腫瘤蛋白翻譯控制1的反義RNA 1在肺癌中的表達及其對肺癌細胞增殖、遷移和侵襲的影響

張龍，王瑞，趙佳

肺癌早期缺乏明顯臨床癥狀，易復發和轉移，五年生存率依然較低［1-3］。探究肺癌發生發展的分子機制可為其治療提供分子靶點［4-6］。腫瘤蛋白翻譯控制1（TPT1）的反義RNA 1（TPT1-AS1）是一種在胃癌［7］、上皮性卵巢癌［8］等腫瘤中表達升高的長鏈非編碼RNA（lncRNA），其促進這些腫瘤的發展進程。然而，TPT1-AS1 能否影響肺癌的發生發展還未知。Starbase 生物信息軟件預測顯示，TPT1-AS1 可能與微小RNA-671-5p（miR-671-5p）結合。miR-671-5p在肺癌組織中表達下調，可作為肺癌診斷的生物標志物［9］。本研究以TPT1-AS1/miR-671-5p軸為切入點，探究了肺癌發生發展的分子機制，報告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料46 例肺癌組織和對應癌旁組織取自于2017 年1 月至2018 年12 月在信陽市中心醫院確診并行手術治療的肺癌病人，其中男28 例，女18例，年齡（63.25±8.76）歲；肺腺癌21 例，肺鱗癌25例。納入標準：（1）經病理確診為非小細胞肺癌病人；（2）術前未進行放療、化療。病人知情同意，本研究符合《世界醫學協會赫爾辛基宣言》相關要求。

1.2 試劑A549 細胞系，中國科學院上海細胞庫；BCA 蛋白檢測試劑盒、RPMI 1640 培養基、Annexin V-FITC/PI 細胞凋亡試劑盒、MTT 和LipofectamineTM2000 試劑盒，北京索萊寶；PCR 實驗相關試劑盒，大連寶生物工程有限公司；胎牛血清，浙江天杭；引物序列、TPT1-AS1小干擾RNA（si-TPT1-AS1）和過表達載體（pcDNA-TPT1-AS1）、小干擾RNA陰性序列（si-NC）、空載體（pcDNA）、TPT1-AS1野生型（WT）和突變型（MUT）熒光素酶報告載體、miR-671-5p 模擬物（mimcs）、抑制劑陰性序列（anti-miR-NC）、miR-671-5p抑制劑（anti-miR-671-5p）、模擬對照序列（miR-NC），上海吉瑪制藥技術有限公司；蛋白質印跡實驗所需抗體，美國Santa Cruz公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 實時熒光定量PCR（RT-qPCR）檢測組織中TPT1-AS1 和miR-671-5p 表達組織中總RNA 經Trizol試劑提取后，逆轉錄互補DNA（cDNA），行PCR擴增。擴增程序：先設置溫度為95 ℃，進行預變性處理，時間為10 min。然后95 ℃條件下變性30 s，之后設置溫度為58 ℃進行退火，時間為30 s；最后再設置溫度為72 ℃進行延伸，時間為30 s，循環此過程，共35 個循環。引物序列見表1。2-ΔΔCt法計算組織中TPT1-AS1 相對GAPDH、miR-671-5p 相對U6 的表達量。

表1 引物序列

1.3.2 細胞培養和轉染 用完全培養基（含10 %FBS的RPMI 1640培養基）培養A549細胞。將A549細胞接種于6 孔板中，每孔接種細胞數為1×105個。培養12 h 后，將LipofectamineTM2000 試劑分別與si-NC（si-NC 組）、si-TPT1-AS1（si-TPT1-AS1 組）、pcDNA-TPT1-AS1（pcDNA-TPT1-AS1 組）、pcDNA（pcD-NA組）、共轉染si-TPT1-AS1與anti-miR-NC（si-TPT1-AS1+anti-miR-NC 組）、si-TPT1-AS1 與anti-miR-671-5p（si-TPT1-AS1+anti-miR-671-5p 組）混合均勻，取100 μL 混合液緩慢加至6 孔板中，孵育細胞6 h。然后利用RT-qPCR 法檢測細胞中TPT1-AS1 或miR-671-5p表達，驗證轉染效果后用于后續實驗。

1.3.3 雙熒光素酶報告基因實驗 將A549 細胞接種于6 孔板中，每孔接種細胞數為1×105個。培養12 h 后，將LipofectamineTM2000 試劑分別 與TPT1-AS1-WT 和miR-671-5p mimic（或miR-NC）、TPT1-AS1-MUT 和miR-671-5p mimic（miR-NC）混合均勻，取100 μL 混合液緩慢加至6 孔板中，孵育細胞6 h。然后收集細胞細胞并裂解，3 500 r/min 離心10 min。取20 μL 上清液，將其與100 μL 1×螢火蟲或海腎熒光素酶反應工作液混合均勻，檢測螢火蟲或海腎的熒光強度。細胞熒光素酶活性=螢火蟲熒光強度/海腎熒光強度。

1.3.4 MTT 檢測細胞增殖 將各組轉染細胞接種于96 孔板中，每孔接種細胞數為2.5×104個。同時設對照組：接種未進行轉染的A549細胞。培養24 h后，取5 g/L 的MTT 加至各孔（20 μL/孔），將細胞孵育4 h。棄培養基，加二甲基亞砜（150 μL/孔），反應5 min，振蕩均勻。將96 孔板放入酶標儀檢測卡槽中，設置λ 為490 nm，測各孔吸光度（A）值。存活率（%）=A實驗組/A對照組×100%。

1.3.5 Transwell 檢測細胞遷移和侵襲 遷移：取100 μL 各組轉染細胞加至Transwell 小室上室，每室細胞數為1.0×104個。另取500 μL 完全培養基加至下室。培養24 h 后，棄培養基，將下室細胞依次固定、染色后，顯微鏡觀察，拍照并計數。侵襲：將Matrigel 基質膠均勻地鋪在Transwell 上室，待其干燥后，按照遷移實驗的步驟操作。

1.3.6 蛋白印跡法檢測細胞周期蛋白D1（CyclinD1）、基質金屬蛋白酶（MMP）-2 和MMP-9 蛋白表達 各組細胞中總蛋白經RIPA 試劑提取后，用BCA法定量，然后用SDS-PAGE實驗分離。將分離蛋白轉至PVDF膜，用5%脫脂奶粉封閉1 h。于4 ℃冰箱中分別用CyclinD1（1∶800）、MMP-2（1∶1 000）、MMP-9（1∶1 000）和GAPDH（1∶1 500）一抗孵育，過夜后洗膜。再置于山羊抗兔二抗（1∶5 000）中，37 ℃孵育1 h。加顯影液顯影，曝光拍照。

1.4 統計學方法用SPSS 22.0 軟件進行統計學分析。實驗數據均符合正態分布，以表示。癌旁組織和癌組織中TPT1-AS1 和miR-671-5p 表達量的比較采用配對t檢驗；肺腺癌組和肺鱗癌組TPT1-AS1和miR-671-5p表達量的比較及熒光素酶活性檢測結果的比較用獨立樣本t檢驗；對照組、si-NC 組、si-TPT1-AS1 組、si-TPT1-AS1+anti-miR-NC 組 和si-TPT1-AS1+anti-miR-671-5p 細胞存活率、遷移數和侵襲數及CyclinD1、MMP-2、MMP-9蛋白表達的比較均先用單因素方差分析，然后再用LSD-t檢驗進行組間兩兩比較。肺癌組織中TPT1-AS1 和miR-671-5p 表達的相關性采用Pearson 相關性分析。差異有統計學意義以P＜0.05表示。

2 結果

2.1 TPT1-AS1 和miR-671-5p 肺癌組織中的表達46 例肺癌病人癌組織中TPT1-AS1 表達量為1.88±0.12，較癌旁組織TPT1-AS1 表達量1.01±0.08顯著升高（t=38.37，P＜0.05）；癌組織中miR-671-5p表達量為0.45±0.04，較癌旁組織中miR-671-5p 表達量1.01±0.06顯著降低（t=46.14，P＜0.05）。

2.2 不同病理分型肺癌組織中TPT1-AS1 和miR-671-5p 的表達將46例肺癌病人分為肺腺癌組（21例）和肺鱗癌組（25 例）。肺腺癌組、肺鱗癌組病人的癌組織中TPT1-AS1 表達量分別為1.87±0.14、1.89±0.11，miR-671-5p表達量分別為0.47±0.05、0.45±0.04。兩組間TPT1-AS1 和miR-671-5p 的表達比較均差異無統計學意義（tTPT1-AS1=0.54，P=0.590；tmiR-671-5p=1.51，P=0.139）。

2.3 肺癌組織中TPT1-AS1 和miR-671-5p 表達的相關性Pearson 相關性分析顯示，肺癌組織中TPT1-AS1 和miR-671-5p呈負相關（r=-0.63，P＜0.05）。見圖1。

圖1 肺癌組織中腫瘤蛋白翻譯控制1（TPT1）的反義RNA 1（TPT1-AS1）和miR-671-5p表達的相關性（線性方程：y=-0.230 65x+0.888，P＜0.05）

2.4 肺癌細胞中TPT1-AS1 靶向調控miR-671-5pTPT1-AS1 與miR-671-5p 核苷酸序列的結合位點見圖2。共轉染TPT1-AS1-WT 與miR-671-5p 的A549 細胞熒光素素酶活性為0.42±0.06，較共轉染TPT1-AS1-WT 與miR-NC 的A549 細胞熒光素素酶活性（1.04±0.07）顯著降低（t=20.18，P＜0.05）；共轉染TPT1-AS1-MUT 與miR-671-5p 的A549 細胞熒光素素酶活性為0.99±0.06，與共轉染TPT1-AS1-MUT與miR-NC 的A549 細胞熒光素素酶活性1.00±0.05比較差異無統計學意義（t=0.38，P=0.706）。si-TPT1-AS1 組A549 細胞中miR-671-5p 表達水平顯著高于si-NC 組［（1.81±0.09）比（1.05±0.05），t=22.15，P＜0.05］，而pcDNA-TPT1-AS1 組A549 細 胞 中miR-671-5p 表達水平顯著低于pcDNA 組［（0.40±0.05）比（1.01±0.11），t=15.15，P＜0.05］。

圖2 TPT1-AS1與miR-671-5p的核苷酸序列結合位點

2.5 各組細胞增殖、遷移和侵襲能力比較si-TPT1-AS1 組A549 細胞存活率、遷移數和侵襲數較si-NC 組均顯著降低（P＜0.05）。si-TPT1-AS1+antimiR-671-5p組A549細胞存活率、遷移數和侵襲數較si-TPT1-AS1+anti-miR-NC 組均顯著升高（P＜0.05）。對照組與si-NC 組、si-TPT1-AS1 組與si-TPT1-AS1+anti-miR-NC 組各檢測指標比較差異均無統計學意義（P＞0.05）。見圖3、表2。

表2 各組細胞存活率及遷移和侵襲細胞數/

表2 各組細胞存活率及遷移和侵襲細胞數/

注：①與si-NC組比較，P＜0.05。②與si-TPT1-AS1+anti-miR-NC組比較，P＜0.05。

2.6 各組細胞中CyclinD1、MMP-2和MMP-9蛋白表達水平比較CyclinD1、MMP-2 和MMP-9 蛋白在si-TPT1-AS1組A549細胞中的表達量較si-NC組均顯著降低（P＜0.05）。CyclinD1、MMP-2和MMP-9蛋白在si-TPT1-AS1+anti-miR-671-5p 組細胞中的表達量較si-TPT1-AS1+anti-miR-NC 組均顯著升高（P＜0.05）。對照組與si-NC 組、si-TPT1-AS1 組與si-TPT1-AS1+anti-miR-NC 組CyclinD1、MMP-2 和MMP-9 蛋白表達量比較均差異無統計學意義（P＞0.05）。見圖4、表3。

表3 各組細胞中CyclinD1、MMP-2和MMP-9蛋白表達水平/

表3 各組細胞中CyclinD1、MMP-2和MMP-9蛋白表達水平/

注：si-NC 為小干擾RNA 陰性序列組，si-TPT1-AS1 組為TPT1-AS1 小干擾RNA 組，si-TPT1-AS1+anti-miR-NC 組為TPT1-AS1 小干擾RNA 與抑制劑陰性序列共轉染組，si-TPT1-AS1+anti-miR-671-5p 組為TPT1-AS1 小干擾RNA 與miR-671-5p 抑制劑共轉染組，CyclinD1 細胞周期蛋白D1，MMP-2基質金屬蛋白酶-2，MMP-9基質金屬蛋白酶-9。①與si-NC組比較，P＜0.05。②與si-TPT1-AS1+anti-miR-NC組比較，P＜0.05。

圖4 各組細胞中CyclinD1、MMP-2和MMP-9蛋白表達

3 討論

TPT1-AS1 位于13 號染色體，其異常表達與多種腫瘤的發展進程密切相關。研究顯示，TPT1-AS1是結腸癌組織中表達上調的lncRNA，與病人預后不良密切相關，其通過上調細胞中VEGFA的表達促進腫瘤血管生成和轉移［10］；TPT1-AS1 宮頸癌中TPT1-AS1 呈高表達，敲減TPT1-AS1 可通過負調控miR-324-5p 抑制宮頸癌細胞的惡性行為及上皮間質轉化過程，進而阻礙宮頸癌的發展進程，TPT1-AS1 有可能成為宮頸癌治療的分子靶標［11］。本研究結果顯示，肺癌組織中TPT1-AS1的表達水平顯著高于對應的癌旁組織，與相關報道結果一致［12］，這提示TPT1-AS1可能參與肺癌的發生發展。

本研究通過下調肺癌細胞中TPT1-AS1 的表達發現，下調TPT1-AS1 可引起肺癌細胞增殖活性、遷移及侵襲能力均顯著降低，這提示下調TPT1-AS1可能有利于延緩肺癌的發展進程，對改善肺癌病人預后具有積極作用。CyclinD1 對細胞增殖起促進作用，這與其促進細胞周期由G1 期向S 期轉變有關［13］。MMP-2 和MMP-9 是能夠降解細胞外基質的基質金屬蛋白酶家族成員，對腫瘤細胞遷移和侵襲起促進作用［14］。本研究數據顯示，下調TPT1-AS1降低了肺癌細胞中與增殖、遷移及侵襲相關的蛋白CyclinD1、MMP-2 和MMP-9 的表達，與相關報道結果一致［15-16］，這進一步從蛋白水平說明下調TPT1-AS1 能夠抑制肺癌細胞的惡性行為，TPT1-AS1 有可能成為肺癌治療的分子靶點。

為了探究下調TPT1-AS1 抑制肺癌細胞惡性行為的分子機制，本研究證實了TPT1-AS1能夠靶向結合并負調控miR-671-5p，這與肺癌組織中TPT1-AS1與miR-671-5p 表達呈負相關的結果一致。研究顯示，miR-671-5p 是乳腺癌［17］、食管鱗狀細胞癌［18］、胃癌［19］等腫瘤組織中表達降低的miRNA，其作為抑癌基因對這些腫瘤的發展起抑制作用。但也有報道稱，miR-671-5p 在透明細胞腎細胞癌組織中呈高表達，發揮促癌基因作用促進該腫瘤細胞的惡性行為［20］。這表明miR-671-5p 在不同的腫瘤中發揮的作用不同。本研究顯示，肺癌組織中miR-671-5p 表達下調，與Nymark 等［9］報道的結果一致，提示miR-671-5p 在肺癌中也起抑癌基因作用。此外，本研究利用恢復實驗發現，miR-671-5p 表達的下調導致下調TPT1-AS1 對肺癌細胞惡性行為的抑制作用顯著降低，與相關研究結果一致［21］，進一步提示TPT1-AS1 通過靶向miR-671-5p 影響肺癌細胞惡性行為，但其具體作用的miR-671-5p的靶基因還有待探究。

綜上所述，肺癌組織中TPT1-AS1 表達升高，miR-671-5p 表達降低，且兩者呈負相關；下調TPT1-AS1導致肺癌細胞的增殖、遷移和侵襲性受到抑制，這可能與下調TPT1-AS1 引起細胞中miR-671-5p 的表達上調有關，TPT1-AS1/miR-671-5p軸可能為肺癌的治療提供了新靶點。但本研究僅通過體外細胞實驗探究了TPT1-AS1 靶向miR-671-5p 對肺癌細胞增殖、遷移和侵襲的影響，接下來將通過裸鼠移植瘤實驗在體內觀察TPT1-AS1/miR-671-5p 軸對腫瘤生長和轉移的影響，同時對miR-671-5p 靶基因及下游信號通路進行探究。

（本文圖3見插圖4-2）

圖3 Transwell檢測細胞遷移和侵襲（結晶紫染色×200）