原兒茶酸對結腸癌SW620 細胞糖酵解及增殖的影響

劉經州，楊紅群，馬東旺

（1.承德醫學院附屬醫院，河北 承德067000； 2.承德市婦幼保健院，河北 承德067000； 3.天津市人民醫院，天津 300000）

結腸癌是常見的惡性腫瘤類型之一，其發病率在消化道腫瘤中高居第三位，嚴重威脅人類健康和生命安全［1］。盡管手術輔以化療、免疫治療顯著提高結腸癌患者生存率，但仍存在嚴重的不良反應和毒副作用。近年來，天然化合物在人類癌癥防治中的作用受到特別關注。原兒茶酸是一種廣泛存在的天然酚酸，具有抗氧化、抗炎、抗高血糖、抗纖維化以及心血管和神經保護活性［2?3］。研究顯示，原兒茶酸顯著抑制卵巢癌細胞增殖，并抑制二乙基亞硝胺／苯巴比妥誘發的小鼠肝細胞癌形成［4?5］。但其在結腸癌中的抗腫瘤機制并未完全闡明。長非編碼RNA（lncRNAs）是由200多個核苷酸組成的RNA 轉錄本，其通過轉錄、轉錄后調控、基因組印跡等參與調節多種人類惡性腫瘤的生理和病理過程，是癌癥治療的潛在靶點［6?7］。研究顯示，lncRNA心肌素基因（MYOSLID）在骨肉瘤、頭頸部鱗狀細胞癌中表達增加，干擾MYOSLID可降低細胞的增殖、遷移和侵襲能力［8?9］。然而MYOSLID在結腸癌中的抗腫瘤作用鮮有研究。糖酵解代謝活躍、過度增殖是腫瘤細胞的重要特征，本研究擬從糖酵解、增殖角度研究原兒茶酸、MYOSLID在結腸癌中的抗腫瘤作用，探討其潛在分子機制，以期為原兒茶酸用于防治結腸癌提供實驗依據。

1 材料與方法

1.1 組織來源 收集2018 年1 月至2019 年1 月于承德醫學院附屬醫院行手術切除的結腸癌組織樣本及癌旁組織樣本（距離腫瘤邊緣5 cm 處癌旁黏膜組織）共41 對，男23例，女18 例，所有患者術前未接受放療、化療或免疫治療等輔助治療。該研究獲得承德醫學院附屬醫院倫理委員會的批準和患者知情同意（2018000421）。

1.2 細胞 人結腸癌細胞SW620，購自中國科學院上海細胞研究所。

1.3 藥物和試劑 原兒茶酸（純度≥98%，生產批號809?201603）購自上海聯邁生物工程有限公司；小干擾RNA 序列片段（si?RNA）、質粒（pcDNA）購于廣州復能基因有限公司；TRIzol 試劑、乳酸檢測試劑盒、葡萄糖檢測試劑盒、細胞計數試劑盒（CCK?8）購自北京索萊寶生物科技有限公司；第一鏈cDNA 合成試劑盒、SYBR Green PCR 試劑盒購于大連寶生物工程有限公司；羊抗兔IgG 二抗（7074）、兔源細胞周期素D1（CyclinD1）（55506）、p21（2947）、甘油醛?3?磷酸脫氫酶（GAPDH）（5174）單克隆抗體購于上海賽信通生物試劑有限公司。

2 方法

2.1 細胞培養和分組 SW620 細胞采用補充10% 胎牛血清、1%青鏈霉素雙抗的DMEM 培養基在37 ℃、5% CO2細胞培養箱培養。當細胞70%融合時，胰酶消化，按照1 ∶3 比例稀釋，將細胞接種于新的培養瓶中，每2 d 換液1次，取對數期SW620 細胞進行實驗。用原兒茶酸終濃度分別為0、5、10、20 μmol／L 的培養液孵育細胞48 h，分別命名為對照組、原兒茶酸低濃度組、原兒茶酸中濃度組和原兒茶酸高濃度組。為探討原兒茶酸的抗腫瘤作用和MYOSLID關系，利用脂質體轉染法將si?NC、si?MYOSLID分別轉染SW620 細胞，分別命名為si?NC 組、si?MYOSLID組；將pcDNA、pcDNA?MYOSLID 分別轉染SW620 細胞，用原兒茶酸終濃度20 μmol／L 的培養液處理轉染成功細胞48 h，分別命名為原兒茶酸＋pcDNA 組、原兒茶酸＋pcDNA?MYOSLID 組。

2.2 葡萄糖消耗和乳酸產生水平檢測 采用乳酸檢測試劑盒、葡萄糖檢測試劑盒，收集細胞培養基，3 000 r／min 離心獲得上清液。按照試劑盒說明書步驟，測定各組細胞的乳酸產量以及葡萄糖消耗量。

2.3 細胞活力檢測 采用CCK?8 法。將未轉染的SW620細胞接種96 孔板，貼壁后用含5、10、20 μmol／L 原兒茶酸［8］的培養液（每孔100 μL）孵育48 h；將轉染si?NC 或轉染si?MYOSLID 的SW620 細胞接種96 孔板，培養48 h。將轉染pcDNA 或pcDNA?MYOSLID 的SW620 細胞接種96孔板，貼壁后用含20 μmol／L 原兒茶酸的培養液（每孔100 μL）孵育48 h，設置3 個復孔。每孔加入10 μL 的CCK?8 溶液，再培養2 h，酶標儀在450 nm 處測量OD。增殖抑制率＝（1－OD實驗組／OD對照組）×100%。

2.4 細胞克隆形成能力檢測 采用集落形成實驗檢測。各組取2 mL 細胞懸液（約5×102個細胞）接種到96 孔板中，米字型晃動平板使細胞分散均勻。約培養14 d 時，用甲醇固定集落，用0.1%結晶紫染色，顯微鏡下計算大于50 個細胞的集落數。

2.5 lncRNA MYOSLID 表達檢測 采用RT?PCR 法。TRIzol 試劑提取細胞總RNA 后。采用第一鏈cDNA 合成試劑盒進行反轉錄，使用SYBR Green PCR 試劑盒進行實時RT?qPCR。GAPDH 作 為MYOSLID的內源 性對照，MYOSLID表達水平以2－△△Ct公式計算。MYOSLID正向5′?AAGAGGGAGTGGGAGTTAGGC?3′，正向 5′?CACTGTGGT GGGATCTGCAAG?3′；GAPDH正向 5′?TGATGACCCTTTT GGCTCCC?3′，反向5′?GAAGCTTGTCATCAA TGGAAAT?3′。

2.6 CyclinD1 和p21 蛋白表達檢測 采用Western blot 法。

放射免疫測定（RIPA）緩沖液冰上裂解細胞30 min，離心收集上清液并測定蛋白濃度。十二烷基硫酸鈉聚丙烯酰胺凝膠電泳分離蛋白樣品，并恒流轉移至聚偏氟乙烯膜。4 ℃下用5%脫脂奶粉將膜封閉12 h。棄去封閉液，室溫下加入特異性一抗溶液（1 ∶1 000）孵育膜2 h。隨后將膜與相應二抗（1 ∶1 000）室溫下孵育2 h。洗膜后，加入顯影劑暗室反應15 min，以GAPDH 為內參，使用Quantity One軟件對蛋白質表達水平進行定量。

2.7 統計學分析 采用GraphPad Prism 7.0 軟件進行統計分析，計量資料以（）表示。采用獨立樣本t檢驗比較兩組差異，采用單因素方差分析和SNK?q 檢驗比較多組間差異。P＜0.05 為差異有統計學意義。

3 結果

3.1 原兒茶酸對結腸癌SW620 細胞糖酵解的影響 與對照組比較，原兒茶酸低、中、高濃度組SW620 細胞葡萄糖消耗量、乳酸產生量降低（P＜0.05），且表現出一定的劑量依賴性。見表1。

表1 原兒茶酸對結腸癌SW620 細胞糖酵解的影響（，n＝9）

表1 原兒茶酸對結腸癌SW620 細胞糖酵解的影響（，n＝9）

注：與對照組比較，*P＜0.05；與原兒茶酸低濃度組比較，＃P＜0.05；與原兒茶酸中濃度組比較，＆P＜0.05。

3.2 原兒茶酸對結腸癌SW620 細胞增殖的影響 與對照組比較，原兒茶酸低、中、高濃度組SW620 細胞增殖抑制率、p21 蛋白表達升高，克隆形成數、CyclinD1 蛋白表達降低（P＜0.05），且表現出一定的劑量依賴性。見表2、圖1。

表2 原兒茶酸對結腸癌SW620 細胞增殖的影響（， n＝9）

表2 原兒茶酸對結腸癌SW620 細胞增殖的影響（， n＝9）

注：與對照組比較，*P＜0.05；與原兒茶酸低濃度組比較，＃P＜0.05；與原兒茶酸中濃度組比較，＆P＜0.05。

圖1 原兒茶酸對結腸癌SW620 細胞增殖的影響

3.3 lncRNAMYOSLID在結腸癌組織中的表達 lncRNAMYOSLID在結腸癌組織中的表達較癌旁組織升高（P＜0.01）。見表3。

表3 lncRNA MYOSLID 在結腸癌組織中的表達（，n＝3）

表3 lncRNA MYOSLID 在結腸癌組織中的表達（，n＝3）

注：與癌旁組織比較，**P＜0.01。

3.4 原兒茶酸對結腸癌SW620 細胞中lncRNAMYOSLID表達的影響 與對照組比較，原兒茶酸低、中、高濃度組SW620 細胞lncRNAMYOSLID的表達降低（P＜0.05），且表現出一定的劑量依賴性。見表4。

表4 原兒茶酸對結腸癌SW620 細胞中lncRNA MYOSLID表達的影響（， n＝9）

表4 原兒茶酸對結腸癌SW620 細胞中lncRNA MYOSLID表達的影響（， n＝9）

注：與對照組比較，*P＜0.05；與原兒茶酸低濃度組比較，＃P＜0.05；與原兒茶酸中濃度組比較，＆P＜0.05。

3.5 干擾lncRNAMYOSLID表達對結腸癌SW620 細胞糖酵解和增殖的影響 與si?NC 組比較，si?MYOSLID 組SW620細胞lncRNAMYOSLID表達降低，葡糖糖消耗量、乳酸產生量、克隆形成數、以及CyclinD1 蛋白表達降低，細胞增殖抑制率、p21 蛋白表達升高（P＜0.05）。見表5、圖2。

圖2 干擾lncRNA MYOSLID 表達對結腸癌SW620 細胞增殖的影響

表5 干擾lncRNA MYOSLID 表達對結腸癌SW620 細胞糖酵解和增殖的影響（， n＝9）

表5 干擾lncRNA MYOSLID 表達對結腸癌SW620 細胞糖酵解和增殖的影響（， n＝9）

注：與si?NC 組比較，**P＜0.01。

3.6 lncRNAMYOSLID過表達逆轉原兒茶酸（20 μmol／L）對結腸癌SW620 細胞糖酵解和增殖的作用與原兒茶酸＋pcDNA 組比較，原兒茶酸＋pcDNA?MYOSLID 組SW620 細胞lncRNAMYOSLID表達顯著升高，葡糖糖消耗量、乳酸產生量、克隆形成數以及CyclinD1 蛋白表達升高，細胞增殖抑制率、p21 蛋白表達降低（P＜0.05）。見表6、圖3。

表6 lncRNA MYOSLID 過表達逆轉了原兒茶酸對結腸癌SW620 細胞糖酵解和增殖的作用（， n＝9）

表6 lncRNA MYOSLID 過表達逆轉了原兒茶酸對結腸癌SW620 細胞糖酵解和增殖的作用（， n＝9）

注：與原兒茶酸＋pcDNA 組比較，**P＜0.01。

圖3 lncRNA MYOSLID 過表達逆轉了原兒茶酸對結腸癌SW620 細胞增殖的作用

4 討論

原兒茶酸存在于許多水果和蔬菜中，具有多種生物活性。Owumi 等［10］研究發現，原兒茶酸通過升高大鼠肝臟和腎臟中抗氧化酶活性、抑制脂質過氧化、拮抗細胞凋亡機制保護抗癌藥甲氨蝶呤誘導的肝腎毒性。Tsao 等［11］研究表明原兒茶酸以劑量依賴方式抑制肺癌細胞生長、降低線粒體膜電位和誘導細胞凋亡。此外，原兒茶酸通過抑制核因子κB（NF?κB）激活、下調基質金屬蛋白酶2（MMP?2）表達進而抑制胃癌細胞的遷移和侵襲，抑制小鼠中黑色素瘤細胞的肝轉移［12］。以上研究表明，原兒茶酸具有防治人類癌癥的巨大潛力。糖酵解是癌細胞的重要生化特征之一，糖酵解不僅為腫瘤細胞提供充足的能量，而且為腫瘤細胞的快速增殖提供大量的生物合成原料，抑制糖酵解反應可抑制結腸癌進程［13］。CyclinD1 是G1到S 周期轉化的關鍵介質，其上調導致結腸癌細胞的快速生長，而p21 則通過抑制G1到S 期轉換具有抗增殖作用［14?15］。本研究發現，原兒茶酸以劑量依賴方式抑制葡萄糖消耗和乳酸產生，抑制細胞增殖、克隆形成和CyclinD1 表達，促進p21 表達。提示，原兒茶酸通過抑制SW620 細胞增殖和糖酵解反應在結腸癌癌中具有抗腫瘤作用。

lncRNA 參與調節腫瘤細胞的增殖、周期分布、凋亡、遷移侵襲、糖酵解代謝等多個生物學過程，是人類癌癥進展的重要調節劑［16?17］。lncRNAMYOSLID在胃癌組織和細胞中呈高表達，其表達水平與腫瘤大小，腫瘤分期、浸潤深度和生存時間相關，干擾MYOSLID表達可誘導凋亡和生長停滯，抑制裸鼠移植瘤形成［18］。此外，MYOSLID高表達可預測骨肉瘤患者預后不良，促進骨肉瘤細胞的生長和轉移［8］。本研究發現結腸癌組織中MYOSLID表達水平顯著升高，轉染si?MYOSLID 干擾MYOSLID表達可降低SW620 細胞克隆形成能力，降低Cyclin D1 表達，提高p21 表達，降低乳酸消耗和葡萄糖產生量，這提示干擾MYOSLID 表達可抑制結腸癌細胞的增殖和糖酵解反應。原兒茶酸處理后MYOSLID表達以劑量依賴方式降低，提示原兒茶酸的抗腫瘤作用可能與調節MYOSLID表達有關。進一步研究證實，過表達MYOSLID降低了原兒茶酸對SW620 細胞增殖、克隆形成和糖酵解的抑制作用，恢復細胞增殖、糖酵解以及Cyclin D1 和p21 表達。提示，原兒茶酸通過下調MYOSLID在結腸中發揮抗腫瘤作用。

總之，原兒茶酸通過抑制SW620 細胞增殖和糖酵解反應在結腸癌中具有抗腫瘤作用，其機制與下調MYOSLID表達有關，為原兒茶酸在結腸癌防治中的應用提供了實驗依據。