RNAi沉默PRL1基因对肺癌细胞侵袭能力的影响
【摘要】 目的: 探讨RNA干扰(RNA interference,RNAi)沉默促肝细胞再生磷酸酶 1(phosphatase of regenerating liver cell1,PRL1)基因对肺癌细胞侵袭力的影响。方法: 应用PRL1 基因小干扰RNA(small interfering RNA,siRNA)转染处理肺癌A549细胞后,分别采用实时定量RTPCR和蛋白质印迹检测PRL1基因mRNA和蛋白水平,分别采用软琼脂集落培养试验和Boyden小室模型试验检测癌细胞的锚着不依赖性增殖和侵袭能力。结果: 与对照组比较,siRNA转染组PRL1 mRNA和蛋白水平明显下调,且呈浓度和时间依赖性(P<0.05,P<0.05)。体外试验发现,PRL1 siRNA可有效抑制肺癌细胞集落生长和侵袭能力,且与浓度相关(P<0.05,P<0.05)。结论: PRL1基因在肺癌侵袭中起着重要的作用,采用PRL1 siRNA转染可抑制肺癌细胞侵袭。
【关键词】 肺肿瘤; 促肝细胞再生磷酸酶1; 侵袭; RNA干扰; 小干扰RNA
[Abstract]Objective: To study the effects and mechanism of phosphatase of regenerating liver cell1(PRL1)small interfering RNA(siRNA)on invasion of human lung cancer cell.Methods: After lung cancer cell line A549 were transfected by PRL1 siRNA, the mRNA and protein of PRL1 were determined by real time RTPCR and western blot assay,respectively.The anchorageindependent growth was exmined by clon formation in soft agar,and invasion ability was eva luated by boyden chamber model. Results: The siRNA could downregulate the level of mRNA and protein of PRL1 in a dose and time dependent manner. Suppression of of PRL1 expression can inhibit invasion ability and anchorageindependent growth in dosedependent manners(P<0.05, P<0.05). Conclusion: PRL1 gene might play an important role in development of human lung cancer, and downregulation by PRL1 siRNA could inhibit invasion of human lung cancer cell.
[Key words]lung carcinoma; phosphatase of regenerating liver cell1; invasion;RNA interference; small interfering RNA
蛋白酪氨酸磷酸酶(proteintyrosinephosphatase,PTP)在蛋白磷酸化和去磷酸化平衡中起着重要的作用。促肝再生磷酸酶(phosphatase of regenerating liver,PRLs)是PTP酶家族重要成员之一,该基因家族包括PRL1,PRL2,PRL3 三个成员,它们分别定位在6q12,1p35,8q24.3染色体上,彼此之间的同源性高达76%~85%[1,2]。
许多实验研究发现,PRLs分子能导致细胞的恶性转化并且增强肿瘤细胞的增殖、移动、浸润和转移能力[3-10]。但目前对PRL1基因在肺癌细胞侵袭中的研究甚少。本研究借助于RNA干扰(RNA interference,RNAi)技术,以合成的PRL1基因小干扰RNA(small interfering RNA,siRNA)转染处理肺癌A549细胞,观察了PRL1 siRNA转染对癌细胞侵袭力的影响。护理论文发表
1 材料与方法
1.1 材料
人肺癌A549细胞,购自上海生命科学院。PRL1 siRNA序列(5′GAUGCAGUUCAGUUUAUAATT3′和5′UUAUAAACUGAACUGCAUCTT3′),由美国Dharmacon公司合成。PRL1抗体购自Santa Cruz公司。Trizol,RNase抑制剂,逆转录酶SSRTⅡ,Taq酶和转染试剂Oligofectamine购自美国Invitrogen公司。
1.2 方法
1.2.1 细胞培养及转染处理
肺癌A549细胞在含10%胎牛血清的RBMI 1640培养液、37℃、5%CO2、饱和湿度环境的条件下连续培养。转染前1天,将1.0×105对数期生长的细胞接种于24孔培养板,1 ml/孔,培养过夜。次日进行转染。基本操作按说明书进行。细胞分组:(1)空白对照组(ConA):未经任何处理的肺癌细胞;(2)空载对照组(ConB):即脂质体对照组;(3)错配对照组(ConC);(4)siRNA组:10%胎牛血清的RBMI 1640中含不同浓度(3.125,6.25,12.5 nmol/L)的已用脂质体包埋的siRNA。转染后于不同时间采用胰酶消化收取细胞,进行以下试验。
1.2.2 肺癌细胞PRL1基因检测
1.2.2.1 mRNA水平
采用荧光实时定量RTPCR检测。收集细胞,以Trizol抽提细胞总RNA, 取总RNA 1 μg,以Oligo dT(15 mer)为引物逆转录合成cDNA第一链,以此cDNA链2 μl为模板进行PCR扩增,步骤参照说明书进行。PRL1定量PCR引物:上游5′ATGGCTCGAATGAACCGCCCAG3′;下游5′TTATTGAATGCAACAGTTGTTT3′。以3磷酸甘油醛脱氢酶基因(GAPDH)为内参。PCR反应条件为:95℃,预变性3 min,95℃,30 s;52℃,45 s;72℃,45 s。35 个循环后,72℃再延伸7 min。
1.2.2.2 蛋白水平
采用蛋白质印迹方法检测。提取对照组和各实验组细胞总蛋白,蛋白定量后进行常规蛋白质印迹检测。利用Kodak Digital Science 1D Image Analysis Software (Eastman Kodak Company,USA)测定蛋白质印迹条带净灰度值,并与内参照β 肌动蛋白的测定结果相比较,计算其比值。
1.2.3 软琼脂集落形成试验
参照文献[11]方法,进行软琼脂集落培养试验,观测PRL1 siRNA对肺癌细胞锚着不依赖性增殖的影响。
1.2.4 体外侵袭试验
参照文献[12]方法,在Boyden小室模型中进行观察。400倍光镜下计数穿过聚碳酸酯膜的细胞数,以侵袭细胞的相对数目表示肿瘤细胞侵袭能力。随机计数5个视野内的细胞数,取平均值进行统计处理,每组计数3份样本。
1.3 统计学方法
数据资料以±s表示,用SPSS 10.0统计学软件进行处理。组间比较采用单因素方差分析,以P<0.05为差异有统计学意义,以P<0.01为差异有显著性。
2 结果
2.1 siRNA敲除对肺癌细胞PRL1基因的影响
经实时定量PCR和蛋白质印迹检测PRL1基因mRNA和蛋白水平,结果显示,与对照组细胞比较,siRNA组PRL1 mRNA和蛋白水平明显降低(P<0.05,P<0.05)(图1,图2)。
2.2 PLR1 siRNA转染对癌细胞软琼脂集落形成的影响
软琼脂集落形成试验结果显示,肺癌A549细胞在体外半固体培养体系中可以自发地形成集落,而经PRL1 siRNA转染的细胞集落生长呈剂量依赖性减少(P<0.05)。
2.3 PRL1 siRNA转染对肺癌细胞侵袭的影响
Boyden小室上室细胞穿过膜上matrigel到膜的下室面,其数量反映了细胞侵袭能力的大小。收集转染48 h的细胞,采用Boyden小室模型检测癌细胞侵袭情况。结果发现,与对照组比较,siRNA组穿过滤膜的细胞数明显下降,且与浓度相关(P<0.05)。护理论文发表
3 讨 论
RNAi是近年来发现的一种调节mRNA的生物学现象,能使基因的mRNA被相应的双链RNA分子剔除,其效果要远强于正义和反义RNA[13]。RNAi最主要的功能在于可以调节和关闭基因的表达,进而调控细胞的各种高级生命活动。而siRNA是指RNAi过程中在细胞内产生的长约21~25核苷酸(nt)的小双链RNA分子,是RNAi作用机制的重要中间效应分子。而且已有人工化学合成的siRNA,具有明显的剔除相应基因mRNA的效果[10,13-16]。由于siRNA具有高效剔除基因表达的工具,已被广大科学工作者用作研究基因功能和基因治疗的工具。
在PRLs家族中,PRL1是第1个被发现的基因,它是在鼠的3T3成纤维细胞中作为肝再生早期反应的基因被发现的。研究发现,转染了PRL1的小鼠成纤维细胞系NIH3T3细胞增殖明显增强[3],提示PRL1基因可促进某些癌细胞增殖。但PRL1在肺癌细胞中作用尚不清楚。
为了解PRL1基因在肺癌细胞侵袭中的作用,本研究根据PRL1基因mRNA特点,设计siRNA序列,并用化学方法合成siRNA,转染肺癌A549细胞后,分别采用荧光实时定量RTPCR和蛋白质印迹方法检测PRL1基因mRNA和蛋白水平,结果发现,转染组细胞PRL1基因mRNA和蛋白水平明显下降,提示PRL1 siRNA转染成功。
接着,我们从体外观察了PRL1基因 siRNA转染对肺癌A549细胞侵袭的影响。
正常真核细胞,除成熟血细胞外,大多需黏附于特定的细胞外基质上才能抑制凋亡而存活,称为锚着依赖性(anchorage dependence)。肿瘤细胞可以锚着不依赖性状态生长。肿瘤细胞在软琼脂形成集落的多少与恶性程度呈正相关。软琼脂集落培养试验结果显示,经PRL1 siRNA转染处理的肺癌细胞软琼脂集落数和穿膜细胞数明显减少,且呈浓度依赖性。
Boyden小室模型或Transwell是检测癌细胞侵袭试验的经典模型,已被广泛应用于探讨癌细胞侵袭的相关研究中。本研究将经PRL1 siRNA转染处理的肺癌549细胞置于Boyden小室模型中,结果显示,转染组肺癌细胞穿膜细胞数明显减少,且呈浓度依赖性,提示PRL1下调可抑制肺癌细胞的侵袭能力。
本研究提示,PRL1基因在肺癌细胞侵袭中起着重要的作用,以siRNA转染下调可明显抑制肺癌细胞的侵袭能力,其内在机制尚需进一步深入研究。
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