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目的:肺癌是世界癌症相关死亡的首要原因,其中非小细胞肺癌(Non-small celllung cancer, NSCLC)占原发肺癌的80%-85%。大多数NSCLC患者初诊时已属中晚期。NSCLC的不良预后很大程度上归咎于其较高的远处转移率。上皮间质转化(Epithelial-mesenchymal transition,EMT)是上皮细胞获得间质细胞特性,使其细胞间黏附力减低,细胞迁移、侵袭力增强的一种可逆的表型转化过程,在肿瘤侵袭、转移、耐药方面发挥重要作用。因此,探究调控非小细胞肺癌EMT的分子机制,逆转EMT过程,对改善患者预后有重大意义。骨桥蛋白(Osteopontin,OPN)是一种分泌性糖蛋白,可由肿瘤细胞和肿瘤相关基质细胞产生,在肿瘤形成、侵袭、转移等方面发挥重要作用。既往研究发现:OPN在人类多种恶性肿瘤中高表达,如乳腺癌、子宫内膜癌、胃癌等,包括非小细胞肺癌。此外,在非小细胞肺癌,肝细胞癌,胃癌等多种恶性肿瘤中,肿瘤组织OPN表达水平的升高与肿瘤患者的不良预后密切相关。近期研究显示,OPN可诱导乳腺癌、肝癌细胞EMT,但其诱导NSCLC细胞EMT的分子机制尚未明确。探究OPN诱导NSCLC细胞EMT的分子机制,对于找到OPN高表达的患者的潜在特异性治疗靶点有重要意义。SIRT1是一种去乙酰化酶,研究表明多种细胞因子,如TGF-β,TNF-α,IL-1β均可通过调节SIRT1的表达,调控多种病理生理过程,而OPN是否会对SIRT1表达产生影响尚不明确。SIRT1参与调控与肿瘤进展相关的多条信号通路。然而,文献显示SIRT1在肿瘤EMT中的作用具有两面性,一方面在乳腺癌、口腔鳞癌中SIRT1抑制肿瘤细胞EMT;另一方面,在前列腺癌中,SIRT1又可促进EMT。SIRT1在EMT中的作用与其所属的肿瘤微环境及下游作用靶点密切相关。OPN作为肿瘤微环境中的重要蛋白,其与SIRT1的关系在肿瘤中尚无相关文献报道。本研究旨在探讨OPN对SIRT1表达的影响及在高水平OPN条件下,SIRT1对OPN诱导的NSCLC细胞EMT的影响,并进一步探讨这一作用可能的信号传导机制。 方法:⑴实时荧光定量PCR(简称定量PCR)和ELISA测定4种人NSCLC细胞株和人正常肺上皮细胞株中OPN的mRNA表达和蛋白分泌水平。选择基础OPN分泌水平较低的两种NSCLC细胞株用于后续实验。⑵不同浓度(0-400 ng/ml)的OPN处理NSCLC细胞24 h,定量PCR和Western blot测定SIRT1和E-钙粘蛋白的mRNA和蛋白表达水平,Western blot测定乙酰化NF-κB(核因子-κB)p65和总NF-κB p65的蛋白表达水平。⑶应用SIRT1过表达慢病毒载体(LV-SIRT1)构建过表达SIRT1的A549和NCI-H358非小细胞肺癌细胞株,同时设立感染阴性对照病毒载体(LV-NC)的细胞进行对照。定量PCR和Western blot测定感染后96 h的SIRT1表达情况。⑷将感染LV-SIRT1和LV-NC的A549和NCI-H358细胞分别应用400 ng/ml OPN或等量对照溶剂(Control buffer, CB)处理,观察细胞形态。⑸将感染LV-SIRT1和LV-NC的A549和NCI-H358细胞分别应用400 ng/ml OPN或等量CB处理,24 h后应用定量PCR和Western blot测定EMT相关标记物的表达水平。Western blot测定乙酰化NF-κB p65和总NF-κB p65的蛋白表达水平。⑹将感染LV-SIRT1和LV-NC的A549和NCI-H358细胞分别应用不同浓度(0-400 ng/ml) OPN处理24 h,CCK-8测定细胞增殖能力;将感染后的细胞应用400 ng/ml OPN或等量CB处理0,12,24,48 h,CCK-8再次测定细胞增殖能力。⑺将感染LV-SIRT1和LV-NC的A549和NCI-H358细胞分别应用400 ng/mlOPN或等量CB处理48 h,划痕实验测定细胞迁移能力,Transwell侵袭实验测定细胞侵袭能力。⑻将感染LV-SIRT1或LV-NC的A549和NCI-H358细胞分别应用400 ng/mlOPN处理2h,分别提取细胞核、细胞浆和细胞总蛋白,Western blot分别测定细胞核和细胞浆中NF-κB p65的表达水平,并测定细胞总蛋白中IκB-a和IKK-a的表达水平。免疫荧光技术检测NF-κB p65的表达水平及分布情况。⑼应用NF-κB抑制剂PDTC预处理细胞30min,再加入400ng/mlOPN处理24h,定量PCR和Western blot测定EMT相关标记物的表达水平。 结果:①定量PCR结果显示NSCLC细胞OPN mRNA表达水平明显高于正常肺上皮细胞,ELISA结果显示NSCLC细胞OPN蛋白分泌水平明显高于正常肺上皮细胞。选择基础OPN分泌水平较低的A549和NCI-H358非小细胞肺癌细胞用于后续OPN处理实验。②定量PCR结果显示OPN可明显抑制A549和NCI-H358细胞SIRT1 mRNA的表达水平,同时明显抑制E-钙粘蛋白mRNA的表达水平(P<0.05)。在蛋白水平上,Western blot分析显示OPN可明显抑制细胞SIRT1和E-钙粘蛋白的表达水平(P<0.05),除此之外,OPN明显提高了细胞acetyl NF-κB p65的表达水平(P<0.05),且不改变总NF-κB p65的表达水平。③定量PCR和Western blot结果均显示感染LV-SIRT1的A549和NCI-H358细胞SIRT1表达水平明显高于感染LV-NC的细胞(P<0.05)。SIRT1表达水平在感染LV-NC的细胞和空白对照细胞中的差别无统计学意义。④400 ng/ml OPN处理慢病毒感染后的A549和NCI-H358细胞,72 h后观察细胞形态发现:经OPN处理的感染LV-NC的细胞呈现类似间质成纤维细胞的梭形。然而,经OPN处理的SIRT1过表达细胞与未加OPN处理的细胞相似,依然保持着上皮细胞的鹅卵石样形态。⑤400 ng/ml OPN处理慢病毒感染后的A549和NCI-H358细胞,24h后定量PCR和Western blot分别测定EMT相关标记物的表达水平。结果显示SIRT1过表达可明显抑制OPN诱导的上皮标记物(E-钙粘蛋白)mRNA和蛋白的表达水平下调,同时抑制OPN诱导的间质标记物(N-钙粘蛋白和波形蛋白)表达水平上调(P<0.05)。同时,Western blot显示单纯SIRT1过表达细胞的acetyl NF-κB p65表达水平明显低于空白对照组(P<0.05)。OPN可明显上调acetyl NF-κB p65的表达水平,而SIRT1过表达可明显抑制OPN诱导的NF-κB p65乙酰化(P<0.05)。⑥CCK-8实验显示OPN可促进NSCLC增殖,而SIRT1过表达可明显抑制OPN诱导的细胞增殖(P<0.05)。⑦400 ng/ml OPN处理慢病毒感染后的细胞48 h,划痕实验和Transwell侵袭实验结果显示:SIRT1过表达可明显抑制OPN诱导的A549和NCI-H358细胞迁移和侵袭(P<0.05)。⑧400 ng/ml OPN处理慢病毒感染后的A549和NCI-H358细胞2h,Western blot显示OPN可明显提高细胞核中NF-κB p65表达,同时降低细胞浆中NF-κB p65表达,SIRT1过表达可明显抑制OPN诱导的NF-κB p65核转位(P<0.05)。细胞免疫荧光的方法也得到了相同的结论。同时,Western blot显示OPN可降低细胞IκB-a表达水平,提高IKK-a表达水平,SIRT1过表达可明显抑制OPN诱导的IκB-a表达下调以及IKK-a上调(P<0.05)。⑨NF-κB抑制剂PDTC可明显抑制OPN诱导的E-钙粘蛋白下调和N-钙粘蛋白上调(P<0.05)。 结论:⑴OPN明显抑制NSCLC细胞的SIRT1表达水平,促进NF-κB p65乙酰化。⑵OPN通过抑制SIRT1表达诱导NSCLC细胞上皮间质转化。⑶SIRT1过表达明显抑制OPN诱导的NSCLC细胞增殖、迁移、侵袭。⑷SIRT1过表达通过抑制OPN诱导的NF-κB通路激活,进而抑制OPN诱导的NSCLC细胞上皮间质转化。