miR-3143對胃癌HS-746T細胞增殖、細胞周期及凋亡的影響

吳 菁，呂志武，蔣志勇，李奎生，劉 芳，黃明沂，肖 瑤

（1.深圳市寶安區福永人民醫院消化內科，廣東 深圳 518103；2.南方醫科大學附屬深圳寶安醫院消化內科，廣東 深圳 518101；3.武漢大學中南醫院影像科，湖北 武漢 430071）

胃癌是一種發病率較高的消化系統惡性腫瘤，嚴重威脅人類的健康及生命安全[1]。近年來隨著我國居民飲食結構的改變及幽門螺桿菌感染率的增加，胃癌的發病率逐年升高，且此病患者的發病年齡趨于年輕化。探究胃癌發生的分子機制，對胃癌的診斷和靶向治療具有重要意義。miRNA是一類非編碼RNA序列，廣泛分布于真核細胞內，其長度約為23個核苷酸[2]。miRNA主要在轉錄后水平調節下游靶基因mRNA的穩定性，影響靶基因的表達[3]。近年來隨著分子生物學的發展，研究miRNA在胃癌細胞中的作用為胃癌的分子靶向治療提供了新的方向[4]。miR-3143是一種新發現的miRNA，參與乳腺癌細胞的代謝過程[5]。miR-3143對胃癌細胞功能的影響尚不明確。本文主要是探討miR-3143對胃癌HS-746T細胞增殖、細胞周期及凋亡的影響。

1 材料與方法

1.1 細胞株與主要試劑

胃癌HS-746T細胞（購于中國科學院上海生科院細胞資源中心），胎牛血清和DMEM培養基（購于美國Gibco公司），miR-NC和miR-3143 mimic（購于廣州銳博生物科技有限公司），Lipofectamine 3000轉染試劑（購于美國Invitrogen公司），qRT-PCR試劑盒（購于日本TaKaRa公司），細胞周期檢測試劑盒和細胞凋亡試劑盒（購于南京凱基生物科技有限公司），一抗GAPDH、TOP2A、Cyclin H和IAPs（購于美國Affinity公司），辣根過氧化物酶標記的二抗（購于武漢博士德生物科技公司）。

1.2 細胞培養和轉染

采用含10%（體積分數）胎牛血清的DMEM培養HS-746T細胞，培養條件：溫度為37℃，二氧化碳（carbon dioxide，CO2）濃度為5%。取對數生長期的HS-746T細胞接種于24孔板上，根據Lipofectamine 3000轉染試劑的說明書對細胞進行轉染，分別轉染miR-3143 mimic（miR-3143組）和miR-NC（Control組），二者的終濃度均為50 nmol/L，24 h后收集細胞進行后續實驗。

1.3 采用qRT-PCR法檢測miR-3143和TOP2AmRNA的相對表達量

采用TRIzol（一種新型的總RNA抽提試劑）提取HS-746T細胞總RNA，反轉錄制備cDNA，以cDNA為模板采用實時熒光定量聚合酶鏈式反應（real-time fluorescence quantitative polymerase chain reaction，qRT-PCR）法進行擴增檢測。根據2-ΔΔCt方法計算miR-3143和TOP2A mRNA的相對表達量。以U6為內參計算miR-3143的相對表達量，以GAPDH為內參計算TOP2A mRNA的相對表達量。miR-3143的上游引物為5’- AAGAAGCGCTTTACAATGTTAT-3’， 下 游 引物 為5’- CAGTGCGTGTCGTGGAGT-3’。U6的 上 游 引物 為5’- GCGCGTCGTGAAGCGTTC-3’，下 游 引 物 為5’- GTGCAGGGTCCGAGGT-3’。TOP2A的 上 游 引 物為5’-TGGCTGTGGTATTGTAGAAAGC-3’，下游引物為5’-TTGGCATCATCGAGTTTGGGA-3’。GAPDH的上游引物為5’-GGAGCGAGATCCCTCCAAAAT-3’，下游引物為5’-GGCTGTTGTCATACTTCTCATGG-3’。

1.4 采用平板細胞克隆形成實驗檢測HS-746T細胞的增殖活力

將Control組和miR-3143組各1000個HS-746T細胞接種于6孔板上，在培養箱中培養2周左右，直至出現肉眼可見的克隆。棄去上清液，加入多聚甲醛在室溫下固定35 min。棄去上清液，加入結晶紫染色液在室溫下染色35 min。用流水洗去染液，在室溫下干燥，用肉眼觀察HS-746T細胞的克隆形成數。

1.5 采用流式細胞技術檢測HS-746T細胞的細胞周期和凋亡情況

將Control組和miR-3143組HS-746T細胞消化收集，采用預冷的乙醇溶液（體積分數為70%）固定細胞8 h，加入核糖核酸酶A（RNase A）作用30 min，加入溴化乙錠避光孵育30 min。采用流式細胞儀檢測兩組HS-746T細胞的周期變化。將Control組和miR-3143組HS-746T細胞消化收集，分別加入異硫氰酸熒光素（fluorescein Isothiocyanate，FITC）標記的Annexin V試劑和溴化乙錠試劑，避光孵育30 min，采用流式細胞儀檢測兩組HS-746T細胞的凋亡率。

1.6 采用生物信息學技術預測miR-3143的下游靶基因

運用miRNA靶基因預測數據庫miRecords和miRGator對miR-3143的下游靶基因進行預測。

1.7 采用Westernblot檢測HS-746T細胞中TOP2A蛋白的表達

收集Control組和miR-3143組HS-746T細胞，采用RIPA裂解液（RIPA Lysis Buffer）裂解HS-746T細胞并提取總蛋白，采用十二烷基硫酸鈉-聚丙烯酰胺凝膠電泳法分離蛋白質。將分離出的蛋白質電轉移到聚偏二氟乙烯（polyvinylidene fluoride，PVDF）膜上，用5%（質量分數）的脫脂牛奶在室溫下封閉2 h。在一抗TOP2A（濃度為1:3000）、Cyclin H（濃度為1:1000）、IAPs（濃度為1:1000）、GAPDH（濃度為1:1000）中孵育過夜。洗膜后，加入辣根過氧化物酶標記的二抗（濃度為1:10 000），在室溫下孵育1 h。按照超敏發光試劑盒的說明書對蛋白條帶進行曝光、顯影，測定拓撲異構酶Ⅱα（topoisomeraseⅡalpha，TOP2A）的表達情況。

1.8 觀察指標

觀察并記錄miR-3143細胞的瞬時轉染效率、miR-3143對HS-746T細胞增殖能力、細胞周期及細胞凋亡的影響。觀察并記錄miR-3143與靶基因的靶向關系及上調miR-3143對HS-746T細胞靶基因mRNA、蛋白表達的影響。

1.9 統計學方法

采用SPSS 21.0軟件對本研究中的數據進行處理，計量資料用均數±標準差（±s）表示，兩組間比較用t檢驗，P＜0.05表示差異有統計學意義。

2 結果

2.1 miR-3143細胞的瞬時轉染效率

本研究進行qRT-PCR檢測的結果顯示，Control組和miR-3143組HS-746T細胞中miR-3143的表達水平分別 為（1.07±0.22）和（7.79±1.55），miR-3143組HS-746T細胞中miR-3143的表達水平是Control組的7.28倍，組間相比差異有統計學意義（t=4.30，P＜0.01）。這表明本研究進行miR-3143 mimics轉染成功。

2.2 miR-3143對HS-746T細胞增殖能力的影響

本研究進行平板細胞克隆形成實驗的結果顯示，Control組和miR-3143組HS-746T細胞的克隆形成數分別為（175.70±22.29）個和（67.93±16.78）個，組間相比差異有統計學意義（t=3.86，P＜0.01）。這表明上調miR-3143的表達能抑制胃癌HS-746T細胞的增殖活性。詳見圖1。

圖1 miR-3143對HS-746T細胞增殖活性的影響

2.3 miR-3143對HS-746T細胞細胞周期的影響

本研究采用流式細胞技術進行檢測的結果顯示，與Control組相比，miR-3143組G0-G1期的HS-746T細胞更多，S期的HS-746T細胞更少，差異有統計學意義（P＜0.01）。這表明上調miR-3143的表達能夠將HS-746T細胞阻遏在G0-G1期。詳見圖2。

圖2 miR-3143對HS-746T細胞細胞周期的影響

2.4 miR-3143對HS-746T細胞凋亡的影響

本研究采用流式細胞技術進行檢測的結果顯示，Control組和miR-3143組HS-746T細胞的凋亡率分別為（9.71±1.69）%和（18.63±2.59）%，組間相比差異有統計學意義（t=2.88，P＜0.05）。這表明上調miR-3143的表達能促進HS-746T細胞的凋亡。詳見圖3。

圖3 miR-3143對HS-746T細胞凋亡的影響

2.5 miR-3143與靶基因的靶向關系

運用miRNA靶基因預測數據庫miRecords和miRGator預測miR-3143的靶基因可能是TOP2A，互補結合序列詳見圖4。

2.6 上調miR-3143的表達對HS-746T細胞TOP2AmRNA表達的影響

本研究進行qRT-PCR檢測的結果顯示，Control組和miR-3143組HS-746T細胞中TOP2A mRNA的表達水平分別為（1.07±0.19）和（0.31±0.05），組間相比差異有統計學意義（t=4.98，P＜0.01）。這表明上調miR-3143的表達能顯著抑制TOP2A mRNA的表達。

2.7 上調miR-3143的表達對HS-746T細胞TOP2A蛋白表達的影響

本研究進行Western blot檢測的結果顯示，與Control組相比，miR-3143組HS-746T細胞中TOP2A蛋白的表達明顯降低，細胞周期蛋白Cyclin H的表達明顯降低，細胞凋亡抑制蛋白IAPs的表達明顯降低。詳見圖5。

圖5 上調miR-3143的表達對TOP2A蛋白表達的影響

3 討論

近年來的研究發現，在胃癌組織中存在多個異常表達的miRNA，miRNA的異常表達在胃癌發生、發展中的作用日益受到重視[6]。miRNA可作為癌基因或抑癌基因在胃癌細胞的增殖或凋亡中發揮作用。Ding等[7]研究發現，miR-146b-5p在胃癌組織中的表達下調，出現癌細胞淋巴結轉移和遠處轉移的胃癌患者癌組織中miR-146b-5p的表達低于未出現癌細胞淋巴結轉移和遠處轉移的患者，miR-146b-5p過表達可減弱胃癌細胞的增殖和遷移能力。He等[8]研究指出，miR-96-5p在胃癌細胞株和胃癌患者的血清樣本中呈高表達，miR-96-5p在體外能顯著加快胃癌細胞的生長。miR-3143是一個新發現的miRNA，其可影響乳腺癌細胞的代謝[5]。本研究將miR-3143轉染至胃癌HS-746T細胞，結果發現，當miR-3143表達上調后，胃癌HS-746T細胞的克隆形成能力可明顯降低，細胞周期進展減慢，細胞的凋亡增加，這表明miR-3143可發揮抑制胃癌HS-746T細胞的作用。miRNA抑制胃癌HS-746T細胞的主要機制是靶向互補結合靶基因mRNA的3’-UTR，促進靶基因mRNA的降解或抑制其翻譯為蛋白，從而下調靶基因在細胞中的表達水平[9]。本研究利用miRecords和miRGator數據庫預測miR-3143的靶基因可能是TOP2A。TOP2A基因位于17號染色體長臂，TOP2A蛋白可改變DNA的超螺旋結構，調控基因的復制和轉錄，在細胞周期、增殖、有絲分裂等過程中發揮著重要作用[10]。TOP2A蛋白在腫瘤組織（如前列腺癌組織、乳腺癌組織、胰腺癌組織）中的表達水平明顯高于正常組織，其表達水平與患者對化療的敏感度、預后等存在明顯的相關性[11-12]。TOP2A蛋白在胃癌組織中呈高表達，與胃癌的惡性程度有關，下調TOP2A的表達可抑制胃癌細胞的生長和侵襲[13]。

綜上所述，上調miR-3143的表達能有效地抑制胃癌HS-746T細胞的增殖活力，調控細胞周期，促進細胞的凋亡，這一作用機制可能與miR-3143能夠抑制TOP2A基因的表達有關。miR-3143可能為胃癌提供新的基因治療靶點。