肿瘤防治研究  2014, Vol.41 Issue (4): 305-308.   PDF    
外源性AES对结直肠癌细胞恶性生物学行为
陈 柳1,陈 亮2,李荣惠1,夏洪伟2,唐秋琳2,毕 锋1,2    
1. 610041成都,四川大学华西医院腹部肿瘤科,
2.生物治疗国家重点实验室 信号转导及分子靶向治疗研究室
摘要目的研究外源性AES(amino-terminal enhancer of split)对结直肠癌(colorectal cancer,CRC)细胞 增殖、侵袭及迁移能力的影响。 方法 将构建好的pEGFP-aes载体转染入AES表达相对较低的CRC细 胞系LoVo(pEGFP-AES)细胞,Cell Counting Kit-8(CCK-8)检测细胞增殖活力;划痕实验检测细胞迁移 能力;Transwell检测AES 对细胞侵袭能力。 结果 pEGFP-N1组(转染空载质粒pEGFP-N1的LoVo)AES 可显著抑制LoVo的侵袭和迁移能力(P<0.05),但不影响LoVo的生长及细胞增殖。结论 AES主要通 过抑制侵袭迁移能力影响CRC恶性表型。
关键词: 分裂的氨基末端增强子(AES)     结直肠癌     侵袭     迁移    
Effect of Exogenous AES on Malignant Behaviors of Colorectal Cancer Cells
CHEN Liu1, CHEN Liang2, LI Ronghui1, XIA Hongwei2, TANG Qiulin2, BI Feng1,2    
1.Department of Abdominal Tumor,West China Hospital,Sichuan University,Chengdu 610041,China,
2.Department of Signal Transduction and Molecular Target Therapy of State Key Laboratory of Biotherapy
AbstractObjective To study the influence of amino-terminal enhancer of split(AES) on malignant behaviors of colorectal cancer(CRC). Methods LoVo has a lower expression of AES than other CRC cell lines conserved by our laboratory.The pEGFP-aes construct was transfected into LoVo cells by lipofectamine TM 2000 (pEGFPAES).Cell Counting Kit-8 was applied to analyze cell proliferation. The cell invasion and migration abilities were examined by Transwell assay and wound healing assay respectively. Results Contrast to pEGFP-N1(transfect pEGFP-N1 into LoVo cells), AES can significantly repress cancer cells invasion and migration(P<0.05),but had no influence in cell growth and proliferation.Conclusion AES effects CRC’s malignancy by repressing its invasion and migration.
Key words: Amino-terminal enhancer of split(AES)     Colorectal cancer     Invasion     Migration    
0 引言

肿瘤复发或转移是结直肠癌患者死亡的主要 原因。肿瘤转移过程包括一系列步骤:局部浸 润、进入循环系统管腔、转运、外渗、定居、生 长[1]。因此肿瘤转移的分子机制及预防转移的靶点 成为当前研究热点。

转录调控因子TLE/GRG家族是一类无DNA 结合位点,但能与转录因子结合调控下游基因蛋 白表达的转录调节蛋白[2]。TLE/GRG家族根据表 达的蛋白分子量大小可分为两类:一类为TLE1-4/ GRG1-4,另 一 类 为AES/GRG5。目前研究发现AES 在眼睛[3]、骨 骼 [4]、腹侧神经管等发育 [5]过程中起 重要作用。也有报道结直肠癌原发灶AES表达较 高,而肝脏转移灶中表达缺失,且可能是通过活 化NOTCH通路实现肿瘤转移[6]。以上研究表明 AES可能参与肿瘤的发生发展,但遗憾的是AES在 肿瘤中的研究甚少。本研究检测了CRC细胞系中 AES表达情况,并将外源性AES质粒转染表达较 低的LoVo细胞系,观察其对CRC细胞系增殖、侵 袭、迁移能力的作用。

1 资料和方法 1.1 材料

人CRC细胞系LoVo、Colo320、sw480、sw620、 s w1116、人胚胎肾HEK293、质粒pEGFP-N1为本实 验室保存。细胞培养液RPMI-1640、小牛血清、 转染试剂LipofectamineTM 2000、Opti-MEM购于Invitrogen 公司,兔抗人AES抗体购于Sigma 公 司,鼠抗人 α-tubulin抗体购于博士德公司,CCK-8 试剂盒购于Dojindo公司。

1.2 方法 1.2.1 质粒的构建和细胞转染

通过premier 5.0设计aes(NM_001130)上游引物HindⅢ5’-CC CAAGCTTCCGCGATTGACATGAT-3’、下游 引物KpnⅠ5’-GGGGTACCGTATCCGACTTCT CGCCAT-3’,扩增aes片段,双酶切目的片段 和载体,连到pEGFP-N1,酶切、测序验证。 通过lipofectamineTM 2000 分别将pEGFP-N1和 pEGFP-aes转入CRC细胞系LoVo,实验分两组: pEGFP-N1组和pEGFP-AES组。

1.2.2 RT-PCR检测aes mRNA的表达

设计aes上 游引物:5’-CACCAGGAGGATGATGGCGAG-3’, 下游引物:5’-GGCGTGGAGGTGTCTGGAACTA-3’,扩增产物为560 bp。内参GADPH上游引物序 列:5’-AGAAGGCTGGGGCTCATTTG-3’,下游引 物序列:5’-AGGGGCCATCCACAGTCTTC-3’。 Trizol试剂提取待测细胞的总RNA,反转录后进行 半定量PCR 扩增:95℃3 min;95℃30 s,57℃ 30 s,72℃30 s,30 个循环,72℃5 min。琼脂糖 凝胶电泳鉴定。

1.2.3 Western blot检测AES的表达

收集对数期待测细胞,RIPA裂解液重悬细胞超声破碎后, 13 400g,4℃,离心15 min。BCA法测定蛋白浓度。 取蛋白样品40 μg,进行12% SDS-PAGE;260 mA横 流,湿转90 min至PVDF膜,5%脱脂奶粉封闭2 h, 一抗4℃过夜,PBS 洗涤3次,二抗避光温育,摇 床2 h,TBST 洗涤2次,以Odyssey红外激发扫描 成像系统扫描成像结果。

1.2.4 细胞增殖能力检测实验

以每孔1×103细胞 接种于96孔板中,lipofectamineTM 2000 转染,每天每组3 孔,每孔避光加10 μl CCK-8,37℃培养箱 温育2~4 h,Micro-ELISA仪读取光密度,490 nm波 长,测定各孔吸光值(A),连续5天,记录结果。 实验重复3次。

1.2.5 细胞迁移能力检测实验

以每孔2×105 细胞接种于6孔板中,lipofectamineTM 2000转染pEGFP-N1和pEGFP-aes,用移液枪头分别在培 养板底部呈一字形划痕单层培养细胞,每天镜下 记录划痕区的迁移情况,软件分析划痕区的相对 距离,并计算其相对迁移率:(d0记录的相对 距离-d3记录的相对距离)÷d0记录的相对距离× 100%。实验重复3次。(注:划痕单层培养细胞 时间为d0,划痕单层培养细胞后24小时d1,以此 类推。)

1.2.6 细胞侵袭能力检测实验

将BD 悬浮细胞培养小室置入24 孔板中,将BD 基底膜基质胶按1:3 的比例用无血清培养液稀释,取35 μl铺入小室底 层,37℃放置2 h使其凝固;收集转染48 h的细胞, 无血清培养液重悬,将2×105细胞250 μl加入小室, 下层培养板中加入700 μl含20%小牛血清的RIPM 1640培养液。培养48 h后用棉签拭去小室上层细胞, HE染色,显微镜下观察侵袭的细胞数目,计数15个 视野细胞数。实验重复3次。

1.3 统计学方法

所有数据采用SPSS 18.0统计软件分析,样本 间均数比较采用独立样本t检验,P<0.05表示差异 有统计学意义。

2 结果 2.1 AES在不同结直肠癌细胞系中的表达情况

Western blot表明AES在LoVo、sw620细胞中表 达较低,而在Colo320、sw480、sw116细胞中表达 较高,见图 1。故选择LoVo作为靶细胞进行下一步 相关生物学行为的研究。

图 1 CRC 细胞系LoVo、Colo320、sw480、sw620、sw1116中AES表达差异Figure 1 The differential expression levels of AES in CRC cell line LoVo,Colo320,sw480,sw620 and sw1116AES:amino-terminal enhancer of split;CRC:colorectal cancer

2.2 pEGFP-aes重组表达载体的构建、鉴定

从HEK293中提取总RNA,PCR扩增aes目的片 段。构建pEGFP-aes载体,用限制性内切酶Hind Ⅲ 和 KpnⅠ酶切,电泳可见593 bp的aes编码片段, 见图 2

图 2 pEGFP-aes重组质粒酶切鉴定图Figure 2 Restrictive enzyme digestion analysis of constructed vector pEGFP-aes

2.3 外源性pEGFP-AES转染鉴定

RT-PCR、Western blot检测LoVo对照、 pEGFP-N1、pEGFP-AES三组中外源性AES表达 情况。图 3A中可见pEGFR-AES组反转录后可扩增 出AES目的片段。图 3B中显示,三组皆有内源性 AES表达;但与前两组比较,pEGFP-AES组表达 外源性pEGFP-AES融合蛋白。

图 3 LoVo中外源性pEGFP-aes在RNA及蛋白水平表达Figure 3 mRNA and protein level of exogenous pEGFP-aes expression in LoVoA:mRNA level;B:protein level

2.4 AES对CRC细胞系LoVo的增殖的影响

将pEGFP-N1、pEGFP-AES分别转染LoVo 后,CCK-8 检测细胞增殖活性,pEGFP-AES与 LoVo 对照组、pEGFP-N1的增殖活性差异并无统 计学意义,见图 4

图 4 AES对CRC细胞LoVo增殖能力的影响Figure 4 The effect of AES on the proliferation of CRC cells LoVo

2.5 AES对CRC细胞系LoVo侵袭能力的影响

与LoVo 对照组、pEGFP-N1组比较,pEGFPAES组中穿过transwell小室基质胶的细胞数目明显 减少(P<0.05),说明转染aes的LoVo细胞穿过基 质胶的能力减弱,可见AES可显著抑制结直肠癌 细胞LoVo的侵袭能力,见图 5

图 5 AES对CRC细胞LoVo的侵袭能力的影响(×200)Figure 5 The effect of AES on the invasion of CRC cells LoVo(×200)

2.6 AES对CRC细胞系LoVo迁移能力的影响

分别以各组第1天的划痕距离为基准, pEGFP-aes组第2天未见明显变化,而LoVo对 照组、pEGFP-N1组第2天的划痕距离明显变窄 (P<0.05),且随着时间延长,该差异愈加明 显。图 6显示,第3天时,pEGFP-AES组划痕距 离是第1天划痕距离的94%~98%(LoVo control组 40%,pEGFP-N1组76%)。可见AES可明显抑制 CRC细胞LoVo的迁移能力。

图 6 AES对CRC细胞系LoVo迁移能力的影响(×100)Figure 6 The effect of AES on the migration of CRC cells LoVo(×100)

3 讨论

本研究发现外源性的AES在结直肠癌细胞的 侵袭、迁移过程中发挥抑制作用。众所周知, AES在发育过程中扮演着重要的负性调节作用。 首先,研究发现GRG5活性的缺失能够明显抑制 Runx2+/-GRG5-/-小鼠体内颅缝和囟门的骨化,并 造成严重的长骨生长缺陷[7]。AES/GRG5还可能 通过Tcf4和Lef1调节出生后的骨生长[8]。通过GST Pulldown和酵母双杂交实验Zhu等[9]发现Six3和Six6 需与AES结合从而发挥转录抑制作用;过表达Six3 的鸡胚则影响晶状体的发育。AES也可促进神经细 胞凋亡[10],介导神经管内神经细胞形态的退化 [5]

近年来有观点指出AES也是一个肿瘤转移抑 制因子。本实验在体外证明外源性AES表达增高 可抑制肿瘤的侵袭、转移。Jan等[11]以宫颈癌细胞 系HeLa为研究对象,发现线粒体蛋白Bit1可与AES 结合形成功能性复合物,抑制细胞与胞外基质粘 连,介导细胞凋亡。且来自ONCOMINE数据显 示(http://www.oncomine.org/)众多肿瘤(如前列腺 癌、膀胱癌、乳腺癌等)的转移与AES表达下调 相关。 结直肠癌肝肺转移灶AES较原发灶表达降 低,且AES可抑制鼠的结直肠癌移植瘤肝肺转移 [7]

图 3B中,pEGFP-AES组中出现额外两个条 带,40 kD疑为断裂重组质粒,而118 kD条带究竟 是什么呢?AES可与大分子NF-κB、AR等形成复 合体抑制后者的活性[1213]。本实验室研究也发现在 肝癌细胞系中可观察到点状浓积物[14]。核内化的 AES同NOTCH通路信号分子Rbpj/NICD/Maml1复 合物形成点状浓积物,抑制肠多发息肉鼠肿瘤细胞 侵袭和血管内渗,AES并不能抑制其通路活性[8]。因 此,AES抑制肿瘤转移的其他机制仍是我们研究努 力方向。实验中我们发现的AES不能影响CRC细胞 系LoVo的增殖与肝癌细胞中的研究结果一致[14]。 体内实验也证实AES上调或下调的结直肠癌移植瘤 原发灶大小较对照组都无明显差异[7],而流式细胞 仪比较实验组与对照组细胞凋亡得出了阴性结果。

综上,本实验研究发现在体外AES可抑制结直 肠癌侵袭迁移。AES该抑制肿瘤转移的作用可为结 直肠癌的转移研究提供一个新的靶点和视角,也是 晚期结直肠癌治疗的和预后预测一个新的导向。

参考文献
[1] Steeg PS.Tumor metastasis:mechanistic insights and clinical challenges[J].Nat Med,2006,12(8):895-904.
[2] Beagle B, Johnson GVW. AES/GRG5: More than just a dominantnegative TLE/GRG family member [J].Dev Dyn,2010, 239(11):2795-805.
[3] Lopez-Rios J, Tessmar K, Loosli F,et al. Six3 and Six6 activity is modulated by members of the groucho family [J]. Development, 2003, 130(1):185-95.
[4] Bajoghli B, Aghaallaei N, Czerny T. Groucho corepressor proteins regulate otic vesicle outgrowth [J]. Dev Dyn, 2005, 233(3):760-71.
[5] Muhr J, Andersson E, Persson M,et al. Groucho-mediated transcriptional repression establishes progenitor cell pattern and neuronal fate in the ventral neural tube [J]. Cell, 2001, 104(6):861-73.
[6] Sonoshita M, Aoki M, Fuwa H,et al. Suppression of colon cancer metastasis by Aes through inhibition of Notch signaling [J]. Cancer Cell, 2011, 19(1):125-37.
[7] Wang W, Wang YG, Reginato AM ,et al. Groucho homologue Grg5 interacts with the transcription factor Runx2-Cbfa1 and modulates its activity during postnatal growth in mice [J]. Dev Biol, 2004, 270(2):364-81.
[8] Beagle B, Johnson GV. Differential modulation of TCF/LEF-1 activity by the soluble LRP6-ICD [J]. PLoS One, 2010, 5(7):e11821.
[9] Zhu CC, Dyer MA, Uchikawa M ,et al. Six3-mediated auto repression and eye development requires its interaction with members of the Groucho-related family of co-repressors [J]. Development, 2002, 129(12):2835-49.
[10] Zhang X, Chen HM, Jaramillo E ,et al. Histone deacetylaserelated protein inhibits AES-mediated neuronal cell death by direct interaction [J]. J Neurosci Res, 2008, 86(11):2423-31.
[11] Jan Y, Matter M, Pai JT ,et al. A Mitochondrial Protein, Bit1, Mediates Apoptosis Regulated by Integrins and Groucho/TLE Corepressors [J]. Cell, 2004, 116(5):751-62.
[12] Tetsuka T,Uranishi H,Imai H ,et al. Inhibition of nuclear factorkappaB-mediated transcription by association with the aminoterminal enhancer of split, a Groucho-related protein lacking WD40 repeats [J]. J Biol Chem, 2000, 275(6):4383-90.
[13] Yu X, Li P, Roeder RG ,et al. Inhibition of androgen receptormediated transcription by amino-terminal enhancer of split [J]. Mol Cell Biol, 2001, 21(14):4614-25.
[14] Li MX,Chen L,Yuan DD,et al.The effect of Aes on the malignant behaviors of hepatocellular carcinoma cells[J].Z[李明星,陈亮,袁丹丹,等. Aes对肝癌细胞恶性生物学行为的影响[J]. 中国癌症杂志, 2012, 22(7):481-5.]hongguo Ai Zheng Za Zhi,2012,22(7):481-5.
外源性AES对结直肠癌细胞恶性生物学行为
陈 柳,陈 亮,李荣惠,夏洪伟,唐秋琳,毕 锋