LncRNA DLEU1调控子宫内膜癌发展进程的作用及机制研究

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子宫内膜癌(endometrial carcinoma,EC)是绝经期及围绝经期女性常见的生殖系统恶性肿瘤、位居第二位,在发达国家女性恶性肿瘤中占据第四位[1],近年来EC新发病例人数及死亡人数成倍增加[2-4],威胁着全世界妇女的健康。中国国家癌症中心统计分析结果显示,随着人们生活模式的改变、饮食结构的调整以及激素类食品药品的无意识暴露,子宫内膜癌的发病率呈逐年上升且发病年龄呈年轻化趋势,严重影响了老年妇女的健康寿命及育龄期妇女的生殖健康,给家庭及社会带来重大的影响[5]。子宫内膜癌的发生发展是环境因素和遗传变异相互作用的结果,涉及多种基因和转录因子的差异性表达、细胞信号转导通路调节异常以及细胞微环境稳态失衡等一系列因素,不同的病理改变和分子特征决定了EC患者的风险水平和预后情况。长链非编码RNAs(long non-conding RNA,LncRNAs)是一类不能编码蛋白质、转录长度超过200个核苷酸的RNA分子,可通过参与表观遗传、转录及转录后途径调控靶基因的表达[6,7],与多种肿瘤的增殖、迁移及侵袭过程有关。一些异常表达的LncRNAs在子宫内膜癌生物学过程中发挥原癌基因的作用[8-10],促进肿瘤的病程进展。DLEU1是一种定位于人染色体13q14.2-q14.3区域、高度保守的LncRNA,又称为淋巴细胞白血病缺失基因1(deleted in lymphocytic leukemia 1),在多种实体肿瘤中(如骨肉瘤[11]、胶质瘤[12]、肝细胞癌[13]及膀胱癌[14]等)呈高水平表达;在女性生殖系统肿瘤如宫颈癌[15]、子宫内膜癌[16]及卵巢癌[17]中,DLEU1同样发挥着重要的作用。在卵巢上皮来源恶性肿瘤中[17],DLEU1可能作为竞争性内源性RNA(ceRNA)海绵吸附miRNA、消除miRNA表达及作用进而对靶基因表达进行调控,对肿瘤细胞的增殖活性、EMT过程、迁移及侵袭能力起促进作用,在肿瘤中可能存在着DLEU1-miRNA-mRNA调控轴作用机制。众多研究结果显示,miR-490能够通过调控下游靶基因表达发挥其抑癌基因的功能,从而影响如胶质瘤[18]、前列腺癌[19]、肝细胞癌[20]、卵巢癌[21]及乳腺癌[22]等恶性肿瘤的发生和发展。SP1是一种核转录因子,是一种序列特异性的DNA结合蛋白,SP1在肿瘤的生长和转移过程中通过调控癌基因、抑癌基因、细胞周期调节因子和生长相关细胞信号转导通路等参与了肿瘤细胞增殖、凋亡、新生血管、迁移及侵袭等过程[23-26],在小细胞肺癌[23]、宫颈癌[24]、子宫内膜癌[25]及乳腺癌[26]等多种恶性肿瘤中发挥着重要的作用。在卵巢癌[170]、子宫内膜癌[225]、宫颈癌[172]、乳腺癌[173]及肝细胞癌[171]等多种实体肿瘤中SP1本身的表达水平也受到包括miRNA在内的多种上游转录因子及细胞信号转导通路的调控。在不同的肿瘤中,不同的miRNA作为上游因子靶向调控SP1,通过影响SP1的表达进而影响肿瘤细胞的恶性生物学行为及病情进展。有研究报道显示DLEU1在EC中呈高水平表达[16],但DLEU1在EC中的准确表达模式、生物学功能以及潜在的分子机制尚不清楚。因此,本研究探讨在EC中DLEU1通过消除miR-490的表达及作用进而调控靶基因SP1的转录,旨在解明子宫内膜癌中可能存在DLEU1-miR-490-SP1调控轴作用机制。目的:本研究为解明调控子宫内膜癌发展进程的分子机理,通过研究DLEU1在子宫内膜癌表达水平及其与临床病理改变及预后的相关性分析;DLEU1表达水平对子宫内膜癌细胞恶性生物学行为的影响;miR-490在DLEU1调控子宫内膜癌细胞恶性生物学行为过程中所发挥的作用以及DLEU1通过DLEU1-miR-490-SP1调控轴促进子宫内膜癌细胞恶性生物学行为的作用机制,为临床极早从分子水平遏制子宫内膜癌的发展进程提供研究依据。方法:1.采用qRT-PCR法检测EC组织及正常子宫内膜组织,HHUA、KLE、Ishikawa、ECC-1子宫内膜癌细胞株及正常子宫内膜细胞中DLEU1表达情况。2.利用shRNA基因干扰技术抑制Ishikawa细胞DLEU1表达,MTT、流式细胞技术、Transwell小室实验、Western blot等方法检测Ishikawa细胞增殖活性、细胞凋亡情况、细胞的迁移及侵袭能力、凋亡以及EMT过程相关蛋白表达情况。3.采用qRT-PCR法检测EC组织及正常子宫内膜组织,HHUA、KLE、Ishikawa、ECC-1子宫内膜癌细胞株及正常子宫内膜细胞中miR-490表达情况。4.采用qRT-PCR法检测sh-DLEU1基因干扰抑制Ishikawa细胞DLEU1表达后miR-490的表达情况。5.利用miR-490 inhibitor抑制Ishikawa细胞miR-490表达及作用,MTT、流式细胞技术、Transwell小室实验、Western blot等方法检测Ishikawa细胞增殖活性、细胞凋亡情况、细胞的迁移及侵袭能力、凋亡以及EMT过程相关蛋白表达情况。6.荧光素酶报告基因技术检测miR-490的靶基因及其结合位点。7.利用si RNA基因干扰技术抑制Ishikawa细胞SP1表达,MTT、流式细胞技术、Transwell小室实验、Western blot等方法检测Ishikawa细胞增殖活性、细胞凋亡情况、细胞的迁移及侵袭能力、凋亡以及EMT过程相关蛋白表达情况。结果:1.DLEU1在子宫内膜癌中表达情况及其与临床病理改变及预后的相关性(1)DLEU1在EC组织中表达水平(3.17±0.92)显著高于正常子宫内膜组织(0.97±0.43)(P<0.05)。(2)DLEU1在HHUA(2.74±0.22)、KLE(3.45±0.46)、Ishikawa(3.77±0.25)、ECC-1(2.52±0.24)细胞株中表达水平显著高于正常子宫内膜细胞(0.98±0.12)(P<0.05),其中在Ishikawa细胞株中表达水平最高。(3)DLEU1在EC组织中呈高水平表达,在晚期、高级别子宫内膜癌中呈高表达趋势。2.DLEU1表达对子宫内膜癌细胞恶性生物学行为的影响(1)sh-DLEU1转染Ishikawa细胞后,DLEU1表达水平(0.38±0.18)与sh-NC组(0.98±0.15)相比明显下降(P<0.05)。(2)与sh-NC组相比,DLEU1表达水平下降后Ishikawa细胞增殖活性明显降低(P<0.05);细胞凋亡率百分比明显增高(P<0.05);促凋亡相关蛋白(Bax、cleaved-caspase-3及cleaved-caspase-9)表达增加,抑制凋亡相关蛋白(Bcl-2)表达减少;细胞迁移及侵袭能力降低(P<0.05);EMT过程减弱(E-cadherin蛋白表达增加,N-cadherin、Snail及Vimentin蛋白表达减少)。3.DLEU1通过消除miR-490表达及作用调控子宫内膜癌细胞恶性生物学行为(1)sh-DLEU1转染Ishikawa细胞后,miR-490表达水平(3.33±0.30)与sh-NC组(0.99±0.15)相比明显升高(P<0.05)。(2)miR-490在EC组织中(0.54±0.28)表达水平显著低于正常子宫内膜组织(0.92±0.41)(P<0.05);miR-490在HHUA(0.57±0.11)、KLE(0.35±0.11)、Ishikawa(0.24±0.08)、ECC-1(0.56±0.12)子宫内膜癌细胞株中表达水平显著低于正常子宫内膜细胞(0.97±0.14)(P<0.05),其中在Ishikawa细胞株中表达水平最低。(3)与sh-DLEU1组相比,miR-490表达及作用受到抑制后Ishikawa细胞增殖活性升高(P<0.05);细胞凋亡率百分比降低(P<0.05);促凋亡相关蛋白(Bax、cleaved-caspase-3及cleaved-caspase-9)表达减少,抑制凋亡相关蛋白(Bcl-2)表达增加;细胞迁移及侵袭能力增强(P<0.05);EMT过程增强(E-cadherin蛋白表达减少,N-cadherin、Snail及Vimentin蛋白表达增加)。4.DLEU1通过DLEU1-miR-490-SP1轴调控子宫内膜癌细胞恶性生物学行为的作用机制(1)荧光素酶报告基因检测结果显示,在Ishikawa细胞中,野生型SP1-3,UTR质粒与miR-490 mimic质粒共转染后细胞的荧光素酶表达量(0.43±0.09)较mimic control组(0.96±0.16)表达量明显降低(P<0.05);突变型SP1-Mut 3,UTR质粒与miR-490 mimic质粒共转染后细胞的荧光素酶表达量(0.96±0.08)与mimic control组(0.97±0.09)接近(P>0.05)。(2)与control组相比较,增强miR-490表达及作用后Ishikawa细胞中SP1mRNA(0.47±0.13)(P<0.05)及SP1蛋白表达水平降低,抑制miR-490表达及作用后Ishikawa细胞中SP1 mRNA(2.95±0.21)(P<0.05)及SP1蛋白表达水平升高。(3)与miR-490 inhibitor组相比,抑制SP1表达后Ishikawa细胞增殖活性降低(P<0.05);细胞凋亡率百分比升高(P<0.05);促凋亡相关蛋白(Bax、cleaved-caspase-3及cleaved-caspase-9)表达增加,抑制凋亡相关蛋白(Bcl-2)表达减少;细胞迁移及侵袭能力降低(P<0.05),EMT过程减弱(E-cadherin蛋白表达增加,N-cadherin、Snail及Vimentin蛋白表达减少)。结论:1.DLEU1在子宫内膜癌组织及细胞中呈高水平表达,并且在晚期及高级别子宫内膜癌组织呈现更高比率的高水平表达;表明DLEU1作为癌基因参与了子宫内膜癌的发生发展过程。2.DLEU1增强了子宫内膜癌细胞增殖活性及抑制了其凋亡水平;增强了子宫内膜癌细胞的迁移、侵袭能力及促进EMT过程。证明DLEU1对子宫内膜癌细胞的恶性生物学行为起正性调节作用。3.在子宫内膜癌中DLEU1与miR-490存在负性调节关系。miR-490在子宫内膜癌组织及细胞中呈低水平表达,证明miR-490作为抑癌基因参与了子宫内膜癌的发生发展过程。4.抑制miR-490表达及作用可以使抑制DLEU1表达后子宫内膜癌细胞恶性生物学行为的“遏制状态”解除,证明DLEU1通过海绵吸附miR-490、消除miR-490表达及作用促进子宫内膜癌细胞恶性生物学行为。5.在子宫内膜癌Ishikawa细胞中miR-490靶向调控SP1,结合位点是3,UTR端,miR-490对SP1起负性调控作用。6.DLEU1通过DLEU1-miR-490-SP1调控轴促进子宫内膜癌细胞恶性生物学行为及子宫内膜癌病变进展。
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