核糖核酸酶抑制因子與整合素連接激酶對膀胱癌上皮-間質轉化與轉移的影響*

舒靜，姜源，莊翔，陳俊霞

（1.西南醫科大學附屬醫院 檢驗部，四川 瀘州 646000；2.重慶醫科大學細胞生物學與遺傳學教研室，重慶 400016）

膀胱癌是常見的泌尿系統惡性腫瘤，目前膀胱癌的治療尚無有效靶點，膀胱癌發生發展的關鍵環節與分子機制有待闡明[1]。核糖核酸酶抑制因子（ribonuclease inhibitor, RI）是胞漿內1個由460個氨基酸組成的酸性蛋白[2]。筆者前期運用GST pull down與Co-IP等證明RI與整合素連接激酶（intergrin-linked kinase, ILK）在體內外的直接結合[3]。ILK是1個絲氨酸/蘇氨酸激酶家族的成員，它可以靶向多條信號通路促進細胞惡性轉化及上皮-間質轉化（epithelialmesenchymal transition, EMT）[4]。本研究通過探討RI與ILK相互作用對膀胱癌EMT與轉移的作用，為RI作為膀胱癌診斷與治療新的靶點提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 主要材料與試劑

人膀胱癌EJ細胞系（中國科學院上海細胞庫），無特定病原體（SPF）級BALB/c裸鼠（本校實驗動物中心），胎牛血清、RPMI 1640（Gibco公司 ），LipofectamineTM2000（Invitrogen公司），過表達載體 pCMV-3×flag-ILK 與 pCMV-3×flag、 慢病毒LV5-RI homo與LV5-NC（本實驗室保存），兔抗人RI多克隆抗體（本實驗室保存），兔抗人E-鈣黏蛋白（E-cadherin）、基質金屬蛋白酶2（matrix metalloproteinase 2, MMP-2）、基質金屬蛋白酶9（matrix metalloproteinase 9, MMP-9）、N鈣黏蛋白（N-cadherin）、波形蛋白（Vimentin）、扭轉蛋白（Twist）、核轉錄因子（Snail）、重組人S100鈣離子結合蛋白A4（S100A4）、信號轉導蛋白Smad2（Smad2）與βactin、鼠抗人ILK（Bioworld公司），熒光二抗（中杉金橋公司）。

1.2 方法

1.2.1 細胞培養、轉染與慢病毒感染 含10%胎牛血清的RPMI 1640培養基于37℃、5%二氧化碳CO2孵箱中培養EJ細胞。按照說明書，用LipofectamineTM2000分別轉染pCMV-3×flag-ILK或pCMV-3×flag至EJ細胞，48 h后，以0.4 g/L的G418篩選14 d，細胞收獲后分別命名為EJ-ILK或EJ-FLAG。另以感染復數（MOI）=20的慢病毒LV5-RI homo或LV5-NC感染EJ細胞，48 h后，以0.2 g/L的嘌呤霉素篩選細胞收獲后分別命名為EJ-RI或EJ-LV5。

1.2.2 免疫熒光檢測細胞 細胞爬片后，或冷凍組織切片后，80%冷丙酮固定10 min，37℃下3% BSA封閉30 min，隨后4℃下1∶100稀釋的一抗孵育過夜，37℃下熒光二抗孵育2 h，除ILK使用488標記的羊抗鼠二抗，其余均用Cy3標記的羊抗兔二抗。于Leica激光共聚焦顯微鏡下進行圖片獲取。

1.2.3 細胞形態觀察 穩轉細胞系于倒置相差顯微鏡下觀察形態。

1.2.4 Western blot分析蛋白表達 總細胞蛋白裂解后以30 μg每孔上樣，經10%SDS-PAGE電泳后轉移至PVDF膜，封閉2 h后，4 ℃下1∶500稀釋的一抗孵育過夜，再以1∶2 000稀釋的HRP標記的二抗37℃下孵育2 h，ECL發光顯色，并用Quantity One軟件進行定量分析。

1.2.5 裸鼠移植瘤模型復制 收集對數期細胞制備懸濁液，以2×106個/只接種于4周齡雄性BALB/c裸鼠背上，每組10只，30 d后處死裸鼠，獲取移植瘤及肺組織，移植瘤組織液氮冷凍后，切片，免疫熒光標記，并于激光共聚焦顯微鏡下觀察，肺組織固定，包埋，切片，HE染色后進行病理學檢查。

1.3 統計學方法

數據分析采用SPSS 22.0統計軟件，計量資料以均數±標準差（±s）表示，比較采用方差分析，兩兩比較用t檢驗，P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 RI與ILK在EJ穩轉細胞系中的表達

構建穩定過表達RI的EJ細胞（EJ-RI）、穩定過表達ILK的EJ細胞（EJ-ILK）、穩定感染空載LV5的EJ細胞（EJ-LV5）、與穩定轉染空載FLAG的EJ細胞（EJ-FLAG）。EJ-RI細胞RI蛋白熒光強于各對照組，而EJ-ILK細胞ILK蛋白熒光強于各對照組（見圖1）。

2.2 RI與ILK共定位

運用免疫熒光技術，Alexa 594標記RI蛋白（紅色），Alexa 488標記ILK蛋白（綠色），Dapi染核（藍色），激光共聚焦掃描觀察EJ細胞中RI與ILK的表達，RI與ILK胞質胞核均有表達，兩者融合之后可呈黃色，存在共定位的現象，兩者存在相互作用。見圖2。

2.3 穩轉細胞系細胞形態

倒置相差顯微鏡下觀察各穩轉細胞形態，EJ-RI細胞、EJ-LV5細胞、EJ-FLAG細胞與EJ細胞均呈現上皮型細胞形態，而EJ-ILK細胞呈明顯梭形、紡錘形，具有間質型細胞特點。見圖3。

2.4 EMT標志物在各穩轉細胞系中的表達

Western blot結果顯示，EJ-RI組與EJ組比較，E-adherin表達水平升高（P＜0.05），而EJ-ILK組與EJ組比較，間質標志物MMP-2、MMP-9、N-cadherin、Vimentin、Twist、Snail與S100A4表達水平升高（P＜0.05）。見圖4和附表。

2.5 裸鼠移植瘤中RI、ILK與EMT標志物表達

圖1 RI與ILK在EJ細胞中表達 （免疫熒光）

圖2 RI與ILK在EJ細胞中的共定位 （免疫熒光）

圖4 EMT標志物檢測結果 （Western blot）

復制裸鼠移植瘤模型，移植瘤切片免疫熒光檢測相關蛋白表達。EJ-RI組高度表達RI與上皮標志物E-cadherin，EJ-ILK組高度表達ILK與間質標志物MMP-2、MMP-9和Vimentin。見圖5。

2.6 裸鼠自發性肺轉移

HE染色裸鼠肺切片，EJ-RI組與對照相比觀察到自發性肺轉移減少，EJ-ILK組與對照比較肺轉移結節增多。見圖6。

圖5 移植瘤RI、ILK與EMT標志物的表達 （免疫熒光）

附表 各組蛋白EMT標志物比較

續附表

圖6 裸鼠肺病理切片圖（HE）

3 討論

RI具有抑制核糖核酸酶A（RNaseA）的活性，可以調節mRNA、rRNA等的含量[5]。既往研究表明，RI能與具有低RNaseA活性的血管生成素（angiogenin，ANG）發生直接結合，通過相互作用抑制ANG的活性，負性調節ANG介導的rRNA的轉錄和核糖體的生成，并抑制腫瘤血管生成[6-8]。此外，研究還發現RI二級結構中具有LRR模體，LRR模體包含2段平行排列的α-螺旋，其中存在每隔7個規律性排列的亮氨酸殘基，LRR模體為RI與其他蛋白質發生相互作用提供了有效的平臺[2]。

ILK是1個絲氨酸/蘇氨酸激酶家族的成員，其位于細胞黏著斑上，可以靶向催化蛋白激酶B（protein kinase B，PKB/AKT）并活化下游的哺乳動物雷帕霉素靶 蛋 白（mammalian target of rapamycin，mTOR）[9-10]。ILK作為協調細胞外基質和生長因子的信號轉導多功能效應器，在調控細胞的生長、分化、黏附、遷移、侵襲、血管生成及EMT等基本過程中起核心的作用[11]。EMT是腫瘤發生轉移過程中的重要啟動步驟，EMT過程中上皮細胞獲得間質細胞的特點，減弱細胞間黏附，破壞細胞極性，獲得侵襲、遷移與浸潤能力的細胞，有利于腫瘤細胞轉移到其他組織和器官，并在遠處形成轉移灶[12]。近年來研究發現，ILK能通過直接或間接作用促進EMT的發生；ILK的表達與EMT標志物E-cadherin、N-cadherin、Snail及Β-Catenin等的表達密切相關[4]。ILK在多種腫瘤侵襲轉移中高表達，其有望成為腫瘤治療中1個重要的干預靶點。

人類RI與ILK基因具有高度同源性，兩者均定位于11號染色體短臂1區5帶。前期研究發現RI與ILK蛋白在體內體外均能直接結合[3]。本研究亦發現，RI與ILK蛋白在膀胱癌EJ細胞中存在共定位現象，也提示兩者存在直接結合與相互作用。本研究運用免疫熒光分析構建的穩轉細胞系中RI與ILK的表達，上調RI抑制ILK的表達，而上調ILK顯示出相反的結果。此外，本研究還發現，過表達ILK后膀胱癌細胞呈間質型形態，體內體外實驗均顯示上調ILK后膀胱癌的上皮標志物的表達降低，而間質標志物的表達增高，且過表達ILK的移植瘤呈現更強的自發性肺轉移能力。而過表達RI抑制體內外EMT的發生，降低膀胱癌肺轉移的能力。本結果均提示RI與ILK的相互作用表現為互相拮抗。本研究通過探討RI與ILK相互作用發現其對膀胱癌EMT與轉移的作用，并揭示潛在的分子機制，為RI作為膀胱癌診斷與治療新的靶點提供理論依據。