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国际分子科学杂志。2016年4月;17(4): 437.
2016年3月24日在线发布。 数字对象标识:10.3390/ijms170040437
预防性维修识别码:项目经理484893
PMID:27023518

的过度表达TRPV3型非小细胞肺癌与肿瘤进展的关系

William Chi-shing Cho,学术编辑

摘要

(1) 背景:瞬时受体电位香草醛3(TRPV3型)是Ca的TRP通道家族成员2个+-渗透通道。某些TRP通道的蛋白在癌细胞中高度表达。本研究旨在评估TRPV3在非小细胞肺癌(NSCLC)中的临床意义和生物学功能;(2) 方法:采用免疫组织化学方法检测TRPV3型在非小细胞肺癌组织和邻近的非癌肺组织中。Western blot用于检测TRPV3型,CaMKII公司,p-CaMKII型,周期A,周期D,周期N1,CDK2型,川东北4、和第27页.使用小干扰RNA耗尽TRPV3型表达式。使用激光扫描共聚焦显微镜测量细胞内钙浓度([Ca2个+])。流式细胞术分析细胞周期;(3) 结果:TRPV3型在96例肺癌中有65例(67.7%)过度表达,并与分化相关(第页=0.001)和TNM阶段(第页= 0.004). 重要的是,TRPV3型表达与总生存期短有关。此外,阻止或击倒TRPV3型能抑制肺癌细胞增殖。此外,TRPV3型抑制作用可降低[Ca2个+]并在G1/S边界处阻滞细胞周期。进一步的结果表明TRPV3型抑制减少了对CaMKII,周期A,周期D1,CyclinE公司、和增加了第27页水平;(4) 结论:我们的发现表明TRPV3型在非小细胞肺癌中过度表达,并与肺癌进展相关。TRPV3型激活能促进肺癌细胞的增殖。TRPV3型可能是非小细胞肺癌潜在的伴发药物靶点。

关键词:非小细胞肺癌,TRPV3,增殖,[Ca2个+],细胞周期

1.简介

肺癌是世界上导致癌症死亡的主要原因[1]. 肺癌有两种主要类型:非小细胞肺癌(NSCLC)和小细胞肺癌。大多数确诊的肺癌病例为非小细胞肺癌(80%至85%)[2]. 虽然已经建立了手术切除、化疗和放射治疗,但肺癌患者的五年生存率仍然普遍较低[,4,5]. 最近的研究表明,常规治疗可能已达到治疗平台,因此迫切需要阐明肺癌生物学的发病机制并探索新的治疗靶点。

瞬时受体电位(TRP)通道属于一大类非选择性阳离子通道[6,7]. TRP通道作为感觉信号的重要介质,对细胞功能和信号通路具有重要影响[8]. 最近,将TRP渠道药物发现工作扩展到新的疾病领域的工作量激增,如焦虑、哮喘、心肌肥厚、肥胖以及癌症和代谢紊乱[9]. 瞬时受体电位香草醛3(TRPV3型)是Ca的TRP通道家族的成员2个+-渗透通道,位于染色体17p13上,在皮肤、舌头、背根神经节、三叉神经节、脊髓和大脑中表达[6].TRPV3型在皮肤屏障形成、毛发生长、伤口愈合、角质形成细胞成熟、皮肤疼痛、瘙痒和温度感觉方面也有功能[10]. 以前的报告表明TRPV3型基因敲除小鼠少于野生型小鼠[11]、和TRPV3型上调也被证明与结直肠癌发生的高风险相关[12].

蛋白质的表达TRPV3型非小细胞肺癌及其与临床病理因素的关系尚未研究。此外TRPV3型肺癌中的细胞尚不清楚。为了解决上述问题,采用免疫组化染色检测TRPV3型在非小细胞肺癌组织中。此外TRPV3型对肺癌细胞的增殖能力也进行了研究。

2.结果

2.1、。TRPV3在人非小细胞肺癌中的表达及其与临床因素的关系

我们进行了调查TRPV3型免疫组化检测96例非小细胞肺癌组织和20例正常肺组织中的表达。如上所述,TRPV3型免疫反应分为阴性和阳性。积极的TRPV3型67.7%(65/96)的患者出现染色;消极的TRPV3型32.3%(31/96)的患者出现染色。这个TRPV3型蛋白质主要在细胞膜和细胞质中表达(图1A–F)。正常肺组织中,只有40%(8/20)的病例有膜和细胞质表达。我们分析了TRPV3型表达水平和临床病理因素。如中所述表1,TRPV3型表达与分化显著相关(第页=0.001)和TNM阶段(第页= 0.004). TRPV3型根据年龄、性别、吸烟、组织学和血管淋巴管侵犯情况观察病情。Western blot分析结果与免疫组化结果相一致。蛋白质的表达TRPV3型在非小细胞肺癌组织中显著高于癌旁组织(图1G) ●●●●。我们分析了TRPV3型表达为总生存率,并发现TRPV3型非小细胞肺癌阳性患者TRPV3型阴性非小细胞肺癌(第页= 0.020图2).

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的表达式TRPV3型在人类NSCLCS中。免疫组织化学染色TRPV3型在癌组织及其相应的癌旁组织中进行了检测。棕色颗粒代表积极信号。的阳性表达位点TRPV3型主要定位于肿瘤细胞的细胞膜和细胞质中。TRPV3型癌旁组织(Para)呈阴性表达(A类,B类)、和TRPV3型肺鳞状细胞癌(Sq)阳性表达(C类,D类)和肺腺癌(E类,F类)。(A类,C类,E类) 200×; 和(B类,D类,F类)400×。的表达式TRPV3型肺内Ad、肺内Sq和Para(G公司)Western blot检测。每个条形代表三个独立实验的平均值±SD。** 第页与癌旁组织相比P<0.01。

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卡普兰-迈耶生存曲线。根据Kaplan–Meier曲线计算cum存活率TRPV3型表达式状态(第页=0.020)。通过log-rank比较计算统计差异。

表1

协会TRPV3型非小细胞肺癌的表达与临床和病理因素。

特征患者TRPV3型阳性(%)TRPV3型负(%)第页
年龄(岁)
<604830(62.5%)18 (37.5%)0.275
≥604835 (72.9%)13 (27.1%)
性别
男性5538 (69.1%)17 (30.9%)0.737
女性4127 (65.9%)14 (34.1%)
烟雾
是的4933 (67.3%)16 (32.7%)0.938
4732 (68.1%)15 (31.9%)
组织学
腺癌5635 (62.5%)21 (37.5%)0.197
鳞状细胞4030 (75.0%)10 (25.0%)
癌分化
4523人(51.1%)22 (48.9%)0.001 *
中等-较差5142人(82.4%)9 (17.6%)
TNM阶段
一/二6135 (57.4%)26 (42.6%)0.004 *
三/四3530 (85.7%)5 (14.3%)
血管增生侵袭
5434 (63.0%)20(37.0%)0.260
是的4231 (73.8%)11 (26.2%)

*第页< 0.05.

2.2。激活TRPV3促进肺癌细胞增殖

为了探索TRPV3型在肺癌中,我们使用钌红(RuR,一种广谱钙通道阻滞剂)和siRNA技术来阻断和敲除TRPV3型在A549和H1299细胞系中表达。采用MTT法检测RuR对A549和H1299细胞的作用(图3A) ●●●●。RuR(1–40μM)剂量依赖性降低A549和H1299细胞活力。TRPV3型-特异性siRNA显著降低了TRPV3型通过Western blot分析在siRNA处理24小时后(图3B) ●●●●。我们的细胞增殖分析表明TRPV3型A549和H1299细胞的增殖率显著降低(第页< 0.05) (图3C) ●●●●。我们使用了一种独立的方法,即集落形成分析,来验证TRPV3型对肺癌细胞的抑制作用。结果表明TRPV3型与对照细胞相比,A549和H1299细胞的集落形成能力明显降低(图3D) ●●●●。这些研究表明TRPV3型调节肺癌细胞的增殖。

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影响TRPV3型对肺癌细胞增殖的影响。通过MTT分析24小时后RuR(1–40µM)对A549和H1299细胞的影响(A类); 数据表示为三倍的平均值±SD。* 第页与对照组相比<0.05;** 第页与对照组相比<0.01。A549和H1299细胞用TRPV3型-24小时特异性siRNATRPV3型A549和H1299细胞的耗尽效率(B类); 用20µM RuR或TRPV3型-MTT检测特异性siRNA(C类)和菌落形成分析(D类)。数据表示为三份数据的平均值±SD。## 第页与对照组相比<0.01;** 第页与NC组相比<0.01。

2.3. 抑制TRPV3诱导[Ca的变化2个+]在肺癌细胞中

从激光扫描共聚焦显微镜拍摄的荧光强度来看,我们发现TRPV3型显著降低[Ca2个+]肺癌细胞(图4A) ●●●●。钙/钙调素依赖性激酶II(CaMKII公司)已知被细胞内钙激活2个+浓度[13]. 磷酸钙MKII(p-CaMKII型)蛋白质水平用Western blot检测。我们发现阻断或敲低TRPV3会降低p-CaMKII型(图4B) 。

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[Ca的测量2个+]在A549和H1299细胞中。荧光强度(单位:[Ca)2个+]用激光扫描共聚焦显微镜记录不同处理(400×)(A类); 蛋白质印迹分析p-CaMKII型A549和H1299细胞中的表达(B类)。所有数据均表示为三倍的平均值±SD。# 第页与对照组相比<0.05;## 第页与对照组相比,P<0.01;* 第页与NC组相比<0.05;** 第页与NC组相比<0.01。

2.4. 抑制TRPV3诱导肺癌细胞G1/S边界细胞周期阻滞

进一步探讨TRPV3型激活促进NSCLC细胞增殖,在A549和H1299细胞中进行细胞周期分析。细胞周期分析表明,在阻断或在TRPV3型敲除细胞后,S期细胞的百分率明显低于对照细胞,G1期细胞的百分比增加(图5A) ●●●●。这些结果表明TRPV3型耗尽诱导细胞周期阻滞在G1/S边界,并进一步抑制细胞周期进展。为了研究细胞周期阻滞的机制,我们测试了TRPV3型阻塞或击倒周期A,周期D1,CyclinE公司,CDK2型,川东北4、和第27页水平。如所示图5B、 蛋白质印迹分析显示TRPV3型降低了周期A,周期D1,CyclinE公司、和增加了第27页表达式。总之,这些结果表明抑制TRPV3型表达诱导G1-S过渡期细胞周期阻滞并抑制A549和H1299肺癌细胞生长。

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影响TRPV3型A549和H1299细胞周期动力学。细胞周期相由碘化丙啶(PI)掺入测定。细胞在电镀后24小时通过流式细胞仪进行分析(A类); 对一系列细胞周期相关因子的Western blot分析表明,蛋白质水平发生了变化(B类)。所有数据均表示为三倍的平均值±SD。# 第页与对照组相比<0.05;* 第页与NC组相比<0.05。

3.讨论

在本研究中TRPV3型在人非小细胞肺癌中检测到该蛋白。实验结果表明TRPV3型非小细胞肺癌组织中的蛋白质含量显著高于邻近正常肺组织。两者之间存在密切的相关性TRPV3型上调和TNM分期和分化。此外,我们证明了TRPV3型上调也与非小细胞肺癌患者的生存率较低相关。

研究表明,其他一些TRP通道在癌细胞中高度表达,蛋白表达量随着正常细胞、致瘤细胞和转移细胞的进展而变化,例如TRPM1型,TRPM8号机组、和TRPV6型[14,15,16,17].TRPV1型,TRPC1号机组,TRPC6公司、和TRPM5号机组在癌症组织中也增加,但还需要进一步的实验来研究其潜在机制[18,19,20]. 验证的潜在作用TRPV3型在肺癌发展过程中,我们使用TRPV通道阻滞剂RuR和siRNA来抑制或击倒TRPV3型在A549和H1299细胞系中表达。我们发现A549和H1299细胞的增殖能力和集落形成能力在TRPV3型阻挡或击倒。这些结果表明TRPV3型表达与肺癌细胞增殖显著相关。TRPV3型蛋白表达可促进肺癌细胞的增殖。

TRP通道在癌症进展中的作用可能涉及细胞内Ca的变化2个+.TRPV3型是TRP家族的成员,我们发现TRPV3型显著降低[Ca2个+]激光扫描共聚焦显微镜检测A549和H1299肺癌细胞。CaMKII公司,作为钙的一般积分器2个+信号,在钙结合时激活2个+/钙调素(CaM公司)经历了自磷酸化[21]. 如前所述,CaMKII公司激活在肿瘤中经常发生,包括卵巢癌、结肠腺癌和许多肿瘤细胞系,许多是调节细胞内钙的因素2个+浓度[22,23]. 我们的结果表明TRPV3型激活增加细胞内钙2个+它还促进了CaMKII公司.

钙信号的一个功能是促进G1/S转变时DNA合成的启动[24]. 最近的研究表明CaMKII公司在控制细胞周期进展和细胞增殖中发挥重要作用[25,26]. 研究表明CaMKII公司减少周期D1并增强了第27页具有CDK2型导致成纤维细胞G1期阻滞[27]. 因此,我们利用细胞周期分析发现TRPV3型与对照细胞相比,阻断或敲除细胞的G1期水平较高,S期水平较低。TRPV3型阻断或敲低抑制了细胞周期进程中G1至S的转变,这可能解释了TRPV3型对肺癌细胞增殖的影响。找出TRPV3型在细胞周期调控方面,我们研究了TRPV3型阻断或敲低许多G1至S过渡相关分子。我们分析了周期A,周期D1,CyclinE公司,CDK2型,川东北4、和第27页。我们发现周期A,周期D1、和CyclinE公司之后减少TRPV3型阻挡或击倒,而第27页表达增强。周期A细胞需要通过S期[28].周期D1在多种癌症中过度表达,并与癌细胞增殖相关。它通过G1/S限制点调节细胞周期进程影响细胞增殖[29,30,31].第27页被称为肿瘤抑制蛋白,有助于抑制激酶活性并阻止细胞周期从G1期向S期的进展[32,33]. 这些数据表明TRPV3型在A549和H1299肺癌细胞的细胞周期控制中发挥了重要作用。

越来越多的证据表明,一些癌症的发展涉及离子通道异常,尤其是前列腺,其中TRP家族的几个非电压依赖性阳离子通道被证明是钙稳态的关键因素[34]. 例如,TRPV2型,TRPV6型、和TRPM8号机组在正常前列腺和前列腺癌中有差异表达[35,36,37]. 一些作者认为,TRP通道参与了癌细胞的增殖以及对化疗药物的耐药性[38,39,40]. 我们的数据表明TRPV3型蛋白表达可促进A549和H1299肺癌细胞的增殖。然而TRPV3型对肺癌细胞增殖的研究应在未来的研究中进行。

总之,数据表明TRPV3型表达与非小细胞肺癌进展相关。TRPV3型蛋白表达可促进肺癌细胞的增殖。TRPV3型抑制作用减弱[Ca2个+]肺癌细胞和细胞周期阻滞在G1/S边界。据报道,TRPV3型表达是一种预后标志物,作为一种非选择性阳离子通道,是治疗晚期非小细胞肺癌的新治疗策略的一个有希望的靶点。

4.材料和方法

4.1. 患者群体和临床标本

哈尔滨医科大学伦理委员会批准了这项研究。2005-2008年在大庆总医院集团油田总医院采集了96例非小细胞肺癌标本及相应的正常肺组织。术前患者未接受化疗或放疗。组织用福尔马林固定,石蜡包埋。参照2004年WHO分类标准对组织学类型和分化水平进行分类,并根据2009年UICC TNM分类对TNM(T,肿瘤大小;N,区域淋巴结;M,转移)进行分类。相关临床和病理特征(表1)从患者档案和/或通过与患者或其家人的电话调查收集。

4.2. 免疫组织化学(IHC)和评分

将石蜡包埋的组织切成5μm的切片,放在载玻片上,并在70°C下烘烤2 h。用二甲苯将切片脱蜡并重新水化。他们在微波炉中使用柠檬酸盐缓冲液(10 mM,pH 6.0)进行热诱导抗原回收8分钟,然后冷却至室温。将切片与3%过氧化氢在甲醇中孵育以去除内源性过氧化物酶活性,然后用正常血清处理以阻断非特异性结合。然后将载玻片与抗-TRPV3型抗体(1:100 Abcam,Cambridge,MA,USA)在4°C下过夜。作为染色过程的阴性对照,用PBS替换一级抗体。第二级抗体来自SP试剂盒(中国北京中山生物技术公司)。清洗后,用生物素化抗兔第二抗体处理组织切片15分钟,然后用链霉亲和素-辣根过氧化物酶复合物进一步孵育15分钟。切片用二氨基联苯胺染色,然后用苏木精复染。两位病理学家对染色切片进行了独立审查和评分。将比例(0:无;1:<25%;2:25%–50%;3:51%–75%;和4:>75%)和强度(0:没有;1:较弱;2:中等;和3:较强)得分相加,得出总分,范围为0至7。根据总得分将标本分为两组:(1)阴性表达,<4分;(2) 阳性表达,4-7分。

4.3. 细胞培养

人类肺癌细胞系A549和H1299来自美国类型培养物收集中心(美国弗吉尼亚州马纳萨斯)。细胞在含有10%胎牛血清(Invitrogen)、100 IU/mL青霉素(Sigma,St.Louis,MO,USA)和100μg/mL链霉素(Sigram)的DMEM培养基(Invit罗gen,Carlsbad,CA,USA。

4.4. 蛋白质印迹分析

在裂解缓冲液中提取组织和细胞系的总蛋白(Thermo Fisher Scientific,Rockford,IL,USA),并使用Bradford方法进行定量。使用十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)分离等量提取的蛋白质(60μg),然后转移到聚偏氟乙烯膜上。将膜与以下抗体在4°C下孵育过夜-TRPV3型(1:100,美国马萨诸塞州剑桥市Abcam),CaMK-II公司(1:1000),p-CaMK-II(1:1000),周期A(1:1000),周期D1(1:1000),细胞周期蛋白E(1:1000),CDK2型(1:1000),川东北4(1:1000),第27页(1:1000)(细胞信号技术,波士顿,马萨诸塞州,美国),β-肌动蛋白(1:2000,美国加利福尼亚州圣克鲁斯圣克鲁斯生物技术公司)。在37°C下与过氧化物酶偶联抗鼠/兔IgG孵育2 h后,使用ECL(Thermo Fisher Scientific)观察蛋白质条带,并使用生物成像系统(UVP Inc.,加利福尼亚州高地)检测蛋白质条带。参照β-肌动蛋白的量计算蛋白质的相对量。

4.5. 小干扰RNA对TRPV3表达的抑制作用

电池(1×104)使用X-tremeGENE siRNA转染试剂(德国彭茨堡罗氏)转染,应用两种序列验证和敲除排列的siRNA:TRPV3型-siRNA(20 nM,每个,5′-ACUGCCUGAGAAAGCU UTT-3′和5′-AAGCUUUCAUAGGCAGGUTT-3’)符合制造商的说明(中国上海基因制药有限公司)。治疗96小时后,将细胞分裂并再次感染siRNA,以确保有效TRPV3型击倒。商业GAPDH-siRNA作为阳性对照(中国上海基因制药有限公司)。使用绿色荧光蛋白标记的阴性对照siRNA(NCsiRNA)(GenePharma Co.,Ltd.,Shanghai,China)作为转染效率对照和实验的阴性对照。24小时后从细胞中提取蛋白质并通过Western blot进行评估。

4.6. 细胞活性测定

细胞在含有10%FBS的培养基中以每孔约2000个细胞的速度放置在96个平板中,并通过MTT(3-(4,5-二甲基噻唑-2-基)-2,5-二苯基四唑溴化铵)测定测定细胞活力。简单地说,将20μL 5 mg/mL MTT(Sigma)溶液添加到每个孔中,并在37°C下培养4小时,然后从每个孔中取出培养基,并将所得的MTT-formazan溶解在150 mL DMSO中。使用490 nm的测试波长分光光度法对结果进行量化。

4.7. 菌落形成分析

电池(0.3×10)将种子接种到6cm的培养皿中,并保存在生长培养基中。两周后,用80%甲醇固定细胞,Giemsa染色15分钟。记录50个以上细胞的菌落数。对殖民地进行拍照和计数。

4.8. 细胞周期分析

将细胞(500000)接种到6 cm的组织培养板中并孵育24 h。在用指示量的siRNA或RuR处理后,收集细胞并在75%乙醇中固定24 h,用PBS洗涤,并用添加RNase A的PBS中的5 mg/mL碘化丙啶(PI)染色(美国印第安纳波利斯州罗氏)在室温下保持30分钟。通过流式细胞术分析DNA含量(美国新泽西州富兰克林湖市BD生物科学公司FACSAriaI)。

4.9. [Ca的测量2个+]

将细胞与含有0.03%Pluronic F-127的10μM Fluo-3/AM(中国北京,Molecular Probes,acetoxymethyl ester form)工作液在37°C下孵育40分钟。随后,用工作液清洗细胞两次,以消除细胞外的Fluo-3/4AM2个+]通过荧光强度(FI)进行鉴定。用激光扫描共聚焦显微镜(日本东京奥林巴斯)检测这些细胞的FI,488 nm激发,530 nm发射5分钟。在10个随机选择的细胞中收集FI,以计算平均FI。

4.10. 统计分析

所有分析均使用适用于Windows的SPSS 16.0版。学生的t吨-测试用于比较其他数据。在这些亚组之间,用卡方法比较染色阳性率。生存率分析采用Kaplan–Meier曲线,差异通过log-rank检验揭示。第页<0.05被认为具有统计学意义,并且第页更强烈地认为<0.01。

致谢

本研究得到了黑龙江省自然科学基金(批准号:H201413)和哈尔滨医科大学大庆分校种子基金(批准号:DQ201302)的资助。

作者贡献

李晓雷、曹永刚和孙红丽设计了这项研究并撰写了论文。李白燕和李慧峰进行了病例收集。李晓蕾、张千慧、范凯和齐汉平进行了研究。李晓雷和曹永刚分析了数据。孙红丽和张倩慧编辑了这篇论文。所有作者阅读并批准了最终手稿。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。

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文章来自国际分子科学杂志由以下人员提供多学科数字出版研究所(MDPI)