Sox4在女性肺癌細胞上皮-間質轉化中的作用及其機制

周永春 陳云蘭 黃云超

(昆明醫科大學第三附屬醫院，云南 昆明 650000)

Sox4在女性肺癌細胞上皮-間質轉化中的作用及其機制

周永春 陳云蘭 黃云超

(昆明醫科大學第三附屬醫院，云南 昆明 650000)

目的 探討Sox4在女性肺癌細胞上皮-間質轉化(EMT)中的作用及其機制。方法 76例行肺癌根治術的女性肺癌組織標本為觀察組，49例癌旁肺組織標本為對照組，采用實時熒光定量聚合酶鏈反應(qPCR)和Western印跡法檢測Sox4的表達水平；采用RNA干擾技術下調Sox4表達，利用脂質體2000向肺癌細胞系XWLC-05轉染Sox4-siRNA，同時以未轉染XWLC-05為對照，采用qPCR和Western印跡方法檢測兩組Sox4表達水平及內鏡下黏膜切除術(EMR)上皮標記β-catenin、E-cadherin，間質標記Fibronectin、vimentin、N-cadherin的表達情況，采用3-(4,5-二甲基噻唑-2)-2,5-二苯基四氯唑溴鹽(MTT)、Transwell及細胞劃痕實驗檢測轉染組與未轉染組細胞增殖、侵襲、遷移能力。結果 觀察組Sox4 mRNA水平及蛋白水平表達均明顯高于對照組(P<0.05)；轉染組Sox4 mRNA水平及蛋白水平表達均明顯低于未轉染組(P<0.05)；qPCR結果顯示，轉染組β-catenin、E-cadherin水平明顯高于未轉染組(P<0.05)，轉染組Fibronectin、vimentin、N-cadherin水平明顯低于未轉染組(P<0.05)，Western印跡結果與qPCR檢測結果相一致；MTT實驗結果顯示，轉染Sox4-siRNA細胞后，XWLC-05細胞增殖能力與未轉染組無明顯差異(P>0.05)，Transwell實驗結果顯示，轉染Sox4-siRNA細胞后，XWLC-05細胞侵襲、遷移能力較未轉染組明顯降低。結論 Sox4可能是通過下調β-catenin、E-cadherin表達及上調Fibronectin、vimentin、N-cadherin表達促進EMT發生，誘導人肺癌細胞發生侵襲轉移。

Sox4；肺癌；上皮-間質轉化(EMT)

目前，由于肺癌的發病機制尚未完全清楚，臨床上仍然缺乏特異性治療性藥物，手術切除及放化療是臨床常用肺癌治療手段，術后復發及癌細胞發生侵襲轉移是導致臨床肺癌死亡率急劇升高的主要原因〔1，2〕。上皮-間質轉化(EMT)與腫瘤的發生發展密切相關，且在多種癌癥侵襲及轉移過程中發揮重要作用〔3〕。Sox4是Sox家族重要轉錄因子之一〔4〕，研究表明〔5〕，Sox4在肺癌、乳腺癌、肝癌等多種腫瘤中表達異常，且受女性激素調節，與女性腫瘤的發生發展具有潛在關系，但其作用機制尚不清楚。本研究旨在探討Sox4在女性肺癌細胞EMT中的作用及機制。

1 資料與方法

1.1 一般資料 2015年3月至2016年3月我院76例行肺癌根治術的女性肺癌組織標本為觀察組，49例癌旁肺組織標本為對照組，年齡48～72歲，平均(56.34±4.27)歲。肺腺癌52例，鱗癌11例，其他13例；低分化39例，中分化23例，高分化14例；TNM分期Ⅰ期36例，Ⅱ期25例，Ⅲ期15例；淋巴結轉移39例，淋巴結未轉移37例，標本均采用液氮速凍，并保存于-80℃冰箱。本研究經本院倫理委員會批準，且臨床標本采集符合《世界醫學協會赫爾辛基宣言》。

1.2 細胞系、試劑與儀器 人肺癌細胞系XWLC-05來自我院外科實驗室。Trizol、DEPC、反轉錄試劑盒、SYBR PrimeScript qPCR Kit(TaKaRa公司，日本)，RT-PCR儀(ABI7700，美國ABI公司)，紫外分光光度計(Beckman公司，美國)，脂質體2000(Invitrogen公司，美國)，Sox4小干擾RNA(Sox4-siRNA)試劑盒(Ambion公司，美國)，Sox4、GAPDH引物(生工生物有限公司，上海)，Transwell小室(Corning公司，美國)，3-(4,5-二甲基噻唑-2)-2,5-二苯基四氮唑溴鹽(MTT)試劑盒(Sigma公司，美國)。

1.3 實時熒光定量聚合酶鏈反應(qPCR) Trizol法分別提取肺組織總RNA，所提RNA經OD測定，OD260 nm/OD280 nm比值1.8～2.0，提示所提RNA為高純度RNA，無蛋白質、DNA殘留。28 s和18 s亮度比值基本符合2∶1，說明RNA完整性好，無降解。按照反轉錄試劑盒進行反轉錄。實時qPCR所用引物由上海生工合成，Sox4，正向CTTGACATGATTAGCTGGCATGATT；反向CCTGTGCAATATGCCGTGTAGA。GAPDH，正向CCAAAATCAGATGGGGCAATGCTGG；反向TGATGGCATGGAC-TGTGGTCATTCA。反應總體積10 μl：cDNA 1 μl，SYBR Primix Ex Taq TM 5 μl，引物0.4 μl，RNase H2O 10 μl。反應條件為：95℃預變性5 min，95℃ 15 s，60℃ 20 s，70℃ 30 s進行30個循環。以GAPDH為內參，每個樣品均設3個復孔，結果采用2-ΔΔCT方法處理，其中ΔΔCT=(CTSox4-CTGAPDH)觀察組-(CTSox4-CTGAPDH)對照組。

1.4 蛋白質印跡法 采用Western印跡方法檢測Sox4蛋白水平表達量，提取細胞總蛋白及蛋白定量，十二烷基硫酸鈉-聚丙烯酰胺凝膠(SDS-PAGE)電泳，嚴格按照操作步驟進行。

1.5 細胞轉染 采用RNA干擾技術下調Sox4表達，利用脂質體2000向肺癌細胞系XWLC-05轉染Sox4-siRNA，同時以未轉染XWLC-05為對照，XWLC-05細胞消化并計數，取1×105/ml個肝癌細胞接種于制備好的平板上，過夜培養，鏡下觀察細胞密度達40%時即可進行轉染。操作嚴格按照試劑操作說明書。

1.6 MTT實驗 采用MTT實驗檢測轉染后XWLC-05肺癌細胞增殖能力，具體操作嚴格按照試劑盒說明書，采用酶聯免疫分析儀，于波長490 nm處測定樣本吸光度，以時間為橫坐標，吸光度為縱坐標，繪制生長曲線。

1.7 Transwell實驗 轉染XWLC-05細胞培養48 h后消化并計數，取2×105/ml細胞置于已滅菌1.5 ml Eppendorf管中，滴加200 μl空白培養基重懸細胞，按照Transwell小室試劑盒說明嚴格操作(侵襲實驗Transwell小室需鋪Matrigel膠，遷移實驗則不需要)，固定染色后，200倍顯微鏡下，每個樣本隨機選取5個視野計數。

1.8 統計學方法 采用SPSS19.0統計軟件進行t、χ2檢驗。

2 結 果

2.1 觀察組與對照組中Sox 4表達水平比較 觀察組Sox4 mRNA水平(2.64±0.32)明顯高于對照組(1.31±0.16，P<0.05)，Western印跡結果亦相同。見圖1。

2.2 轉染后XWLC-05細胞中Sox4表達水平 轉染組Sox4 mRNA水平(0.19±0.03)明顯低于未轉染組(1.37±0.14)(P<0.05)，Western印跡結果亦一致。見圖2。

圖1 兩組Sox4相對表達情況

圖2 轉染后Sox4表達情況

2.3 Sox4誘導XWLC-05細胞發生EMT 見圖3。轉染組β-catenin、E-cadherin水平(2.06±0.22、1.56±0.17)明顯高于未轉染組(0.53±0.08、0.42±0.06，P<0.05)，轉染組Fibronectin(1.13±0.10)、vimentin(1.34±0.09)、N-cadherin水平(1.08±0.07)明顯低于未轉染組(4.26±0.30、2.58±0.27、3.72±0.24，P<0.05)，Western印跡結果亦一致。

圖3 兩組EMT相關基因在XWLC-05細胞中表達情況

2.4 Sox4表達水平對XWLC-05細胞增殖能力影響 轉染Sox4-siRNA細胞后，XWLC-05細胞增殖能力與未轉染組無明顯差異(P>0.05)。見圖4。

圖4 轉染Sox4-siRNA細胞后XWLC-05細胞增殖情況

2.5 Sox4表達水平對XWLC-05細胞侵襲、遷移能力影響 轉染Sox4-siRNA后，轉染組XWLC-05細胞侵襲穿膜細胞數〔(92.03±11.56)個〕明顯少于未轉染組〔(343.71±29.46)個〕，轉染組XWLC-05細胞遷移距離〔(58.37±5.28)nin〕明顯短于未轉染組〔(90.65±9.47)nin〕(均P<0.05)。見圖5，圖6。

圖5 轉染Sox4-siRNA后XWLC-05細胞侵襲情況(×200)

圖6 轉染Sox4-siRNA后XWLC-05細胞遷移情況(×100)

3 討 論

控煙運動的開展使男性肺癌發病率及死亡率有所下降，但女性肺癌發病率呈現增長趨勢〔6〕。手術是治療肺癌的首選方法，但大多數肺癌患者往往因肺癌細胞侵襲及轉移而喪失手術治療機會，此時臨床常選擇放化療進行治療。放化療在取得良好療效的同時，也給病人帶來了極大的痛苦及不良反應〔7〕。因此，尋找及開發高效、特異的治療靶點對于臨床治療肺癌意義重大〔8,9〕。EMT是上皮細胞通過特定的細胞程序轉變為間充質細胞的生物學過程，通過高度保守的程序使上皮細胞失去諸如細胞極性、細胞黏附及下調β-catenin、E-cadherin上皮細胞標記物，從而獲得遷移、侵襲、抗凋亡能力、細胞骨架重組及上調間質標記物Fibronectin、vimentin、N-cadherin等間充質細胞特性〔10〕。大量研究證實〔11〕，EMT能夠促進癌細胞的侵襲及轉移。Sox4屬于SOX家族C亞族基因，定位于人類Y染色體上6p22.3，在基因調控中起轉錄因子作用〔12〕，多項研究表明，Sox4在乳腺癌〔13〕、肺癌〔14〕、結腸癌〔15〕等多種惡性腫瘤中表達異常，與腫瘤的發生發展密切相關。因此，Sox4可能是惡性腫瘤的一個潛在治療靶點。

本研究提示Sox4參與肺癌發生發展；Sox4-siRNA轉染肺癌XWLC-05細胞，轉染成功，可用于后續試驗研究。EMT相關基因實時qPCR檢測結果提示Sox4誘導肺癌XWLC-05細胞發生EMT過程，且下調Sox4可明顯抑制EMT過程發生；通過MTT細胞增殖實驗，Transwell細胞侵襲、遷移實驗進一步驗證下調Sox4對EMT過程調節所導致XWLC-05細胞增殖、侵襲、遷移變化，MTT實驗結果提示下調Sox4對XWLC-05細胞增殖無明顯影響；Transwell實驗結果提示下調Sox4可使XWLC-05細胞的侵襲、遷移能力明顯降低，即抑制Sox4表達可降低肺癌細胞的侵襲及遷移。

綜上，Sox4可能是通過下調β-catenin、E-cadherin表達及上調Fibronectin、vimentin、N-cadherin表達促進EMT發生，誘導人肺癌細胞發生侵襲轉移。

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〔2016-03-13修回〕

(編輯 苑云杰)

The function and mechanism of Sox4 in the epithelial mesenchymaltransition of human lung cancer cells

ZHOU Yong-Chun,CHEN Yun-Lan,HUANG Yun-Chao.

The Third Affiliated Hospital,Kunming Medical University,Kunming 650000,Yunnan,China

Objective To investigate the function and mechanism of Sox4 in the epithelial mesenchy maltransition of human lung cancer cells.Methods 76 cases of female lung cancer tissue were selected as observation group,and 49 cases of cancerous lung tissue as control group. The expression level of two groups were observed by real time-qPCR and Western blot. RNA interference technology was used to detect down-regulation of expression of Sox4 by liposome to 2000 female lung cancer cell line XWLC-05 transfected with Sox4-siRNA,and the non transfected XWLC-05 as the control,qPCR and Western blot method were used to detect the expression level of Sox4 in two groups,and the epithelial marker EMR β-catenin,E-cadherin,expression of mesenchymal markers Fibronectin,vimentin,N-cadherin. The proliferation,invasion and migration ability of the transfected and non transfected cells were detected by MTT,Transwell and cell scratch test. Results Sox4 and protein levels of mRNA expression of observation group were significantly higher than those of control group (P<0.05);Sox4 mRNA and protein levels of expression of transfection group were significantly lower than those of non transfection group (P<0.05);qPCR results showed that P-catenin,E-cadherin levels of transfection group were significantly higher than those without transfection group (P<0.05).N-cadherin levels of fibronectin,vimentin,transfection group were significantly lower than those of non transfection group (P<0.05),Western blot and qPCR detection results were consistent;the results of MTT showed that the transfected Sox4-siRNA cell,XWLC-05 cell proliferation was not significantly different from that of non transfection group (P>0.05) Transwell,the experimental results showed that after transfection into Sox4-siRNA cells,XWLC-05 cell invasion and migration ability was significantly lower in non transfection group. Conclusions Sox4 may be through downregulation of beta E-cadherin,β-catenin expression and up regulation of Fibronectin,vimentin,N-cadherin expression to promote the occurrence of epithelial mesenchymal transition,induce the invasion and metastasis of human lung cancer cells.

Sox4;Lung cancer;Epithelial mesenchymal transition

國家自然科學基金地區基金(No.81460441)；云南省教育廳科研基金重點項目(No.2013Z110)；云南省科技廳-昆明醫科大學聯合專項基金項目(No.2013FB132)

黃云超(1962-)，女，博士，主任醫師，主要從事肺癌研究。

周永春(1976-)，女，博士，副主任醫師，主要從事肺癌研究。

R735

A

1005-9202(2017)04-0794-04；

10.3969/j.issn.1005-9202.2017.04.006