王超 馬旭亮 程瑞卿 張晶晶 楊莉(河北省眼科醫(yī)院口腔種植科,邢臺 054001)
口腔鱗癌是常見頭頸部惡性腫瘤,患病人群趨于年輕化,給人類的生命健康帶來巨大危害,雖然近些年關(guān)于口腔鱗癌的研究越來越多,但口腔鱗癌患者的生存率卻沒有得到明顯改善[1]??谇击[癌的發(fā)生除了與癌細(xì)胞惡性生長、轉(zhuǎn)移有關(guān)以外,還與腫瘤微環(huán)境有關(guān),腫瘤細(xì)胞能夠分泌炎癥因子,加快腫瘤進(jìn)程[2]。橙皮素是一種黃酮類的化合物,在花卉、水果、食品等物質(zhì)中廣泛存在,具有生物及藥理學(xué)活性[3]。橙皮素具有降低膽固醇、改善糖尿病腎病、治療痤瘡、保護(hù)神經(jīng)等功能[4]。有研究發(fā)現(xiàn),橙皮素還具有抗腫瘤功效,體外能夠抑制結(jié)直腸癌、食管癌、前列腺癌等腫瘤細(xì)胞生長,對腫瘤細(xì)胞EMT、遷移和侵襲能力有抑制作用[5‐7]。對舌癌的研究顯示,橙皮素處理后的舌癌細(xì)胞增殖能力降低,細(xì)胞周期被阻滯[8]。目前尚不明確橙皮素對口腔鱗癌細(xì)胞遷移、侵襲、EMT以及分泌IL‐6、IL‐8的作用。miR‐182‐5p是一個與腫瘤有關(guān)的小分子RNA,在人體組織中具有多種生物學(xué)作用,其在口腔癌中表達(dá)上調(diào),能夠誘導(dǎo)腫瘤進(jìn)展,miR‐182‐5p被認(rèn)為是腫瘤發(fā)生過程中的促進(jìn)因子[9]。本次實驗探討橙皮素調(diào)控miR‐182‐5p對口腔鱗癌細(xì)胞遷移、侵襲、EMT以及分泌IL‐6、IL‐8的影響,為橙皮素治療口腔鱗癌的臨床應(yīng)用提供實驗基礎(chǔ)。
1.1 材料橙皮素購自成都德思特生物技術(shù)有限公司;E‐cadherin抗體購自武漢艾美捷科技有限公司;N‐cadherin抗體購自美國Proteintech;IL‐8含量測定試劑盒購自南京森貝伽生物科技有限公司;Vi-mentin抗體購自美國Santa Cruz Biotechnology;miR‐182‐5p mimics、mimics control購自上海吉瑪制藥技術(shù)有限公司;IL‐6含量測定試劑盒購自杭州賽基生物科技有限公司;MMP‐9抗體購自美國GeneTex。
1.2 方法
1.2.1 CCK‐8檢測橙皮素對口腔鱗癌BcaCD885細(xì)胞增殖的影響口腔鱗癌BcaCD885細(xì)胞接種到96孔板,接種密度為3 000個細(xì)胞/孔,置37℃,5%CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)過夜,將上清溶液棄掉,細(xì)胞分成2組,分別為Control組和Hesperidin組,Control組為0μmol/L橙皮素作用組,Hesperidin組又分成4個濃度梯度,分別為20、40、80、160 μmol/L橙皮素作用組,繼續(xù)培養(yǎng)24 h。將培養(yǎng)板取出,將孔中的液體吸棄,添加100 μl的細(xì)胞培養(yǎng)液和10 μl的CCK‐8溶液,均勻混合,置于37℃培養(yǎng)4 h。將酶標(biāo)儀波長調(diào)整為450 nm,檢測每個孔的OD值。常規(guī)方法計算細(xì)胞存活率。
1.2.2 Transwell小室檢測橙皮素對BcaCD885細(xì)胞遷移和侵襲的影響將Control組和Hesperidin組(40、80、160 μmol/L)BcaCD885細(xì)胞懸浮在不含血清的細(xì)胞培養(yǎng)液中備用。細(xì)胞侵襲實驗前以基質(zhì)膠濕化小室,步驟如下:將基質(zhì)膠4℃融化,用不含血清的DMEM稀釋,每孔中加入100μl稀釋后的基質(zhì)膠,37℃孵育2 h。其余實驗步驟均相同,簡述如下:吸取細(xì)胞溶液添加到小室的上室中,每孔200μl,在下室中添加含有10%胎牛血清的細(xì)胞培養(yǎng)液500μl。置于37℃,5%CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24 h。用棉簽把沒有穿膜的細(xì)胞擦掉,用4%的多聚甲醛固定,0.1%結(jié)晶紫染色。在顯微鏡下計數(shù)細(xì)胞穿膜數(shù)目。
1.2.3 Western blot檢 測 橙 皮 素 對BcaCD885細(xì) 胞中E‐cadherin、Vimentin、N‐cadherin、MMP‐9蛋白表達(dá)的影響分別取培養(yǎng)24 h后的Control組和Hes-peridin組(40、80、160 μmol/L)BcaCD885細(xì)胞,用PBS洗滌,添加RIPA溶液(按照1∶100比例添加PMSF),置于冰上反應(yīng)5 min,快速振蕩10 s,重復(fù)該過程5次。4℃,10 000 g離心10 min。吸取上清溶液,分裝備用。按照BCA方法對蛋白濃度進(jìn)行分析。此次實驗選擇10%的分離膠和5%的濃縮膠進(jìn)行SDS‐PAGE電泳。在蛋白樣品中添加2×Loading Buffer溶液,放在100℃孵育5 min。每孔中添加40μg的蛋白樣品,首先以70 V的電壓電泳30 min,然后換成100 V繼續(xù)電泳1.5 h。將NC膜按照凝膠的大小進(jìn)行裁剪,以300 mA的恒流轉(zhuǎn)膜90 min。將NC膜放在5%牛血清白蛋白溶液中,室溫結(jié)合2 h。將NC膜放在1∶1 000稀釋后的一抗溶液中,4℃環(huán)境中結(jié)合過夜。再將NC膜放在1∶4 000稀釋后的二抗溶液中,室溫結(jié)合1 h。采用ECL化學(xué)發(fā)光顯色液進(jìn)行顯影。Im-age J分析條帶的灰度值,以β‐actin作為內(nèi)參,分析目的蛋白相對表達(dá)變化。
1.2.4 ELⅠSA法檢測橙皮素對BcaCD885細(xì)胞分泌ⅠL‐6、ⅠL‐8的影響分別取培養(yǎng)24 h后的Control組和Hesperidin組(40、80、160μmol/L)BcaCD885細(xì)胞培養(yǎng)液上清,以ELISA法檢測IL‐6、IL‐8水平,步驟分別參照IL‐6、IL‐8含量測定試劑盒說明書進(jìn)行。
1.2.5 qRT‐PCR法檢測橙皮素對BcaCD885細(xì)胞中miR‐182‐5p表達(dá)的影響分別取培養(yǎng)24 h后的Control組 和Hesperidin組(40、80、160 μmol/L)BcaCD885細(xì)胞,按照107個細(xì)胞中添加1 ml的Trizol試劑分別提取細(xì)胞中的總RNA。用滅菌的雙蒸水調(diào)節(jié)紫外分光光度計的準(zhǔn)確性,添加樣品,檢測OD260/OD280的比值(在1.8~2.0之間)。利用PrimeScript RT reagent Kit進(jìn)行逆轉(zhuǎn)錄反應(yīng),取1 μg的RNA,加 入2 μl的gDNA Eraser Buffer、1 μl的gDNA Eraser,最后添加RNase Free water至10 μl,42℃孵育2 min,4℃孵育5 min,繼續(xù)在上述溶液中加入1 μl的PrimeScript RT Enzyme mixⅠ、4 μl的5×PrimeScript Buffer 2、1 μl的RT Primer mix、10 μl的Reaction solution,最后添加RNase Free water至30μl,放在37℃孵育15 min,85℃孵育5 s,4℃?zhèn)溆谩R許YBR Premix Ex TaqⅡ進(jìn)行PCR反應(yīng),取2 μl的cDNA,加 入0.5 μl的Reverse primer和Forward primer、5 μl的SYBR Green PCR Master mix,添 加RNase Free water至10 μl,95℃孵育10 s,55℃孵育30 s,72℃孵育30 s。U6為內(nèi)參,按照2-ΔΔCT法計算miR‐182‐5p的表達(dá)水平。miR‐182‐5p F:5′‐GGGT‐TTGGCAATGGTAGAACTCA‐3′,R:5′‐CCAGTGA‐CGGGTCCGAGGT‐3′;U6 F:5′‐CTCGCTTCGAGCG-CACA‐3′,R:5′‐AACGTTTCACGAATTTGCGT‐3′。
1.2.6 細(xì)胞轉(zhuǎn)染及逆轉(zhuǎn)作用BcaCD885細(xì)胞中分別轉(zhuǎn)染miR‐182‐5p mimics、mimics control(轉(zhuǎn)染步驟參照轉(zhuǎn)染試劑Lipofectamine?2000進(jìn)行),然后用含80 μmol/L橙皮素細(xì)胞培養(yǎng)液培養(yǎng)24 h,記為Hes-peridin+miR‐182‐5p和Hesperidin+miR‐NC組,分別測定細(xì)胞增殖(步驟參照1.2.1中CCK‐8法)、遷移、侵襲(步驟參照1.2.2中Transwell小室法)和E‐cad-herin、Vimentin、N‐cadherin、MMP‐9蛋白表達(dá)(步驟參照1.2.3中Western blot法)以及細(xì)胞分泌IL‐6、IL‐8水平(步驟參照1.2.4中ELISA法)。
1.3 統(tǒng)計學(xué)分析用SPSS21.0分析統(tǒng)計實驗數(shù)據(jù),以±s表示,兩組數(shù)據(jù)間比較使用t檢驗,多組差異比較采用單因素方差分析,P<0.05為差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。
2.1 橙皮素對BcaCD885細(xì)胞增殖的影響與0 μmol/L橙皮素處理的Control組比較,20 μmol/L橙皮素處理后的BcaCD885細(xì)胞存活沒有變化,而40、80、160 μmol/L橙皮素處理后的細(xì)胞存活率降低,選擇40、80、160 μmol/L橙皮素進(jìn)行后續(xù)實驗。見表1。
2.2 橙皮素對BcaCD885細(xì)胞遷移、侵襲和EMT的影響與0μmol/L橙皮素處理的Control組比較,40、80、160 μmol/L橙皮素處理后的細(xì)胞遷移和侵襲數(shù)目依次降低,細(xì)胞中E‐cadherin蛋白表達(dá)水平依次升高,細(xì)胞中Vimentin、N‐cadherin、MMP‐9蛋白水平依次降低。橙皮素抑制口腔鱗癌BcaCD885細(xì)胞遷移、侵襲和EMT。見圖1和表2。
2.3 橙皮素對BcaCD885細(xì)胞分泌ⅠL‐6、ⅠL‐8的影響與0 μmol/L橙皮素處理的Control組比較,40、80、160μmol/L橙皮素處理后的細(xì)胞分泌IL‐6、IL‐8依次減少。橙皮素抑制BcaCD885細(xì)胞分泌IL‐6、IL‐8。見表3。
2.4 橙皮素對BcaCD885細(xì)胞中miR‐182‐5p表達(dá)的影響與0μmol/L橙皮素處理的Control組比較,40、80、160μmol/L橙皮素處理后的細(xì)胞中miR‐182‐5p水平依次減少。橙皮素下調(diào)BcaCD885細(xì)胞中miR‐182‐5p的表達(dá)水平。見表4。
表1 橙皮素處理后BcaCD885細(xì)胞存活率(±s)Tab.1 Survival rate of BcaCD885 cells treated with hes-peretin(±s)
表1 橙皮素處理后BcaCD885細(xì)胞存活率(±s)Tab.1 Survival rate of BcaCD885 cells treated with hes-peretin(±s)
Note:Compared with Control,1)P<0.05.
Groups Survival rate(%)100.00±9.52 96.32±8.21 80.23±6.941)68.52±5.111)50.31±4.281)20.068<0.001 Control Hesperidin Hesperetin concentra-tion(μmol/L)0 20 40 80 160 F P
圖1 Western blot檢測橙皮素處理后BcaCD885細(xì)胞中E‐cadherin、Vimentin、N‐cadherin、MMP‐9蛋白水平Fig.1 Western blot detection of E‐cadherin,Vimentin,N‐cadherin and MMP‐9 protein levels in BcaCD885 cells treated with hesperetin
表2 橙皮素處理后BcaCD885細(xì)胞遷移數(shù)目、侵襲數(shù)目和E‐cadherin、Vimentin、N‐cadherin、MMP‐9蛋白水平(±s)Tab.2 Number of migration,invasion and protein levels of E‐cadherin,Vimentin,N‐cadherin and MMP‐9 of CD885 cells after hesperetin treatment(±s)
Note:Compared with Control,1)P<0.05;compared with 40μmol/L,2)P<0.05;compared with 80μmol/L,3)P<0.05.
Groups Number of migrations Number of invasion E‐cadherin Vimentin N‐cadherin MMP‐9 0.68±0.08 0.50±0.061)0.36±0.031)2)0.24±0.041)2)3)103.200<0.001 Control Hesperidin Hesperetin concentration(μmol/L)0 40 80 160 F P 186.63±17.45 163.22±14.171)126.89±10.201)2)90.10±8.851)2)3)93.600<0.001 152.32±13.56 127.41±10.131)88.39±7.551)2)63.11±3.261)2)3)160.641<0.001 0.23±0.02 0.30±0.031)0.42±0.041)2)0.53±0.041)2)3)140.267<0.001 0.60±0.06 0.49±0.051)0.35±0.031)2)0.22±0.021)2)3)133.135<0.001 0.55±0.04 0.38±0.031)0.30±0.021)2)0.20±0.031)2)3)207.395<0.001
表3 橙皮素處理后BcaCD885細(xì)胞分泌IL‐6、IL‐8水平(±s)Tab.3 Levels of IL‐6 and IL‐8 secreted by BcaCD885 cells after hesperetin treatment(±s)
表3 橙皮素處理后BcaCD885細(xì)胞分泌IL‐6、IL‐8水平(±s)Tab.3 Levels of IL‐6 and IL‐8 secreted by BcaCD885 cells after hesperetin treatment(±s)
Note:Compared with Control,1)P<0.05;compared with 40 μmol/L,2)P<0.05;Compared with 80μmol/L,3)P<0.05.
Groups IL‐6(ng/ml)IL‐8(ng/ml)0.56±0.05 0.43±0.031)0.34±0.041)2)0.26±0.031)2)3)101.034<0.001 Control Hesperidin Hesperetin con-centration(μmol/L)0 40 80 160 F P 0.42±0.05 0.34±0.031)0.27±0.021)2)0.22±0.021)2)3)74.786<0.001
表4 橙皮素處理后BcaCD885細(xì)胞中miR‐182‐5p的水平(±s)Tab.4 Level of miR‐182‐5p BcaCD885 cells after hesper-etin treatment(±s)
表4 橙皮素處理后BcaCD885細(xì)胞中miR‐182‐5p的水平(±s)Tab.4 Level of miR‐182‐5p BcaCD885 cells after hesper-etin treatment(±s)
Note:Compared with Control,1)P<0.05;compared with 40μmol/L,2)P<0.05;compared with 80μmol/L,3)P<0.05.
miR‐182‐5p level 1.00±0.11 0.68±0.051)0.50±0.041)2)0.41±0.031)2)3)142.789<0.001 Groups Control Hesperidin Hesperetin concentra-tion(μmol/L)0 40 80 160 F P
表5 miR‐182‐5p mimics轉(zhuǎn)染和橙皮素處理后BcaCD885細(xì)胞中miR‐182‐5p水平、細(xì)胞存活率、遷移數(shù)目、侵襲數(shù)目和E‐cadherin、Vimentin、N‐cadherin、MMP‐9蛋白水平以及細(xì)胞分泌的IL‐6、IL‐8水平(±s)Tab.5 miR‐182‐5p level,cell survival rate,migration number,invasion number and E‐cadherin,Vimentin,N‐cadherin,MMP‐9 in BcaCD885 cells after miR‐182‐5p mimics transfection and hesperetin treatment protein level and IL‐6 and IL‐8 levels secreted by cells(±s)
表5 miR‐182‐5p mimics轉(zhuǎn)染和橙皮素處理后BcaCD885細(xì)胞中miR‐182‐5p水平、細(xì)胞存活率、遷移數(shù)目、侵襲數(shù)目和E‐cadherin、Vimentin、N‐cadherin、MMP‐9蛋白水平以及細(xì)胞分泌的IL‐6、IL‐8水平(±s)Tab.5 miR‐182‐5p level,cell survival rate,migration number,invasion number and E‐cadherin,Vimentin,N‐cadherin,MMP‐9 in BcaCD885 cells after miR‐182‐5p mimics transfection and hesperetin treatment protein level and IL‐6 and IL‐8 levels secreted by cells(±s)
Note:Compared with Hesperidin+miR‐NC,1)P<0.05.
Groups E‐cadherin Vimentin N‐cadherin MMP‐9 Hesperidin+miR‐NC Hesperidin+miR‐182‐5p t P miR‐182‐5p level 1.00±0.12 2.15±0.251)12.441<0.001 Survival rate(%)100.00±11.63 186.94±17.491)12.418<0.001 Number of migrations 125.42±11.36 147.20±10.021)4.314<0.001 Number of invasion 87.96±6.33 114.85±9.621)7.005<0.001 0.40±0.05 0.29±0.021)6.128<0.001 0.32±0.02 0.41±0.041)6.037<0.001 0.31±0.03 0.46±0.051)7.717<0.001 0.35±0.04 0.51±0.071)5.954<0.001 IL‐6(ng/ml)0.24±0.03 0.30±0.021)4.992<0.001 IL‐8(ng/ml)0.32±0.03 0.40±0.041)4.800<0.001
2.5 上調(diào)miR‐182‐5p對橙皮素調(diào)控BcaCD885細(xì)胞增殖、遷移、侵襲、EMT和分泌ⅠL‐6、ⅠL‐8的影響與Hesperidin+miR‐NC組比較,Hesperidin+miR‐182‐5p組BcaCD885細(xì)胞中miR‐182‐5p水平升高,細(xì)胞存活率、遷移數(shù)目、侵襲數(shù)目均升高,細(xì)胞中E‐cad-herin蛋白表達(dá)水平減少,Vimentin、N‐cadherin、MMP‐9蛋白表達(dá)水平升高,細(xì)胞分泌的IL‐6、IL‐8增多。見表5和圖2。
圖2 Western blot檢 測BcaCD885細(xì) 胞E‐cadherin、Vi-mentin、N‐cadherin和MMP‐9蛋白水平Fig.2 Western blot detection of E‐cadherin,Vimentin,N‐cadherin and MMP‐9 protein level in BcaCD885 cells
橙皮素廣泛存在于自然界中的多種物質(zhì)如水果、花卉,具有抗氧化、消炎、降血壓等功效,對動脈粥樣硬化、肺組織損傷等具有治療作用[10]。有研究顯示,橙皮素具有抗腫瘤作用,對結(jié)腸癌細(xì)胞遷移和侵襲有抑制作用,橙皮素治療后的宮頸癌細(xì)胞EMT水平降低,細(xì)胞增殖能力降低[5,11]。在舌癌研究中發(fā)現(xiàn)橙皮素能夠體外抑制舌癌細(xì)胞增殖,具有抗舌癌作用[8]。本實驗顯示,橙皮素處理后的口腔鱗癌細(xì)胞的增殖能力降低,說明橙皮素能夠在體外抑制口腔鱗癌細(xì)胞的生長,這與之前的研究結(jié)果相一致。
腫瘤的轉(zhuǎn)移是一個十分復(fù)雜的過程,不僅與細(xì)胞內(nèi)多種基因的異常表達(dá)調(diào)控有關(guān),還與腫瘤微環(huán)境有關(guān)[12‐13]。腫瘤細(xì)胞從原來的位置脫落以后,通過降解細(xì)胞外基質(zhì),遷移、侵襲至新的組織,形成新的病發(fā)灶,腫瘤細(xì)胞降解細(xì)胞外基質(zhì)依賴于細(xì)胞外基質(zhì)降解酶,其中基質(zhì)金屬蛋白酶的作用極為關(guān)鍵,MMP‐9屬于基質(zhì)金屬蛋白酶家族成員之一,其在腫瘤中表達(dá)上調(diào),能夠促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移[14]。EMT是腫瘤發(fā)生轉(zhuǎn)移的早期標(biāo)志,EMT是指上皮細(xì)胞特征逐漸消失而表現(xiàn)出間質(zhì)細(xì)胞特征的過程[15]。Vimen-tin、N‐cadherin是間質(zhì)細(xì)胞標(biāo)志蛋白,在腫瘤中過度表達(dá);E‐cadherin是上皮細(xì)胞標(biāo)志蛋白,在腫瘤中表達(dá)下調(diào);Vimentin、N‐cadherin表達(dá)水平升高而E‐cadherin表達(dá)水平降低被認(rèn)為是EMT的標(biāo)志[16‐17]。腫瘤微環(huán)境是近年來的研究熱點,包括眾多細(xì)胞因子、免疫因子等,IL‐6、IL‐8是在口腔鱗癌中表達(dá)上調(diào)的促炎因子,口腔鱗癌細(xì)胞分泌IL‐6、IL‐8增多能夠促進(jìn)癌癥轉(zhuǎn)移[18‐19]。研究顯示,橙皮素處理后的結(jié)腸癌HCT116細(xì)胞遷移和侵襲能力降低,細(xì)胞中的MMP‐9水平下降[5]。在宮頸癌中亦發(fā)現(xiàn),橙皮素提高腫瘤細(xì)胞中E‐cadherin表達(dá)水平,抑制細(xì)胞EMT[8]。本實驗發(fā)現(xiàn),橙皮素處理后的口腔鱗癌細(xì)胞遷移和侵襲數(shù)目減少,細(xì)胞中Vimentin、N‐cad-herin、MMP‐9蛋白表達(dá)水平降低,E‐cadherin蛋白表達(dá)水平升高,說明橙皮素抑制口腔鱗癌細(xì)胞遷移、侵襲和EMT,這與其他研究結(jié)果相符,均說明橙皮素在腫瘤細(xì)胞惡性生物學(xué)行為中的抑制功效。同時本研究還顯示,橙皮素能通過減少細(xì)胞分泌IL‐6、IL‐8而發(fā)揮抑制口腔鱗癌轉(zhuǎn)移的功能。
雖然已經(jīng)有很多研究發(fā)現(xiàn)橙皮素具有抗腫瘤作用,但目前對橙皮素抗腫瘤的作用機(jī)制尚不明確。本實驗發(fā)現(xiàn),橙皮素處理后的口腔鱗癌細(xì)胞中miR‐182‐5p表達(dá)水平降低,橙皮素作用機(jī)制可能與miR‐182‐5p有關(guān)。miR‐182‐5p定位在人類第7號染色體上,其首次發(fā)現(xiàn)于小鼠眼組織,參與視力、聽力的發(fā)育,與脂肪肝、腫瘤等病理過程有關(guān)[20‐22]。miR‐182‐5p在腫瘤中表達(dá)上調(diào),并且參與腫瘤細(xì)胞的增殖和轉(zhuǎn)移過程。在口腔鱗癌中的實驗發(fā)現(xiàn),miR‐182‐5p表達(dá)上調(diào)能夠促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的遷移和侵襲,反 之,下 調(diào)miR‐182‐5p能 抑 制 腫 瘤 細(xì) 胞惡 性 表型[9,23]。本實驗顯示,上調(diào)miR‐182‐5p能夠逆轉(zhuǎn)橙皮素對口腔鱗癌細(xì)胞增殖、遷移、侵襲、EMT和分泌IL‐6、IL‐8的影響,這說明橙皮素通過下調(diào)miR‐182‐5p參與口腔鱗癌進(jìn)展。
綜上所述,橙皮素通過下調(diào)miR‐182‐5p表達(dá)而抑制口腔鱗癌細(xì)胞增殖、遷移、侵襲、EMT和分泌IL‐6、IL‐8,這為橙皮素治療口腔鱗癌的臨床應(yīng)用提供了理論資料,為研究橙皮素抗腫瘤分子機(jī)制奠定了基礎(chǔ)。本研究尚未分析橙皮素通過何種靶向機(jī)制影響口腔鱗癌進(jìn)展,且沒有在多株口腔鱗癌細(xì)胞中進(jìn)行驗證,我們將在后續(xù)實驗中對這部分內(nèi)容進(jìn)行探討。