组设置5个复孔。第2天用LipofectamineTM2000转染50 nmol/mL miRNA至细胞内,转染后4~6 h,换液。第3天起收集各个时间点(24、48、72 h)的细胞,加入cellTiter96AQ单溶液细胞增殖检测试剂(100 μL培养液加入10 μL检测液),孵育4 h后酶标仪读取吸光度( A490 nm)值。实验重复3次。
4.细胞计数法检测细胞生长速度 转染miRNA-195至5637细胞,取对数生长期的对照组及miRNA-195组细胞,按5×105/mL接种于6孔板内,每组设置3个复孔。于不同时间点(1、2、3 d)收集细胞,显微镜下计数,记录对照组及miRNA-195组细胞数量。实验重复3次。
5.集落形成实验检测细胞增殖活性 取处于对数生长期的对照组及miRNA-195组细胞,以1 000/mL密度接种于12孔板,水平位左右前后晃动培养板,尽量使孔内细胞分布均匀。培养7 d后吸去各孔培养基,磷酸盐缓冲液(phosphate buffered saline,PBS)或生理盐水漂洗2次,各孔加0.5 mL结晶紫染色液(应充分覆盖孔底),20 min后将6孔板置于自来水下冲洗后晾干,计算集落数。实验重复3次。
6.划痕实验检测miRNA-195对5637细胞迁移的影响 用笔在6孔板背后均匀划横线横穿过孔,每间隔0.5~1.0 cm划一条线,每孔至少穿过5条线。取对数生长期的细胞,按5×105/mL接种于6孔板内。待细胞基本长满时,用丝裂霉素处理1 h,抑制细胞的分裂。用枪头比着直尺,尽量垂至于背后的横线划痕。用PBS洗细胞3次,去除划下的细胞,加入无血清培养基,放37 ℃、5%CO2培养箱培养,按0、24 h取样,拍照。实验重复3次。
7.Transwell实验检测细胞迁移 取对数生长期的对照组及miRNA-195组细胞,胰酶消化后用含0.2%牛血清白蛋白(bovine serum albumin,BSA)的无血清培养基重悬,调整细胞密度至1×106,取100 μL加入上室,下室加入600 μL完全培养基,37 ℃、5%CO2培养24 h。观察膜及孔下细胞数,用甲醛室温固定15 min。吸出固定液,加入结晶紫染液,室温作用10 min,用双蒸水洗涤。用棉签擦去上室内的细胞,拍照计数。实验重复3次。
8. Matrigel侵袭实验检测细胞侵袭能力 将Matrigel在4 ℃融化后向Transwell小室每孔加入40 μL,37 ℃干燥30 min。干燥后上室加入100 μL无血清1640培养基,下室加入600 μL无血清1640培养基,37 ℃再平衡12 h后待用。收集细胞,用含0.2%BSA的无血清1640培养基调整细胞密度至1×106。取200 μL加入上室,即上室细胞数为2×105/孔;下室加入600 μL完全培养基,37 ℃、5%CO2培养24 h,观察膜及孔下细胞数。用甲醛室温固定15 min,吸出固定液,加入结晶紫染液,室温作用10 min,用双蒸水洗涤。用棉签擦去基质胶和上室内的细胞,拍照计数。实验重复3次。
三、统计学方法
采用SPSS 16.0软件进行统计分析。所有数据均用x- ±s表示。两组间比较采用 t检验。 P<0.05为差异有统计学意义。
一、转染后5637细胞miRNA-195的表达量
提取NC、miRNA-195细胞的总RNA进行逆转录,采用实时荧光定量PCR检测miRNA-195。结果显示转染后的5637细胞(即miRNA-195组)高表达miRNA-195,与对照组比较差异有统计学意义( P<0.05)。见图1。
二、miRNA-195对5637细胞增殖能力的影响
与对照组比较,miRNA-195组细胞增殖能力明显降低( P<0.05),见图2。
三、细胞生长速度
与对照组比较,miRNA-195组细胞的增长速度明显减弱( P<0.05),见图3。
四、miRNA-195对5637细胞增殖能力的影响
采用细胞克隆形成实验检测miRNA-195对膀胱癌细胞生长能力的影响。结果显示miRNA-195组的细胞克隆数明显少于对照组( P<0.05),见图4。说明转染miRNA-195后5637细胞的增殖能力减弱。
五、miRNA-195对5637细胞体外迁移能力的影响
1.划痕实验 采用倒置显微镜观察拍摄对照组、miRNA-195注细胞的划痕愈合情况并统计划痕面积变化情况。结果显示同一时间点miRNA-195组细胞的划痕愈合较慢,并且划痕愈合面积明显小于对照组( P<0.05),见图5。说明miRNA-195组细胞迁移能力受到抑制。
2. Transwell实验 miRNA-195组穿过Transwell小室的细胞少于对照组( P<0.05),见图6。说明转染miRNA-195的5637细胞迁移能力减弱。
七、miRNA-195对5637细胞侵袭能力的影响
Matrigel侵袭实验显示miRNA-195组穿过matrigel胶的5637细胞明显少于对照组,见图7。说明转染miRNA-195后5637细胞的侵袭能力减弱。
miRNAs通过调节各种基因的表达,在真核细胞的生长和肿瘤形成中发挥重要作用。因此,研究各种miRNA的作用机制有重要意义。miRNA是非编码小RNA,在转录后水平调节基因的表达[ 9]。在各种恶性肿瘤的发生、发展中,miRNA发挥着重要作用。泌尿系统的多种恶性肿瘤细胞miRNA出现异常表达,其中包括膀胱癌细胞。说明miRNA在多种膀胱癌的信号通路中发挥作用[ 10]。虽然miRNA的表达特点已经基本清楚,但是miRNA在膀胱癌发生及代谢中表达异常的机制尚不明确。
一些证据表明,miRNA-195能够抑制肝癌细胞对内皮细胞迁移和血管再生的促进能力,并且能直接抑制肝癌细胞的迁移、侵袭能力,从而对肝癌起到抑制作用[ 11]。在骨肉瘤中,miRNA-195通过作用于脂肪酸合成酶(FASN)抑制肿瘤的迁移和侵袭[ 12]。本研究将miRNA-195转染入膀胱癌5637细胞,研究其在膀胱癌中的作用。考虑到病毒载体本身可能对细胞产生影响,因此本研究以转染空载的膀胱癌5637细胞作为对照。MTT法和集落形成实验结果显示miRNA-195可以抑制膀胱癌细胞5637的增殖。划痕实验、Transwell实验结果显示miRNA-195抑制了膀胱癌细胞的转移和侵袭。因此,miRNA-195可以作为治疗膀胱癌的潜在靶点,也为研究miRNA-195在其他肿瘤中的作用提供实验基础。
目前,关于miRNA与膀胱癌的研究在不断深入。但这些miRNA到底是通过哪些具体的机制来促进或抑制膀胱癌的发生还不清楚。miRNA通过表达上调或下调,与某些原癌基因、抑癌基因、凋亡相关基因相互作用,或调解某些细胞因子,参与肿瘤的生成、发展甚至侵袭转移[ 13]。有文献报道,转染了miRNA-30a-3p/miRNA133a/miRNA-199a的膀胱癌细胞株,其细胞角蛋白7(KRT7)的表达减少,从而抑制肿瘤细胞的生长[ 14]。Huang等[ 15]发现,miRNA-125b通过抑制细胞周期中E2F3-cyclinA2信号途径,可以使膀胱肿瘤细胞生长停滞在G期。Lu等[ 16]的研究结果表明miRNA-221在膀胱癌细胞中发生表达沉默,能通过肿瘤肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体(TRAIL)途径促使肿瘤细胞发生凋亡。本研究结果表明miRNA-195对于膀胱癌细胞的增殖、转移及侵袭都有影响,但机制尚不清楚。下一步我们将利用生物信息学的方法对miRNA-195的靶基因进行预测和分析,研究其相关机制。
(收稿日期:2013-12-30)
(本文编辑:龚晓霖)
[1] |
|
[2] |
|
[3] |
|
[4] |
|
[5] |
|
[6] |
|
[7] |
|
[8] |
|
[9] |
|
[10] |
|
[11] |
|
[12] |
|
[13] |
|
[14] |
|
[15] |
|
[16] |
|