長鏈非編碼SNHG15靶向miR-141對甲狀腺癌細胞侵襲及凋亡的影響研究

陳朝琴，薛治乾，李文霞

甲狀腺癌是頭頸部腫瘤及內分泌系統中最常見的惡性腫瘤，女性發病率高于男性。甲狀腺癌的發病率在全球范圍內呈現持續快速增長趨勢。近些年來，分子靶向治療腫瘤成為研究熱點。長鏈非編碼RNA（lncRNA）是一類轉錄本長度大于200 nt的非編碼RNA，在多種腫瘤中以原癌基因或抑癌基因形式存在，參與腫瘤發生和發展。lncRNA核仁小RNA宿主基因15（SNHG15）定位于7p13染色體上，與乳腺癌、胰腺癌、骨肉瘤等多種腫瘤細胞生長有關。研究顯示，lncRNA SNHG15在甲狀腺癌細胞中表達升高，抑制lncRNA SNHG15表達可降低細胞增殖能力，并誘導細胞凋亡，但其對甲狀腺癌細胞侵襲、凋亡的分子機制尚未明確。生物信息學預測顯示，miR-141是lncRNA SNHG15的靶基因。本研究起止時間為2018年10月至2019年5月，以甲狀腺癌FRO細胞為研究對象，旨在探討lncRNA SNHG15是否通過調控miR-141表達影響甲狀腺癌細胞的侵襲和凋亡。

1 材料與方法

1.1 試劑和儀器

人甲狀腺癌FRO細胞購自美國ATCC。DMEM培養基、FBS均購自美國Gibco公司；實時熒光定量PCR試劑盒及反轉錄試劑盒均購自日本TaKaRa公司；SNHG15小干擾RNA（si-SNHG15）、miR-141抑制劑inhibitor（anti-miR-141）及miR-141模擬物（mimics）均由上海吉瑪制藥技術有限公司合成；Transwell小室購自美國corning公司；細胞凋亡試劑盒及流式細胞儀均購自美國BD公司；鼠抗人上皮鈣黏素（E-cadherin）單抗、鼠抗人B細胞淋巴瘤/白血病-2（Bcl-2）單抗、鼠抗人Bcl-2相關X蛋白（Bax）單抗及HRP標記的二抗均購自美國CST；二喹啉甲酸（BCA）蛋白濃度測定試劑盒購自上海碧云天公司。本研究符合《世界醫學協會赫爾辛基宣言》相關要求。

1.2 細胞培養

FRO細胞在含10% FBS的DMEM培養基中，于5%體積分數二氧化碳、飽和濕度及37℃培養箱中常規培養、傳代。選擇生長至對數期的細胞進行試驗研究。

1.3 轉染

待FRO細胞生長至對數期后，以3×10個/孔接種于6孔板中，37℃培養箱過夜，使轉染時細胞達到70%～80%的生長融合度。參照Lipofectamine 2000試劑盒（美國Invitrogen）說明，將SNHG15小干擾RNA（siRNA）、siRNA陰性對照（siRNA control）、miR-141抑制劑（miR-141 inhibitor）或抑制劑陰性對照（inhibitor control）轉染至甲狀腺癌FRO細胞，細胞隨機分組空白對照（si-control）組、轉染陰性對照（si-NC）組、轉染SNHG15 siRNA（si-SNHG15）組、轉染SNHG15 siRNA和inhibitor control（si-SNHG15+anti-control）組和轉染SNHG15 siRNA和miR-141 inhibitor（si-SNHG15+anti-miR-141）組。轉染48 h，收集細胞用于后續研究。

1.4 qRT-PCR實驗

提取細胞總RNA，并逆轉錄合成為cDNA。以cDNA為模板，參照PCR試劑盒設置反應條件，反應體系為20 μL，采用實時熒光定量PCR儀 進 行擴增。SNHG15：正向引物5′-CAACCATAGCGGTGCAAC TGTGC-3′，反 向 引 物3′-GGCTGAACCAAGTTGCAAGTC ATG-5′。SNHG15內參GAPDH：正向引物5′-CAGTGCCAGCCTCGTCTAT-3′，反向引物：3′-AGGGGCCATCCACAGTCTTC-5′。miR-141：正向引物5′-GGGCATCTTCCAGTACAGT-3′，反向引物3′-CAGTGCGTGTCG TGGAGT-5′。miR-141內參U6：正向引物5′-CTCGCTTCGGCAGCACATATACT-3′，反向引物3′-ACGCTTCACGAATTTGCGTGTC-5′。

以檢測所得到的Ct均值，采用2方法計算SNHG15和miR-141的相對表達量。每組設置6個復孔，實驗重復3次。

1.5 細胞侵襲能力檢測

采用Transwell實驗檢測甲狀腺癌細胞的侵襲能力。Transwell小室上室接種5×10個含無血清培養基的細胞，下室裝含有10% FBS的培養基。37℃條件下孵育細胞48 h，甲醇固定，結晶紫染色，棉簽輕輕擦除小室內基底膜的細胞。顯微鏡下每膜隨機選擇5個視野，計數穿膜細胞數。取均值，實驗重復3次。

1.6 細胞凋亡檢測

收集轉染后的細胞，制備成單細胞懸液，并將細胞濃度調整為5×10個/毫升。取1 mL細胞，離心，棄掉上清，預冷的PBS洗滌細胞，離心，棄掉上清，加200 μL的結合緩沖液重懸細胞，然后再加入Annexin V-FITC和PI各5 μL，輕柔混勻，室溫條件下避光反應15 min，1 h內，通過流式細胞儀檢測。實驗重復3次，取均值，計算細胞的凋亡率。

1.7 熒光素酶報告實驗

Diana Tools、Starbase和TargetScan靶基因軟件顯示SNHG15與miR-141有可結合的位點，構建野生型（WT）及突變型（MUT）SNHG15載體，與miR-141 mimics共轉染進FRO細胞。按照熒光素酶活性檢測試劑盒說明檢測FRO細胞熒光素酶活性。相對熒光素酶活性=螢火蟲熒光素酶活性值/海參熒光素酶活性值。

1.8 蛋白表達檢測

細胞中加入適量蛋白裂解液提取總蛋白，BCA法測定蛋白濃度。蛋白于100℃變性5 min，每孔道上樣30 μg變性蛋白，12% SDS-PAGE分離蛋白，常規濕法轉膜，然后加5%脫脂奶粉封閉膜2 h，洗膜，加E-cadherin、Bcl-2、Bax及內參GAPDH一抗（1∶500），4℃孵育過夜，洗膜，加二抗（HRP標記的羊抗鼠），37℃搖床震蕩封閉1 h，加入ECL液，凝膠成像系統曝光，Quantity One軟件對蛋白印跡條帶定量。以檢測的目的蛋白與GAPDH蛋白灰度值比值為各蛋白的相對表達量。實驗重復3次。

2 結果

2.1 抑制SNHG15表達對FRO細胞侵襲能力的影響

qRT-PCR結果顯示，si-SNHG15轉染FRO細胞48 h，SNHG15 mRNA表達明顯低于si-control組（

P

＜0.05），而si-NC組SNHG15 mRNA表達與si-control組差異無統計學意義（

P

＞0.05）。Transwell小室檢測細胞侵襲結果顯示，與si-control組比較，si-SNHG15組細胞侵襲能力明顯降低（

P

＜0.05）。見表1。

表1 抑制SNHG15表達后FRO細胞SNHG15 mRNA表達及侵襲細胞數/±s

2.2 抑制SNHG15表達對FRO細胞凋亡的影響

Annexin V-FITC/PI雙染后流式細胞儀檢測結果顯示，與si-control組（4.31±0.42）%和si-NC組（4.68±0.53）%比較，si-SNHG15組FRO細胞凋亡率（33.11±1.69）%明顯升高（

P

＜0.05）。見圖1。

圖1 抑制SNHG15表達后FRO細胞凋亡圖

2.3 靶向關系驗證

經生物信息學分析發現，SNHG15和miR-141存在可結合的位點（圖2）。將SNHG15野生型（SNHG15-WT）及SNHG15突變型（SNHG15-MUT）分別與miR-141mimics共轉染FRO細胞，雙熒光素酶報告實驗顯示，SNHG15-WT與miR-141mimics共轉染FRO細胞后，熒光素酶活性明顯降低（

P

＜0.05），而SNHG15-MUT與miR-141mimics共轉染FRO細胞后，熒光素酶活性無明顯變化（

P＞

0.05）（表2），說明SNHG15與miR-141存在靶向關系。qRTPCR結果顯示，與si-control組（1.000）相比，si-SNHG15組細胞中miR-141 mRNA表達（3.012±0.187）明顯升高（

P

＜0.05），而 與si-SNHG15+anti-control組（3.045±0.172）相比，si-SNHG15+anti-miR-141組相比中miR-141 mRNA表達（1.413±0.067）明顯降低（

P

＜0.05）。說明SNHG15靶向負調控miR-141表達。

圖2 生物信息學預測SNHG15和miR-141的結合位點

表2 熒光素酶活性檢測結果/±s

2.4 抑制miR-141表達可減弱SNHG15對FRO細胞侵襲和凋亡的影響

如表3所示，si-SNHG15轉染FRO細胞后，與si-control組比較，si-SNHG15組細胞侵襲能力明顯降低，凋亡率升高（

P

＜0.05），而將si-SNHG15與anti-miR-141共同 轉染FRO細 胞 后，與si-SNHG15+anti-control組比較，細胞侵襲能力明顯升高，凋亡率降低（

P

＜0.05）。

表3 SNHG15靶向miR-141對FRO細胞侵襲和凋亡影響/±s

2.5 抑制miR-141表達可減弱SNHG15對FRO細胞E-cadherin、Bcl-2和Bax表達的影響

Western blotting檢測抑制SNHG15或共同抑制SNHG15和miR-141表達后FRO細胞侵襲相關的E-cadherin及與凋亡相關的Bcl-2和Bax表達，結果如圖3和表4所示，與si-control組比較，si-SNHG15組E-cadherin和Bax表達明顯升高，Bcl-2表達明顯降低（

P

＜0.05），將si-SNHG15與anti-miR-141共同轉染FRO細胞后，與si-SNHG15+anti-control組比較，E-cadherin和Bax表達明顯降低，Bcl-2表達明顯升高（

P

＜0.05）。

表4 SNHG15靶向miR-141對FRO細胞E-cadherin、Bcl-2和Bax蛋白表達的影響/±s

圖3 FRO細胞E-cadherin、Bcl-2和Bax蛋白表達條帶

3 討論

作為一種新近發現的非編碼RNA類，lncRNA在人類疾病診斷及腫瘤治療中應用廣泛。lncRNA可通過多種分子機制及途徑對基因表達進行調解，進而影響多種生物學功能，其表達及調控異常與多種惡性腫瘤發生及發展密切相關。目前大量研究表明lncRNA可作為腫瘤診療的一種生物標志物。因此，研究lncRNA在甲狀腺癌中的作用對于其治療尤為重要。有研究顯示，肝癌組織中lncRNA SNHG15表達高于臨近非腫瘤組織，其表達與組織學分級、TNM分期及靜脈侵襲有關；lncRNA SNHG15可通過調節miR-153影響膠質瘤微血管內皮細胞的生長；上調lncRNA SNHG15表達可通過調控基質金屬蛋白酶2（MMP2）/基質金屬蛋白酶9（MMP9）促進胃癌細胞侵襲和遷移。但lncRNA SNHG15對甲狀腺癌的影響還未知。本研究將SNHG15特異性siRNA轉染甲狀腺癌FRO細胞，SNHG15表達明顯降低，細胞侵襲能力降低，凋亡率升高，提示抑制SNHG15表達可明顯降低甲狀腺癌細胞生長。

微小RNA（microRNA或miRNA）是一類非編碼小分子RNA，長度約為18～22 nt，可在轉錄后水平調節基因表達，miR-141是微小RNA家族中的一員，與結直腸癌、乳腺癌等多種腫瘤細胞生長有關。研究顯示，甲狀腺癌中miR-141表達降低，miR-141可通過靶向胰島素受體底物2抑制甲狀腺癌細胞生長和轉移。生物信息學顯示SNHG15與miR-141有可結合位點，本研究通過熒光素酶報告實驗進一步證實SNHG15靶向負調控miR-141表達。細胞侵襲及凋亡實驗表明，抑制SNHG15與miR-141表達可減弱抑制SNHG15對甲狀腺癌細胞侵襲和凋亡的影響，說明SNHG15可調控miR-141影響甲狀腺癌細胞侵襲和凋亡。

腫瘤侵襲遷移是一個復雜的過程，EMT是影響腫瘤侵襲轉移的一個關鍵步驟，而E-cadherin的減少或丟失是EMT形成的一個最重要標志。有研究顯示，BCORL1可通過下調E-cadherin促進甲狀腺癌細胞侵襲轉移；Dickkopf-1（DKK-1）可通過抑制β-catenin/E-cadherin促進甲狀腺癌細胞存活和遷移。本研究結果顯示，抑制SNHG15表達可上調E-cadherin表達，而同時抑制SNHG15和miR-141表達可降低E-cadherin表達，提示SNHG15調控miR-141對甲狀腺癌侵襲影響與調節E-cadherin表達有關。誘導細胞凋亡是腫瘤治療的主要機制。Bcl-2和Bax均為Bcl-2家族成員，發揮抑凋亡和促凋亡作用，Bcl-2/Bax比率是啟動細胞凋亡的“分子開關”，是目前研究較多的與腫瘤凋亡相關的兩個基因。多項研究表明，對Bcl-2和Bax表達調節可影響腫瘤細胞凋亡。本研究結果顯示，抑制SNHG15表達可上調Bax表達，下調Bcl-2表達，而同時抑制SNHG15和miR-141表達可下調Bax表達，上調Bcl-2表達，提示SNHG15調控miR-141對甲狀腺癌細胞凋亡影響與調節Bcl-2和Bax表達有關。

綜上所述，SNHG15可靶向調節miR-141表達，降低甲狀腺癌細胞侵襲能力，誘導細胞凋亡，機制與調節E-cadherin、Bcl-2和Bax表達有關。本研究可能為甲狀腺癌的診療提供理論依據，但仍需更深入的探究。