糖蛋白基因表達對人永生化角質形成細胞株活性的影響及機制

王麗昆 岳海龍 孫小強 劉陽 姜峰 畢庭民 劉燕 何艷舫

(1華北理工大學附屬醫院皮膚科，河北 唐山 063000；2開灤總醫院麻醉科；華北理工大學 3機能實驗室；4附屬醫院婦產科)

糖蛋白(GP)130基因表達于樹突細胞、單核細胞等多種細胞中〔1〕，由細胞因子、免疫球蛋白氧結構域及3個纖連蛋白功能域組成，各結構域和功能域在信號傳導中均發揮重要作用〔2〕。白細胞介素(IL)-6可由上皮細胞及T細胞分泌，在銀屑病患者皮損組織和血清中的含量明顯高于正常皮膚組織，能夠調控細胞增殖、凋亡，促進表皮內T細胞聚集，誘發銀屑病皮損〔3〕。Janus激酶(JAK)-信號轉導與轉錄激活子(STAT)3信號通路是IL-6轉錄后發揮調控作用的主要途徑，而GP130基因是溝通二者的重要橋梁，同時也與銀屑病的發生、發展密切相關〔4〕。本實驗在體外培養HaCaT人永生化表皮細胞，特異性降低GP130基因表達，觀察對細胞增殖和IL-6 mRNA和蛋白表達的影響。

1 材料與方法

1.1主要材料與試劑 HaCaT人永生化表皮細胞購于南京科佰生物科技有限公司；DMEM培養基、胎牛血清、胰蛋白酶-乙二胺四乙酸(EDTA)消化液(0.25%)購于北京睿嘉生物科技有限公司；GP130、IL-6、β-actin引物由南京科佰生物科技有限公司合成；兔GP130、IL-6、β-actin多克隆抗體及羊抗兔免疫球蛋白(Ig)G抗體購于上海信裕生物科技有限公司。

1.2siRNA制備與分組 由上海吉瑪制藥技術有限公司設計并合成3組GP130 siRNA序列、陰性序列，依次分為siRNA1、siRNA2、siRNA3、siRNA-nc，并設立空白對照組。

1.3細胞培養與轉染 HaCaT細胞以DMEM常規培養，每48 h換液1次，觀察細胞融合80%以上時傳代，取對數期細胞進行實驗。細胞按5×105個/ml的密度接種于6孔板中，常規培養過夜，觀察細胞融合70%～90%時進行轉染；根據說明書中siRNA的濃度范圍(50～200 pmol/L)每組選擇80、120、150 pmol/L三個濃度進行優化，選取最佳siRNA組別和濃度進行后續實驗。

1.4細胞增殖檢測 采用噻唑藍(MTT)法，細胞以5×103個/ml的密度接種于96孔板，常規培養過夜，觀察細胞融合70%～90%時，使用siRNA1、siRNA-nc轉染細胞，并設空白對照，轉染24 h、48 h時加入5 g/L的MTT 20 μl/孔，培養4 h后棄去培養液，加入二甲基亞砜(DMSO)150 μl/孔，振蕩混勻，490 nm處讀取各孔吸光度值。

1.5細胞周期檢測 使用流式細胞儀檢測，收集siRNA1、siRNA-nc、空白對照組細胞，離心后棄上清，加入70%乙醇1 ml，混勻后-20℃靜置過夜；離心后棄上清，磷酸鹽緩沖液洗去細胞殘留乙醇，磷酸鹽緩沖液0.5 ml重懸細胞，滴加DNA提取緩沖液，室溫下放置5 min，離心后棄上清。滴加DNA染色液0.5 ml，室溫下避光靜置30 min，上流式細胞儀分析。

1.6實時熒光定量聚合酶鏈反應(PCR)檢測 Trizol法提取細胞總RNA，紫外分光光度法定量，各取總RNA 1 μg行逆轉錄，取產物2 μg進行PCR，GP130上游引物：5′-AACTCTTCTGAACCTGACTG-3′，下游引物：5′-TCTACCGCCACTACCATA-3′，擴增條帶109 bp；IL-6上游引物：5′-GAACAAGGAGTGATGAGAGT-3′，下游引物：5′-GTTGAGTAGAGTA AGACG C-3′，擴增條帶190 bp；β-actin上游引物：5′-GAAACGCCTACAGGTGCAGT-3′，下游引物：5′-GGAGCGACAGGTGGAAGGTC-3′，擴增條帶207 bp。反應條件：95℃ 5 min、95℃ 15 s、60℃ 40 s，共40個循環，擴增產物行溶解曲線分析，2-△△Ct法測定結果。mRNA抑制率表示各濃度siRNA的沉默效果。

1.7Western印跡檢測蛋白水平 放射免疫沉淀(RIPA)裂解液裂解siRNA1、siRNA-nc、空白對照組細胞，二喹啉甲酸(BCA)法蛋白定量，上樣量50 μg，GP130蛋白進行8%分離膠十二烷基硫酸鈉(SDS)-聚丙烯酰胺凝膠電脈(PAGE)，IL-6蛋白進行12%分離膠SDS-PAGE，濕法轉膜，封閉2 h，一抗(1∶500)4℃孵育過夜，二抗(1∶3 000)37℃孵育2 h，洗膜后暗室曝光，凝膠成像系統觀察，蛋白表達水平使用目標條帶與對應β-actin條帶灰度值的比值表示。

1.8統計學分析 使用SPSS24.0軟件進行t、F檢驗。

2 結 果

2.1siRNA對GP130基因的抑制效率 120 pmol/L的siRNA1序列對GP130基因沉默效果最明顯，基因表達水平最低，抑制率最高。提示成功篩選出了沉默GP130基因表達的siRNA序列，選取120 pmol/L的siRNA備用。見表1。

表1 不同濃度和序列的siRNA對GP130基因表達的沉默效果

2.2120 pmol/L siRNA1沉默GP130基因效果驗證 轉染HaCaT細胞48 h時提取蛋白，120 pmol/L siRNA1序列可下調GP130蛋白表達水平至1.83±0.28，明顯低于陰性對照組、空白對照組的4.91±0.54、4.78±0.40(P<0.05)。見圖1。

圖1 120 pmol/L siRNA1對GP130蛋白表達的影響

2.3沉默GP130基因對細胞增殖的影響 培養24 h時siRNA1組、siRNA-nc組、空白對照組HaCaT細胞吸光度值分別為0.18±0.03、0.20±0.05、0.21±0.07，三組HaCaT細胞增殖率之間差異無統計學意義(P>0.05)；培養48 h時HaCaT細胞吸光度值分別為0.28±0.07、0.46±0.12、0.50±0.10，siRNA1組HaCaT細胞增殖率明顯低于siRNA-nc組、空白對照組(P<0.05)。

2.4沉默GP130基因對細胞周期的影響 培養24 h時G1期、S期、G2期的HaCaT細胞水平在siRNA1組、siRNA-nc組、空白對照組之間差異無統計學意義(P>0.05)；培養48 h時siRNA1組G1期HaCaT細胞數量明顯高于siRNA-nc組、空白對照組，S期和G2期細胞數量明顯低于siRNA-nc組、空白對照組(P<0.01)；培養48 h時siRNA1組G1期細胞數量明顯高于培養24 h時，G2期細胞數量明顯低于培養24 h時(P<0.01)。見表2。

表2 沉默GP130基因對細胞周期的影響

與培養24 h時相比：1)P<0.05；表3同

2.5沉默GP130基因對細胞IL-6 mRNA和蛋白表達的影響 培養24 h時siRNA1組、siRNA-nc組、空白對照組IL-6 mRNA及蛋白表達水平之間差異無統計學意義(P>0.05)；培養48 h時siRNA1組IL-6 mRNA及蛋白表達水平明顯低于siRNA-nc組、空白對照組(P<0.01)；培養48 h時siRNA1組IL-6 mRNA及蛋白表達水平明顯低于培養24 h時(P<0.05)。見表3。

表3 沉默GP130基因對細胞IL-6 mRNA和蛋白表達水平的影響

3 討 論

銀屑病患者皮損組織中高水平的IL-6與病情嚴重程度密切相關〔5〕； IL-6可與GP130結合形成復合物，激活JAK-STAT3信號通路，調控下游靶基因表達，在調控細胞增殖、凋亡的同時還能夠促進表皮內T細胞聚集，誘發銀屑病皮損〔6〕。本實驗結果顯示，濃度為120 pmol/L的siRNA1序列沉默GP130基因表達的效果最明顯。

本文結果提示，GP130基因低表達可能通過抑制細胞蛋白質的合成來降低HaCaT細胞增殖速率；也可能與轉染48 h時IL-6合成下降，間接影響HaCaT細胞增殖有關。GP130與IL-6結合后可經JAK-STAT3信號通路調控細胞增殖。本研究結果顯示，轉染24 h時，沉默GP130基因尚未影響GP130蛋白合成。GP130基因介導的信號傳導通路可能調控HaCaT細胞中IL-6表達水平，且該調控作用發生在轉錄后水平，影響HaCaT細胞周期，抑制細胞增殖。