王 偉,李 覃,李 瑛,李 輝
白藜蘆醇抑制膀胱癌細胞生長增殖及影響miR-34a表達的研究
王 偉1,李 覃2,李 瑛1,李 輝1
目的觀察白藜蘆醇(resveratrol,Res)對人膀胱癌細胞T24生長增殖的影響,初步探討miR-34a在Res影響T24細胞中的作用。方法不同濃度Res分別作用T24細胞24 h,采用甲基噻唑基四唑(methyl thiazolyl tetrazolium,MTT)法檢測細胞增殖,流式細胞術檢測細胞凋亡,Western blotting檢測p53蛋白水平,實時定量PCR(Real-time PCR)檢測T24細胞miR-34a的基因表達。結果Res劑量依賴性地抑制T24細胞增殖,誘導細胞凋亡,明顯增加p53的蛋白表達。此外,Res處理后T24細胞中miR-34a的基因表達亦顯著升高。結論Res能夠有效抑制膀胱癌細胞生長增殖,可能與誘導細胞凋亡、上調miR-34a及p53表達有關。
白藜蘆醇;膀胱癌;細胞凋亡;miR-34a;p53
白藜蘆醇(resveratrol,Res)是非黃酮類多酚化合物,具有抗腫瘤、抗感染、抑制血小板聚集、調節脂質代謝等多種生物學活性[1]。自從 Jung等[2]首次在Science雜志對Res在腫瘤發生、發展各階段的抑制作用進行了系統報道之后,Res便成為腫瘤防治領域的研究熱點,并被認為是最具有希望的天然化學防癌劑之一,但其具體作用機制因細胞種類不同而異[3]。
微小RNA(MicroRNA,miRNA)是一類由基因組編碼的單鏈小分子RNA。新近研究顯示,miRNA的表達水平在人類膀胱癌組織與正常膀胱組織間具有明顯差異,與膀胱癌的生物學特性存在密切關系,有望成為膀胱癌生物治療的新靶點[4]。本研究選用人膀胱癌T24細胞作為研究對象,通過觀察Res對T24細胞增殖和細胞凋亡的影響,初步探討miRNA-34a在其中的作用。
1.1 材料 人膀胱癌T24細胞株由天津醫科大學泌尿研究所惠贈,Res(純度99.12%)購于陜西賽德生物股份有限公司,RPMI1640、胎牛血清(FCS)購自Gibco公司,二甲基亞砜(DMSO)、MTT購自Sigma公司,Annexin V-PI Staining試劑盒購于BD公司,Real-time PCR相關試劑購自Promega公司。
1.2 試劑配制 Res溶于DMSO成1 mmol/L,濾過除菌,-20℃貯存。體外實驗時以RPMI 1640細胞培養液稀釋至所需濃度(DMSO終濃度不高于0.1%)。
1.3 細胞培養及增殖分析 取對數生長期膀胱癌T24 細胞,以 6.25、12.5、25、50、100 μmol/L Res 分別作用24 h。另設不加Res的T24細胞為對照組,同時設不含細胞和不做任何處理的空白對照消除背景干擾,每組設3個復孔。加入5 mg/ml MTT 20 μl,再培養4 h,離心 1000 r/min,5 min 后小心吸去上清,加入DMSO溶解沉淀,490 nm處測定光吸收度(A值),計數細胞生長抑制率及半數抑制濃度(IC50)。
1.4 Annexin-V法檢測細胞凋亡 以終濃度為100 μmol/L的Res處理T24細胞24 h,按照試劑盒說明分別用FITC標記的Annexin-V和PI染色細胞,在流式細胞儀(FACSCalibur)上分析熒光強度,定量檢測各組細胞凋亡情況。
1.5 Western blot 以100 μmol/L Res作用 T24細胞24 h,裂解細胞后經Bio-Rad法進行蛋白定量,12%SDS-PAGE凝膠電泳,半干法轉至PVDF膜,一抗為 p53(1∶1000),以 β -actin(1∶1000)作為內參照。ECL法檢測,采用BioRad系統進行數據處理。
1.6 Real-time PCR 首先根據miRNA的結構特點,設計莖環結構的反轉錄引物。提取總RNA,按試劑盒說明進行反轉錄,在BioRad CFX96定量PCR儀上進行定量檢測。PCR條件為94℃ 2 min,94℃15 s,60℃ 1 min,進行40個循環;采用U6 RNA作為內標。樣品目的基因的相對表達率(RQ)采用△△CT方法計算,RQ=2-△△CT,以未處理的 T24細胞作為相對表達的標準。
1.7 統計學處理 所有數據使用SPSS13.0統計軟件,采用多因素重復測量數據的方差分析或單因素方差分析進行組間比較,P<0.05為差異有統計學意義。
2.1 Res抑制膀胱癌T24細胞生長增殖 對照組T24細胞增殖明顯,Res處理組對T24細胞的增殖抑制作用呈一定的劑量依賴性,其中6.25、12.5、25、50、100 μmol/L 濃度的抑制率分別為(21.25 ±3.67)%、(25.89±6.26)%、(38.17±2.25)%、(43.28±4.34)%、(53.26±4.52)%,與 6.25 μmol/L 組比較,25、50、100 μmol/L 組的抑制率差異有統計學意義(P<0.01)。24 h的 IC50為(85.68± 4.62)μmol/L。
2.2 Res誘導膀胱癌T24細胞凋亡 流式細胞檢測結果顯示,100 μmol/L Res作用 24 h后可見(39.26±6.86)%的T24細胞發生凋亡,說明Res能夠以誘導膀胱癌細胞凋亡的方式殺傷T24細胞。
2.3 Res對T24細胞p53蛋白表達的影響 Western blot檢測結果可見,Res能夠明顯增加p53蛋白的表達水平(圖1)。

圖1 白藜蘆醇影響p53的蛋白表達
2.4 Res上調miR-34a的基因表達 Real-time PCR檢測發現,Res處理組和未處理組均有miR-34a和U6的特異性條帶,miR-34a與U6均顯示出可靠的CT值。100 μmol/L Res作用24 h后miR-34a表達明顯升高,是未處理組的4.1倍。
膀胱腫瘤是我國最常見的泌尿系惡性腫瘤,局部治療后容易復發,且缺乏理想的腫瘤標記物[5]。目前常用的化療藥物對膀胱腫瘤細胞殺傷作用缺乏靶向性,且不良反應大。研究表明,有600多種中草藥具有不同程度的殺傷癌細胞的作用,由于不良反應小,能增強機體免疫力,降低化療不良反應,減少復發等特點而備受各國研究人員的關注。Res作為傳統中藥虎杖的主要有效成分,基本不造成器官和功能損害,在腫瘤的化學治療和化學預防方面具有良好的應用前景[6]。盡管對Res的抗腫瘤研究已經取得許多進展,但是目前對Res影響膀胱癌的具體作用機制和干預靶點尚未完全闡明。本實驗觀察到,膀胱癌細胞經不同濃度Res作用后,生長增殖明顯受抑,細胞凋亡增加,說明Res能夠有效抑制膀胱癌細胞,其作用機制可能與誘導細胞凋亡有關。
p53蛋白在DNA損傷后表達,可啟動修復機制,如修復失敗或發生廣泛DNA損傷,則P53激活凋亡通路。現已證實,p53突變是評估膀胱癌發生的重要機制,在高分期、分級的膀胱癌中頻繁表達,在膀胱癌的進展、預后及治療中都起著非常重要的作用。筆者研究發現,Res處理后,膀胱癌T24細胞p53蛋白表達顯著增加,提示上調p53可能是Res誘導細胞凋亡所致DNA損傷的繼發性改變,進而增強Res的促凋亡效應。
miRNA在腫瘤的增殖、分化和凋亡等生物過程中發揮重要作用,其中miR-34家族(主要包括miR-34a,miR-34b和miR-34c)與腫瘤細胞凋亡關系密切,能夠誘發Caspase調控的凋亡途徑[7];或通過抑制 Bcl- 2 促進細胞凋亡[8]。此外,亦有研究表明,p53可作為miR-34a發揮作用的始動基因,miR-34a缺失的胰腺癌患者p53抗腫瘤作用受影響[9]。Hermeking 等[10]進一步研究指出,端粒酶的氧化應激和癌基因的活化等因素可導致DNA損傷,進而活化p53,再級聯激活miR-34,與Bcl-2等形成復合物,抑制或降解下游基因的表達[11]。本研究顯示,Res干預組 T24細胞miR-34a的表達是對照組的4.1倍,由此推測Res可能通過促進miR-34a表達誘導膀胱癌T24細胞凋亡,但其與miR-34a之間的確切交互關系尚需進一步深入研究。
總之,本研究初步探討了Res對膀胱癌T24細胞的影響及miR-34a在其中的作用,可為膀胱癌在基因水平上的干預治療及研制新型防治藥物提供理論和實驗依據。
[1]Bhat K L,Kosmeder J W,Pezzuto J M.Biological effects of resveratrol[J].Antioxid Redox Signal,2001,3(6):1041-1064.
[2]Jang M,Cai L,Udeani G O,et al.Cancer chemopreventive activity of resveratrol,a natural product derived from grapes[J].Science,1997;275(5297):218 -220.
[3]He X,Wang Y,Zhu J H,et al.Resveratrol enhances the anti-tumor activity of the mTOR inhibitor rapamycin in multiple breast cancer cell lines mainly by suppressing rapamycin - induced AKT signaling[J].Cancer Lett,2011,301(2):168-176.
[4]Passetti F,Ferreira C G,Costa F F.The impact of microRNAs and alternative splicing in pharmacogenomics[J].Pharmacogenomics J,2009,9(1):1 -13.
[5]韓 宇,洪寶發,鐘定榮,等.聯合表達人端粒酶反轉錄酶hTERT及VEGF與腫瘤復發的關系[J].武警醫學,2008,19(2):105-108.
[6]Kaindl U,Eyberg I,Rohr-Udilova N,et al.The dietary antioxidants resveratrol and quercetin protect cells from exogenous pro - oxidative damage[J].Food Chem Toxicol,2008,46(4):1320 -1326.
[7]Rokhlin O W,Scheinker V S,Taghiyev A F,et al.MicroRNA-34 mediates AR-dependent p53-induced apoptosis in prostate cancer [J].Cancer Biol Ther,2008,7(8):1288-1296.
[8]Welch C,Chen Y,Stallings R L.MicroRNA -34a functions as a potential tumor suppressor by inducing apoptosis in neuroblastoma cells[J].Oncogene,2007,26(34):5017-5022.
[9]Chang T C,Wentzel E A,Kent O A.Transactivation of miR-34a by p53 broadly influences gene expression and promotes apoptosis[J].Mol Cell,2007,26(5):745-752.
[10]Hermeking H.p53 enters the microRNA world [J].Cancer Cell,2007,12(5):414 -418.
[11]Hermeking H.The miR -34 family in cancer and apoptosis[J].Cell Death Differ,2010,17(2):193 -199.
A study of resveratrol to suppress proliferation of human bladder cancer cell line T24 and to affect expression of miR-34a
WANG Wei1,LI Tan2,LI Ying1,and LI Hui1.1.Department of Nephrology,The Affiliated Hospital of Logistics Institute of the Chinese People’s Armed Police Forces,Tianjin 300162;2.Department of Immunology,Logistics Institute of the Chinese People’s Armed Police Forces,Tianjin 300162,China
ObjectiveTo investigate the effects of resveratrol on proliferation of human bladder cancer cell line T24,and the role of miR-34a in its mechanism.Methods T24 cells were treated with resveratrol in different concentrations for 24 h.Cell proliferation was validated by MTT.Flow cytometry was used to analyse apoptosis.The expression of miR -34a was detect by real-time PCR.Results Resveratrol could inhibit the proliferation of T24 in a dose dependent manner,induce apoptosis and increase the expression of p53 significantly.Furthermore,the level of miR -34a in T24 cells was higher in resveratrol-treated group than that in the control group.Conclusions Resveratrol can suppress the proliferation of human bladder cancer cells,which may be attributed to inducing apoptosis,up-regulating miR -34a and p53.
resveratrol;bladder cancer;apoptosis;miR-34a;p53
R737.14
武警后勤學院附屬醫院種子基金面上項目(FYM201211),武警后勤學院科研基金面上項目(WYM201016)
王 偉,男,1976年出生。碩士,副主任醫師。主要從事泌尿系統的基礎與臨床研究。
300162 天津,武警后勤學院:1.附屬醫院腎病科;2.免疫學教研室
李 輝,E-mail:wjliyisheng99@sina.com
(2012-05-19收稿 2012-08-11修回)
(責任編輯 尤偉杰)