2024年4月21日发(作者:司寇若星)
现代肿瘤医学 2021年04月 第29卷第08期 MODERNONCOLOGY,Apr2021,VOL29,No08
·1285·
论 著
?
基础研究
?
Stim1在骨肉瘤组织和细胞中的表达水平及与顺铂耐药性的关系
傅 蔷
1
,史纪元
2
,赵 婷
1
,查鹭婷
1
,刘安生
1
,唐 娜
3
Stim1expressioninosteosarcomatissuesandcellsanditsrelationshipwithcisplatinre
sistance
121113
FUQiang,SHIJiyuan,ZHAOTing,ZHALuting,LIUAnsheng,TANGNa
1
2
DepartmentofNeoplasticHematologicDisorder,Xi'anChildren'sHospital,ShaanxiXi'an710003,China;DepartmentofOrthopedics,
3nd
ShaanxiProvincialPeople'sHospital,ShaanxiXi'an710068,China;DepartmentofPathology,ShenzhenPeople'sHospital,2Clinical
MedicalCollegeofJinanUniversity,GuangdongShenzhen518020,China.
【Abstract】 Objective:ToinvestigatetheexpressionlevelofStim1inosteosarcomatissuesandcellsanditsrela
tionshipwithcisplatinresistance.Methods:TheexpressionofStim1intumortissuesof50patientswithosteosarcoma
wasdetectedbyimmunohistochemicalstaining.Drug-resistantosteosarcomacells(U-2OS/DDPcells)wereestab
lishedbytreatingthehumanosteosarcomacelllineU-2OSwithhighconcentrationsofcisplatin.Theexpressionof
Stim1,ATF4,CHOPandGRP78inthecellswasdetectedbyRT-PCRandWesternblot.Transfectionofhuman
Stim1-siRNAorpCDNA3-HAplasmidover-expressingStim1down-regulatedorup-regulatedtheexpressionof
Stim1inosteosarcomacells,andthecalciuminfluxinthecellswasdetected.Cellproliferationwasdetectedbythe
CCK-8method,andapoptosiswasdetectedbytheAnnexinV-FITC/PIdualstainingmethod.Results:Thepositive
expressionofStim1wasrelatedtoTNMstaginganddistantmetastasisinpatientswithosteosarcoma.AmongStim1
positivepatients,74.19%(23cases)wereTNMstageIII,and87.10%(27cases)haddistantmetastases.Among
Stim1-negativepatients,26.31%(5cases)wereTNMstageIII,and26.31%(5cases)haddistantmetastases.
TheexpressionlevelsofStim1mRNAandproteinincisplatin-resistantosteosarcomaU-2OS/DDPcellsweresig
nificantlyhigherthanthoseinnon-resistantU-2OScells(P<0.05).Down-regulatingStim1significantlyre
ducedcalciumioninfluxinU-2OS/DDPcells(P<0.05).Down-regulatingStim1inhibitedcellproliferationand
(P<0.05).Inaddition,down-regulatingStim1furtherincreasedtheexpressionofendoplasmicpromotedapoptosis
reticulumstressmolecularmarkersATF4,CHOPandGRP78(P<0.05).Incontrast,up-regulatingtheexpression
Conclusion:Stim1ishighlyexpressedinpatientswithosteosarcomaandisassociatofStim1playedtheoppositerole.
edwithpoorprognosis.HighexpressionofStim1canincreasecisplatinresistanceinosteosarcomacells.Down-regu
latingStim1reducescisplatinresistanceofosteosarcomacellsbyinhibitingcalciuminfluxandpromotingendoplasmic
reticulumstress-inducedapoptosis.
【Keywords】osteosarcoma,Stim1,cisplatinresistance,endoplasmicreticulumstress,calciuminflux,apoptosis
ModernOncology2021,29(08):1285-1292
【摘要】 目的:探讨Stim1在骨肉瘤组织和细胞中的表达水平及与顺铂耐药性的关系。方法:采用免疫组织
0例骨肉瘤患者的肿瘤组织中Stim1的表达。通过用高浓度的顺铂处理人骨肉瘤细胞系U化学染色检测了5
-2OS来建立耐药性骨肉瘤细胞(U-2OS/DDP细胞)。通过RT-PCR和蛋白质印迹检测细胞中Stim1、
ATF4、CHOP和GRP78的表达。通过转染人Stim1-siRNA或过表达Stim1的pCDNA3-HA质粒来下调或上
调骨肉瘤细胞中Stim1的表达,并检测了细胞的钙离子内流情况。通过CCK-8法检测细胞增殖,通过An
双重染色法检测细胞凋亡。结果:Stim1的阳性表达与骨肉瘤患者的TNM分期和远处转移nexinV-FITC/PI
【收稿日期】 2020-07-02 【修回日期】 2020-09-20
【基金项目】 国家自然科学基金青年项目(编号:81702359);陕西省重点研发计划项目(编号:2017SF-259);深圳市科技计划项目(编号:
JCYJ20180301170035531)
1
西安市儿童医院血液肿瘤科,陕西 西安 710003【作者单位】
2
3
陕西省人民医院骨科,陕西 西安 710068
暨南大学第二临床医学院,深圳市人民医院病理科,广东 深圳 518020
【作者简介】 傅蔷(1984-),女,陕西西安人,硕士,主治医师,主要从事血液肿瘤基础与临床研究工作。E-mail:jessise1488@126.com
【通讯作者】 史纪元(1984-),男,陕西西安人,硕士,副主任医师,主要从事骨及骨肿瘤基础与临床研究工作。E-mail:ShiJYsy@163.com
·1286·
傅 蔷,等 Stim1在骨肉瘤组织和细胞中的表达水平及与顺铂耐药性的关系
有关,Stim1阳性患者中,74.19%(23例)为TNM
Ⅲ
期,87.10%(27例)发生远处转移。而Stim1阴性患者中,
26.31%(5例)为TNM
Ⅲ
期,26.31%(5例)发生远处转移。顺铂耐药的骨肉瘤U-2OS/DDP细胞中的Stim1
2OS细胞(P<0.05)。下调Stim1表达明显减少了U-2OS/mRNA和蛋白表达水平显著高于非耐药U-
DDP细胞中的钙离子内流(P<0.05);下调Stim1表达抑制了细胞的增殖并促进了细胞凋亡(P<0.05)。此
外,下调Stim1进一步提高了内质网应激分子标志物ATF4、CHOP和GRP78的表达(P<0.05)。相反,上调
Stim1的表达则发挥了相反的作用。结论:Stim1在骨肉瘤患者中高表达并与不良预后有关。Stim1的高表达
tim1通过抑制钙离子内流并促进内质网应激诱导的细胞凋亡来降可增加骨肉瘤细胞的顺铂耐药性。下调S
低骨肉瘤细胞的顺铂耐药性。
【关键词】骨肉瘤;Stim1;顺铂耐药性;内质网应激;钙离子内流;细胞凋亡
【中图分类号】R738.1 【文献标识码】A DOI:10.3969/j.issn.1672-4992.2021.08.001
【文章编号】1672-4992-(2021)08-1285-08
骨肉瘤是儿童和青少年中最常见的原发性恶性骨肿瘤,
约占所有儿科恶性肿瘤的2.4%
[1-3]
。骨肉瘤患者常用的化
疗药物包括顺铂、阿霉素和甲氨蝶呤,但化疗药物耐药情况
也越来越普遍。目前,对于临床治疗中骨肉瘤化学耐药性的
分子机制知之甚少。多项研究报道了Ca
2+
离子通道调节癌
细胞凋亡的关键作用
[4]
。钙库操纵的钙内流(store-opera
tedcalciumentry,SOCE)已被确认为Ca
2+
进入非兴奋性细胞
的主要通道
[5]
。Stim1位于内质网(endoplasmicreticulum,
ER)膜中,是钙库操纵的钙通道(storeoperatedcalciumchan
nel,SOCC)的主要成分,也是内质网Ca
2+
的传感器
[6-8]
。先
前的研究表明Stim1在癌症发生中起着关键作用。在乳腺癌
动物模型中,敲低Stim1基因或抑制SOCE可降低肿瘤的转
移性
[9]
。此外,敲低Stim1抑制了肝癌细胞的迁移,并增加
了前列腺癌细胞的化疗敏感性
[10]
。但是,Stim1在骨肉瘤中
的可能作用尚未完全解释。
内质网是必需的细胞器,在细胞存活和凋亡过程中发挥
重要作用。在多种刺激下,未折叠和未完全折叠的蛋白质会
积聚在内质网中,导致内质网应激。内质网在Ca
2+
稳态和
Ca
2+
信号传导中起着至关重要的作用
[11]
。先前的研究报告
称,顺铂可诱导内质网应激,并激活ATF4、CHOP和GRP78
等内质网应激的分子标记物
[12]
。考虑到Stim1在内质网应
激和细胞凋亡中的重要作用,本研究推测Stim1可能参与癌
细胞的顺铂耐药性。
因此,本研究旨在探讨Stim1在骨肉瘤细胞中的表达水
平及与顺铂耐药性的关系及其可能机制。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 细胞与试剂 人成骨细胞系hFOB1.19和人骨肉瘤
细胞系U-2OS购自美国典型培养物保藏中心(ATCC);
RPMI1640培养基购自美国Invitrogen公司;Stim1、ATF4、
CHOP、GRP78和GAPDH一抗购自美国SantaCruzBiotech
nology公司;辣根过氧化物酶标记的二抗购自北京中杉金桥
生物技术有限公司;3,3-二氨基联苯胺四盐酸盐购自美国
sigma公司;Trizol试剂购自美国Invitrogen公司;SuperScriptII
RT试剂盒购自美国Invitrogen公司;SYBRGreen实时PCR
试剂盒购自美国Invitrogen公司;RIPA裂解液购自中科瑞泰
(北京)生物科技有限公司;BCA蛋白质测定试剂盒购自上
海碧云天生物技术有限公司;聚偏二氟乙烯(PVDF)膜购自
美国Millipore公司;ECL检测试剂盒购自上海碧云天生物技
术有限公司;Fura2-AM购自美国Invitrogen公司;改良
Krebs-Henseleit溶液购自北京雷根生物技术有限公司;
Stim1-siRNA购自上海吉玛制药技术有限公司;Hiperfect
TransfectionReagent购自美国Qiagen公司;LipofectaminePlus
试剂购自美国Invitrogen公司;Opti-MEM培养基购自In
vitrogen;CCK-8试剂购自日本DojindoLaboratories公司;An
nexinV-FITC/PI双重染色试剂购自江苏凯基生物技术股份
有限公司;FAC-Scan流式细胞仪购自美国BDBiosciences
公司。
1.1.2 患者和标本收集 50例骨肉瘤组织及配对的癌旁组
织标本取自我院手术切除的骨肉瘤患者,患者先前均未进行
任何化放疗及药物治疗。所有组织标本均用石蜡包埋进行
免疫组织化学染色,或保存在液氮中进行RT-PCR和West
ernblot分析。
1.2 方法
1.2.1 细胞培养 将人成骨细胞系hFOB1.19和人骨肉瘤
细胞系U-2OS在含有10%FBS、100U/mL青霉素和100
μ
g/mL链霉素的RPMI1640中培养,培养条件为37℃、5%
CO
2
。顺铂耐药的U-2OS(U-2OS/DDP)细胞通过以高浓
度顺铂培养进行建立,接种后每周两次添加顺铂,每2个月
通过MTT分析法分析细胞存活率。顺铂对U-2OS的IC
50
值为10
μ
g/mL。与未处理的U-2OS细胞相比,U-2OS/
DDP细胞对顺铂的耐药性增加了3倍。分别将U-2OS细
胞和U-2OS/DDP细胞用5
μ
g/mL的顺铂处理24h。
1.2.2 免疫组织化学 免疫组织化学用于检测Stim1在组
织标本中的表达。将石蜡包埋的组织标本切成5
μ
m厚的切
片,并进行脱蜡和再水化。抗原修复后,将切片与3%过氧化
氢孵育10min以阻断内切酶过氧化物酶活性,然后与Stim1
一抗(1∶500稀释)在4℃下孵育过夜。用PBS冲洗后,将切
片与辣根过氧化物酶标记的二抗孵育1h。然后应用3,3-
二氨基联苯胺四盐酸盐(DAB)进行显色。在奥林巴斯光学
显微镜下观察切片。阳性细胞被染为棕色或深棕色,在200
×放大倍数下随机选择5个视野计算阳性细胞百分比。将
≥
50%细胞阳性染色的样本定义为阳性。将<50%细胞阳
性染色的样本定义为阴性。
1.2.3 RNA提取和RT-PCR 根据试剂盒说明书,使用
Trizol试剂提取总RNA。使用SuperScriptIIRT试剂盒对分
离的RNA进行反转录。通过SYBRGreen实时PCR试剂盒
在ABIPrism7300型荧光定量PCR仪上进行RT-PCR。设计
引物序列(表1),GAPDH用作内部对照,根据2
-
△△
Ct
法计算
Stim1mRNA的相对表达量。
现代肿瘤医学 2021年04月 第29卷第08期 MODERNONCOLOGY,Apr2021,VOL29,No08
表1 引物序列信息
Tab.1 Informationofprimersequence
PrimernamePrimersequence(5'-3')
Stim1
ATF4
CHOP
GRP78
GAPDH
F:GAACGCTATCCAACTGTGGT
R:AATTACTTCTGCCCATGCCC
F:CTTGATTGTGACGCCAATATGGATT
R:GTACTGGCCAGTGTCAGCATATGTGA
F:GGACGTACGATCTATGTGCCCACCG
R:GTCTAACCATAGGGCTGTATGCCCA
F:CTACTATATGGCGTAATTGACACAGTTTTT
R:CGCCCCAATACGGAGACATGTAATTATGTGA
:GCACGCCACGGTACCCATGCTF
R:AGCGGTACGCATAGTCGGCCT
·1287·
表达Stim1的骨肉瘤细胞(Stim1-pCDNA3),将空载质粒作
为对照(NC-pCDNA3)。根据制造商的说明,将Lipo
试剂加入Opti-MEM培养基(Invitrogen)中,fectaminePlus
并将Stim1质粒瞬时转染细胞24h。
3
1.2.8 细胞活力测定 将细胞以5×10个细胞/孔的密度
接种在96孔板中过夜。然后添加CCK-8并在37℃下孵育
2h。用酶标仪在450nm下测量每个孔的吸光度。
1.2.9 细胞凋亡测定 根据试剂盒说明书,通过AnnexinV
-FITC/PI双重染色法测定U-2OS细胞或U-2OS/DDP
细胞凋亡。用FAC-Scan流式细胞仪对凋亡细胞进行计数。
1.3 统计学分析
采用SPSS22.0统计软件进行数据分析,数据结果表示
为平均值±标准差,通过单因素方差分析(ANOVA)或t检验
2
比较计量资料的组间差异;通过
χ
检验比较计数资料的组
间差异;P<0.05表示差异具有统计学意义。
1.2.4 蛋白质印迹分析 使用含有蛋白酶抑制剂混合物的
冰RIPA裂解液对组织或细胞进行裂解。通过BCA蛋白质
测定试剂盒确定蛋白质含量。通过8%的SDS-PAGE分离
30
μ
g蛋白质并转移至聚偏二氟乙烯(PVDF)膜。将膜用
5%脱脂牛奶封闭1h,然后与一抗在4℃下孵育过夜。一抗
tim1、ATF4、CHOP、GRP78和GAPDH,均以1∶1000稀包括S
释。洗涤后,将膜与辣根过氧化物酶标记的二抗在室温下孵
育1h,然后通过ECL检测试剂盒进行显影。
1.2.5 钙离子内流的检测 将2
μ
mol/LFura2-AM装入
2mL改良Krebs-Henseleit溶液中,并在37℃下孵育30
2+
min。用1
μ
mol/Lthapsigargin(Tg)耗尽Ca库,然后添加2
2+
mmol/LCa。用带有340和380nm波长滤波器的奥林巴
2 结果
2.1 Stim1表达与骨肉瘤临床参数的关系
结果显示,Stim1阳性细胞被染为棕色或深棕色,阴性细
胞未染色。将
≥
50%细胞阳性染色的样本定义为阳性(图
1)。在本研究中,癌旁组织标本中共有14份Stim1阳性和
36份Stim1阴性,阳性率为28.00%;骨肉瘤组织中共有31
份Stim1阳性和19份Stim1阴性,阳性率为62.00%。癌旁
2
组织和骨肉瘤组织的Stim1阳性率有显著差异(11.677,
χ
=
P=0.001)。此外,Stim1的阳性表达与骨肉瘤患者的TNM
分期和远处转移有关(P<0.05),Stim1阳性患者中,74.19%
(23例)为TNM
Ⅲ
期,87.10%(27例)发生远处转移。而
Stim1阴性患者中,26.31%(5例)为TNM
Ⅲ
期,26.31%(5
例)发生远处转移。而Stim1的阳性表达与骨肉瘤患者的年
P>0.05)(表2)。龄、性别和肿瘤大小无关(
Stim1在人成骨细胞系hFOB1.19和人骨肉瘤细胞系U
-2OS中的表达模式与其在癌旁组织和骨肉瘤组织中的表
达模式一致,与hFOB1.19细胞相比,U-2OS细胞中Stim1
的mRNA和蛋白表达水平分别显著升高了2.79倍和3.14
倍(P<0.05)(图2)。
斯IX81倒置荧光显微镜检查钙离子内流情况,并用Olympus
Cell^R软件进行分析。随机选择10个视野评估平均荧光。
1.2.6 siRNA转染 通过转染人Stim1-siRNA敲低骨肉
瘤细胞中Stim1。靶向Stim1的siRNA序列是5'-GGCTCTG
。非特异性siRNA寡核苷酸(NC-GATACAGTGCTC-3'
siRNA)用作阴性对照。按照制造商的说明,用Hiperfect
TransfectionReagent转染siRNA。
1.2.7 质粒转染 委托上海吉玛制药技术有限公司将人
Stim1的全长cDNA克隆到pCDNA3-HA质粒载体中构建过
图1 免疫组化检测Stim1在骨肉瘤组织中的阳性和阴性表达(×200)
Fig.1 PositiveandnegativeexpressionofStim1inosteosarcomatissuebyimmunohistochemistry(×200)
2.2 Stim1表达与骨肉瘤细胞顺铂耐药性的关系
结果显示,顺铂耐药的骨肉瘤U-2OS/DDP细胞中的
Stim1mRNA和蛋白表达水平显著高于对照U-2OS细胞(P
<0.05)。顺铂处理24h(5
μ
g/mL)后,U-2OS和U-2
tim1表达水平均显著降低,但顺铂处理后OS/DDP细胞中S
U-2OS/DDP细胞中Stim1表达水平仍高于U-2OS细胞
(P<0.05)(图3)。
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傅 蔷,等 Stim1在骨肉瘤组织和细胞中的表达水平及与顺铂耐药性的关系
表2 Stim1表达与骨肉瘤临床参数的关系
细胞。此外,顺铂处理后,U-2OS和U-2OS/DDP-2OS
细胞中钙离子内流均被抑制,但顺铂处理后U-2OS/DDP
细胞的钙离子内流仍高于U-2OS细胞(P<0.05)(图4)。
2.4 顺铂对骨肉瘤细胞内质网应激的影响
结果显示,U-2OS/DDP细胞的内质网应激分子标记物
(ATF4、CHOP和GRP78)的mRNA和蛋白表达水平显著低
2OS细胞(P<0.05)。顺铂处理后,U-2OS和U-2于U-
OS/DDP细胞中ATF4、CHOP和GRP78的mRNA和蛋白表
达水平均显著上调(P<0.05),但顺铂处理后U-2OS/DDP
细胞的ATF4、CHOP和GRP78的mRNA和蛋白表达水平低
2OS细胞(图5)。于U-
2.5 下调Stim1对顺铂耐药的骨肉瘤细胞的增殖、凋亡、钙
离子内流和内质网应激的影响
结果显示,转染siRNA敲低了U-2OS/DDP细胞中
Stim1mRNA的表达。下调Stim1表达明显减少了U-2OS/
Tab.2 RelationshipbetweenStim1expressionandclinicalparametersof
osteosarcoma
Parameters
Age(years)
<6
≥
6
Gender
Male
Female
Tumorsize(cm)
<5
≥
5
TNMstage
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Distantmetastases
No
Yes
egativeexpressionPositiveexpressionN
(n=31)ofStim1
16
15
16
15
17
14
2
6
23
4
27
ofStim1(n=19)
13
6
0.0050.944
10
9
0.9050.344
13
6
10.9950.004
3
11
5
18.889<0.001
14
5
2
χ
P
1.3660.242
DDP细胞中的钙离子内流(P<0.05)。顺铂处理均抑制了U
-2OS/DDP细胞的增殖并促进了细胞凋亡(P<0.05)。然
而,下调Stim1进一步抑制了细胞的增殖并促进了细胞凋亡。
同时,下调Stim1进一步提高了ATF4、CHOP和GRP78
mRNA的表达(P<0.05)(图6)。
2.3 顺铂对骨肉瘤细胞钙离子内流的影响
结果显示,U-2OS/DDP细胞的钙离子内流显著高于U
图2 Stim1在人成骨细胞系hFOB1.19和人骨肉瘤细胞系U-2OS中的表达
A:RT-PCR检测Stim1mRNA表达;B和C:Westernblot检测Stim1蛋白表达。与hFOB1.19细胞比较,0.05。
P<
Fig.2 ExpressionofStim1inhumanosteoblastcelllinehFOB1.19andhumanosteosarcomacelllineU-2OS
A:RT-PCRdetectionofStim1mRNAexpression;BandC:WesternblotdetectionofStim1proteinexpression.ComparedwithhFOB1.19cells,
P
<0.05.
图3 顺铂处理24h(5
μ
g/mL)对U-2OS和U-2OS/DDP细胞中Stim1表达的影响
A:RT-PCR检测Stim1mRNA表达;B:Westernblot检测Stim1蛋白表达。与U-2OS细胞比较,0.05;与U-2OS+DDP细胞比较,#P
P<
<0.05;与U-2OS/DDP细胞比较,&P<0.05。
Fig.3 Effectofcisplatintreatmentfor24h(5
μ
g/mL)ontheexpressionofStim1inU-2OSandU-2OS/DDPcells
A:Stim1mRNAexpressiondetectedbyRT-PCR;B:Stim1proteinexpressiondetectedbyWesternblot.ComparedwithU-2OScells,0.05;
P<
ComparedwithU-2OS+DDPcells,#P<0.05;ComparedwithU-2OS/DDPcells,&P<0.05.
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DDP细胞中Stim1mRNA的表达显著上调(P<0.05)。与下
tim1表达对骨肉瘤细胞行为的影响效果相反,上调Stim1调S
表达显著促进了U-2OS/DDP细胞中的钙离子内流(P<
0.05)。并且上调Stim1表达降低了顺铂对细胞增殖的抑制
作用和对细胞凋亡的促进作用。同时,上调Stim1表达抑制
TF4、CHOP和GRP78mRNA的表达(图7)。了A
3 讨论
Stim1位于内质网膜中,是钙库操纵的钙通道(SOCE)的
2+6-8]
主要成分,也是内质网Ca的传感器
[
。Stim1在癌症发
tim1在大多数骨肉瘤患者生中起着关键作用。本研究发现S
图4 顺铂处理24h(5
μ
g/mL)对U-2OS和U-2OS/DDP细胞钙
离子内流的影响
与U-2OS细胞比较,0.05;与U-2OS+DDP细胞比较,#P
P<
<0.05;与U-2OS/DDP细胞比较,&P<0.05。
Fig.4 Effectofcisplatintreatmentfor24h(5
μ
g/mL)oncalciumin
fluxinU-2OSandU-2OS/DDPcells
ComparedwithU-2OScells,0.05;ComparedwithU-2OS+
P<
,#P<0.05;ComparedwithU-2OS/DDPcells,&P<DDPcells
0.05.
中高表达,并且Stim1的阳性表达与骨肉瘤患者的TNM分期
和远处转移有关。其他研究中报道,在乳腺癌动物模型中,
9]
敲低Stim1基因可降低肿瘤的转移性
[
。与非肿瘤组织相
比,Stim1在肝癌组织中过表达,敲低Stim1抑制了肝癌细胞
10]
的迁移,并增加了前列腺癌细胞的化疗敏感性
[
。此外,
Stim1的下调促进了非小细胞肺癌细胞中顺铂诱导的细胞凋
13]
亡
[
。基于上述研究结果,可知Stim1在大多数癌症中扮演
癌基因的角色,并且可能参与调控癌细胞的生物学功能及化
疗耐药性。本研究还显示顺铂耐药的骨肉瘤U-2OS/DDP
细胞中的Stim1表达水平明显上调,说明Stim1不仅参与骨
肉瘤的发病过程,而且与骨肉瘤细胞化疗耐药性有关,Stim1
可作为骨肉瘤预后的检测指标。
2.6 上调Stim1表达对顺铂耐药的骨肉瘤细胞增殖、凋亡、
钙离子内流和内质网应激的影响
本研究将顺铂耐药的U-2OS/DDP细胞用过表达
Stim1的pCDNA3-HA质粒进行转染,结果显示U-2OS/
图5 顺铂处理24h(5
μ
g/mL)对U-2OS和U-2OS/DDP细胞中内质网应激标志物ATF4、CHOP和GRP78表达的影响
A:RT-PCR检测mRNA表达;B:Westernblot检测蛋白表达。与U-2OS细胞比较,0.05;与U-2OS+DDP细胞比较,#P<0.05;与
P<
U-2OS/DDP细胞比较,&P<0.05。
Fig.5 Effectofcisplatintreatmentfor24h(5
μ
g/mL)ontheexpressionofendoplasmicreticulumstressmarkersATF4,CHOPandGRP78inU-2OS
andU-2OS/DDPcells
A:mRNAexpressiondetectedbyRT-PCR;B:ProteinexpressiondetectedbyWesternblot.ComparedwithU-2OScells,0.05;Comparedwith
P<
U-2OS+DDPcells,#P<0.05;ComparedwithU-2OS/DDPcells,&P<0.05.
2+
细胞内Ca在调节多种细胞过程中起着至关重要的作能与细胞内钙离子浓度有关。由于Stim1是SOCE的主要成
2+4-5]
分,而SOCE是Ca进入非兴奋性细胞的主要通道
[
。其用,包括神经兴奋、骨骼肌收缩、内皮细胞增殖和巨噬细胞活
14]2+
。此外,Ca离子通道通过调节癌细胞凋亡介导化疗化
[
2+
耐药性,使用Ca通道抑制剂处理癌细胞可明显促进细胞
OCE通过促进自噬和细胞凋亡而增加肝他研究报道,抑制S
4]
癌细胞对5-氟尿嘧啶的敏感性
[
。因此,本研究推测下调
2OS/DDP细胞的钙离凋亡。本研究发现,顺铂耐药的U-
子内流显著高于非耐药细胞。说明骨肉瘤的顺铂耐药性可
Stim1可能通过关闭SOCE通道进而抑制钙离子内流来诱导
细胞凋亡,从而降低顺铂耐药性。
··1290
傅 蔷,等 Stim1在骨肉瘤组织和细胞中的表达水平及与顺铂耐药性的关系
图6 下调Stim1对顺铂耐药的骨肉瘤细胞的增殖、凋亡、钙离子内流和内质网应激的影响
A:转染siRNA敲低了U-2OS/DDP细胞中Stim1mRNA的表达;B:钙离子内流;C:CCK-8法检测细胞增殖;D:AnnexinV-FITC/PI双重染
色法检测细胞凋亡;E:RT-PCR检测内质网应激标志物ATF4、CHOP和GRP78的mRNA表达。与NC-siRNA组比较,0.05;与NC-
P<
#P<0.05;与Stim1-siRNA组比较,&P<0.05。siRNA+DDP组比较,
Fig.6 Effectofdown-regulatingStim1ontheproliferation,apoptosis,calciuminfluxandendoplasmicreticulumstressofcisplatin-resistantosteosarco
macells
A:TransfectionsiRNAknocksdownStim1mRNAexpressioninU-2OS/DDPcells;B:Calciuminflux;C:CellproliferationdetectedbyCCK-8meth
od;D:AnnexinV-FITC/PIdualstainingApoptosiswasdetectedbyassay;E:RT-PCRdetectedmRNAexpressionofendoplasmicreticulumstress
,CHOPandGRP78.ComparedwithNC-siRNAgroup,0.05;ComparedwithNC-siRNA+DDPgroup,#P<0.05;ComparedmarkersATF4
P<
withStim1-siRNAgroup,&P<0.05.
2+2+
另外,内质网应激对Ca稳态和Ca信号传导以及化RP78可促高表达可能会增加癌细胞的化疗耐药性,因为G
17]
进未折叠蛋白的折叠
[
。但是,如果内质网应激持续存在,疗敏感性具有重要的调节作用
[11,15]
。先前的研究报告称,顺
11-12]
铂可诱导内质网应激从而促进细胞凋亡
[
。本研究发则GRP78的高表达可促进介导细胞凋亡的ATF4和CHOP
的表达,从而促进细胞凋亡,并抵消GRP78的促生存作
18]
用
[
。上述结果说明下调Stim1通过抑制钙离子内流并促
现,顺铂耐药的骨肉瘤细胞中的ATF4、CHOP和GRP78的表
达水平显著低于非耐药细胞,顺铂处理可促进上述内质网应
激标志物的表达,但顺铂耐药的细胞中的ATF4、CHOP和
GRP78的表达水平始终低于非耐药细胞。上述结果说明骨
肉瘤的顺铂耐药机制涉及内质网应激的抑制。其他研究报
2+
道,内质网内的Ca耗竭是内质网应激诱导细胞凋亡发生
16]2+
的主要原因
[
,由于Stim1是Ca感受器,因此,本研究推
2+
测下调Stim1可能通过引起Ca耗竭来诱导内质网应激从
进内质网应激诱导的细胞凋亡来降低骨肉瘤细胞的顺铂耐
药性。而骨肉瘤细胞中Stim1的高表达通过相同的机制提高
了顺铂的耐药性。
本研究的不足之处在于以下几个方面:首先,在部分骨
肉瘤组织中,Stim1仍为低表达模式,因此Stim1在骨肉瘤诊
断和预后判断中的作用仍需要进一步分析论证;其次,本研
究未能说明Stim1调控钙离子内流及内质网应激的确切分子
及信号传导途径;最后,本研究未能进行体内动物实验验证
本研究的结果及推论。上述几项不足之处也是本课题组接
下来的主要研究方向。总之,本研究表明Stim1在骨肉瘤患
者中高表达并与不良预后有关。Stim1的高表达可增加骨肉
瘤细胞的顺铂耐药性。下调Stim1通过抑制钙离子内流并促
进内质网应激诱导的细胞凋亡来降低骨肉瘤细胞的顺铂耐
药性。
而促进骨肉瘤细胞凋亡。
tim1在骨肉瘤细胞顺铂耐药中的为了验证前文中关于S
作用假设,本研究通过转染靶向Stim1的siRNA敲低了顺铂
耐药的U-2OS/DDP细胞中Stim1的表达,并通过转染过表
达Stim1的pCDNA3-HA质粒来上调Stim1的表达。研究发
现,下调Stim1抑制了骨肉瘤细胞的钙离子内流和细胞增殖,
并促进了细胞凋亡。此外,下调Stim1进一步提高了内质网
应激分子标志物ATF4、CHOP和GRP78的表达。然而,上调
Stim1表达则可发挥相反的作用。值得注意的是,GRP78的
现代肿瘤医学 2021年04月 第29卷第08期 MODERNONCOLOGY,Apr2021,VOL29,No08
·1291·
图7 上调Stim1表达对顺铂耐药的骨肉瘤细胞的增殖、凋亡、钙离子内流和内质网应激的影响
A:转染过表达Stim1的pCDNA3-HA质粒上调了U-2OS/DDP细胞中Stim1mRNA的表达;B:钙离子内流;C:CCK-8法检测细胞增殖;
D:AnnexinV-FITC/PI双重染色法检测细胞凋亡;E:RT-PCR检测内质网应激标志物ATF4、CHOP和GRP78的mRNA表达。与NC-pCD
0.05;与NC-pCDNA3+DDP组比较,#P<0.05;与Stim1-pCDNA3组比较,&P<0.05。NA3组比较,
P<
Fig.7 Effectofup-regulatingStim1ontheproliferation,apoptosis,calciuminfluxandendoplasmicreticulumstressofcisplatin-resistant
A:TransfectionofpCDNA3-HAplasmidoverexpressingStim1up-regulatesexpressionofStim1mRNAinU-2OS/DDPcells;B:Calciumionin
flux;C:CCK-8assayforcellproliferation;D:AnnexinV-FITC/PIdualstainingtodetectapoptosis;E:RT-PCRtodetectmRNAexpressionofendo
plasmicreticulumstressmarkersATF4,CHOPandGRP78.ComparedwithNC-pCDNA3group,0.05;ComparedwithNC-pCDNA3+DDP
P<
,#P<0.05;ComparedwithStim1-pCDNA3group,&P<0.05.group
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ADAR1shRNA对人白血病细胞株K562细胞增殖的影响
胡 彬,张 蓉,刘小五,刘 赞,王刚峰,梁英民
EffectsofshRNA-ADARIontheproliferationofK562cellline
HUBin,ZHANGRong,LIUXiaowu,LIUZan,WANGGangfeng,LIANGYingmin
DepartmentofHematology,Xi'anGaoxinHospital,ShaanxiXi'an710075,China.
【Abstract】 Objective:ToinvestigatetheeffectsofshRNA-ADAR1ontheproliferationofhumanK562cellline.
Methods:TheexpressionofADAR1inpatientswithchronicmyeloidleukemia(BP)andnormaladultswasdetected
byreal-timefluorescencequantitativepolymerasechainreactionandWestern-blot.AstableK562cellline
(shADAR1)withknockdownADAR1wasestablishedbyculturinghumanleukemiacelllineK562cellswithlentivir
usmediatedsiRNA.TheexpressionofmRNAandproteinofADAR1inK562cellsandshADAR1cellswasdetected
,andtheproliferationofK562cellswasdetectedbyMTTassay.Results:TheexbyqRT-PCRandWestern-blot
(BP)wassignificantlyhighpressionofmRNAandproteinlevelofADAR1inpatientswithchronicmyeloidleukemia
erthanthatinnormaladults(P<0.05).TheexpressionofmRNAandproteininADAR1inshADAR1cellswassig
nificantlylowerthanthatinK562cells(P<0.05).Down-regulationofADAR1couldinhibitcellproliferation(P
<0.05).Conclusion:TheexpressionofADAR1isincreasedinpatientswithchronicmyeloidleukemia(BP).Inhibi
tionofADAR1expressionbysiRNAcansignificantlyinhibittheproliferationofhumanleukemiacelllineK562.A
DAR1genemaybeanewtargetforthetreatmentofchronicmyeloidleukemia.
【Keywords】ADAR1,CML,K562
ModernOncology2021,29(08):1292-1295
【摘要】 目的:探讨ADAR1shRNA对人白血病细胞株K562细胞增殖的影响。方法:利用实时荧光定量聚合
quantitativerealtimePCR,qRT-PCR)和蛋白质印记法(Western-blot)检测ADAR1在慢性粒细胞酶联反应(
白血病(急变期)患者和正常成人中的表达。培养人白血病细胞株K562细胞,用慢病毒介导的siRNA转染
K562细胞,建立稳定的敲减ADAR1的K562细胞株(shADAR1),qRT-PCR和Western-blot方法检测K562
【收稿日期】 2019-10-08
【修回日期】 2020-01-18
【基金项目】 西安市科技计划项目[编号:201805095YX3SF29(5)]
西安高新医院血液科,陕西 西安 710075【作者单位】
【作者简介】 胡彬(1988-),女,陕西人,主治医师,主要从事慢性白血病及造血干细胞移植相关研究。E-mail:drhubin@163.com
【通讯作者】 梁英民(1957-),男,陕西人,主任医师,博士生导师,主要从事白血病及造血干细胞移植相关研究。E-mail:LiangYingmin@
fmmu.edu.cn
2024年4月21日发(作者:司寇若星)
现代肿瘤医学 2021年04月 第29卷第08期 MODERNONCOLOGY,Apr2021,VOL29,No08
·1285·
论 著
?
基础研究
?
Stim1在骨肉瘤组织和细胞中的表达水平及与顺铂耐药性的关系
傅 蔷
1
,史纪元
2
,赵 婷
1
,查鹭婷
1
,刘安生
1
,唐 娜
3
Stim1expressioninosteosarcomatissuesandcellsanditsrelationshipwithcisplatinre
sistance
121113
FUQiang,SHIJiyuan,ZHAOTing,ZHALuting,LIUAnsheng,TANGNa
1
2
DepartmentofNeoplasticHematologicDisorder,Xi'anChildren'sHospital,ShaanxiXi'an710003,China;DepartmentofOrthopedics,
3nd
ShaanxiProvincialPeople'sHospital,ShaanxiXi'an710068,China;DepartmentofPathology,ShenzhenPeople'sHospital,2Clinical
MedicalCollegeofJinanUniversity,GuangdongShenzhen518020,China.
【Abstract】 Objective:ToinvestigatetheexpressionlevelofStim1inosteosarcomatissuesandcellsanditsrela
tionshipwithcisplatinresistance.Methods:TheexpressionofStim1intumortissuesof50patientswithosteosarcoma
wasdetectedbyimmunohistochemicalstaining.Drug-resistantosteosarcomacells(U-2OS/DDPcells)wereestab
lishedbytreatingthehumanosteosarcomacelllineU-2OSwithhighconcentrationsofcisplatin.Theexpressionof
Stim1,ATF4,CHOPandGRP78inthecellswasdetectedbyRT-PCRandWesternblot.Transfectionofhuman
Stim1-siRNAorpCDNA3-HAplasmidover-expressingStim1down-regulatedorup-regulatedtheexpressionof
Stim1inosteosarcomacells,andthecalciuminfluxinthecellswasdetected.Cellproliferationwasdetectedbythe
CCK-8method,andapoptosiswasdetectedbytheAnnexinV-FITC/PIdualstainingmethod.Results:Thepositive
expressionofStim1wasrelatedtoTNMstaginganddistantmetastasisinpatientswithosteosarcoma.AmongStim1
positivepatients,74.19%(23cases)wereTNMstageIII,and87.10%(27cases)haddistantmetastases.Among
Stim1-negativepatients,26.31%(5cases)wereTNMstageIII,and26.31%(5cases)haddistantmetastases.
TheexpressionlevelsofStim1mRNAandproteinincisplatin-resistantosteosarcomaU-2OS/DDPcellsweresig
nificantlyhigherthanthoseinnon-resistantU-2OScells(P<0.05).Down-regulatingStim1significantlyre
ducedcalciumioninfluxinU-2OS/DDPcells(P<0.05).Down-regulatingStim1inhibitedcellproliferationand
(P<0.05).Inaddition,down-regulatingStim1furtherincreasedtheexpressionofendoplasmicpromotedapoptosis
reticulumstressmolecularmarkersATF4,CHOPandGRP78(P<0.05).Incontrast,up-regulatingtheexpression
Conclusion:Stim1ishighlyexpressedinpatientswithosteosarcomaandisassociatofStim1playedtheoppositerole.
edwithpoorprognosis.HighexpressionofStim1canincreasecisplatinresistanceinosteosarcomacells.Down-regu
latingStim1reducescisplatinresistanceofosteosarcomacellsbyinhibitingcalciuminfluxandpromotingendoplasmic
reticulumstress-inducedapoptosis.
【Keywords】osteosarcoma,Stim1,cisplatinresistance,endoplasmicreticulumstress,calciuminflux,apoptosis
ModernOncology2021,29(08):1285-1292
【摘要】 目的:探讨Stim1在骨肉瘤组织和细胞中的表达水平及与顺铂耐药性的关系。方法:采用免疫组织
0例骨肉瘤患者的肿瘤组织中Stim1的表达。通过用高浓度的顺铂处理人骨肉瘤细胞系U化学染色检测了5
-2OS来建立耐药性骨肉瘤细胞(U-2OS/DDP细胞)。通过RT-PCR和蛋白质印迹检测细胞中Stim1、
ATF4、CHOP和GRP78的表达。通过转染人Stim1-siRNA或过表达Stim1的pCDNA3-HA质粒来下调或上
调骨肉瘤细胞中Stim1的表达,并检测了细胞的钙离子内流情况。通过CCK-8法检测细胞增殖,通过An
双重染色法检测细胞凋亡。结果:Stim1的阳性表达与骨肉瘤患者的TNM分期和远处转移nexinV-FITC/PI
【收稿日期】 2020-07-02 【修回日期】 2020-09-20
【基金项目】 国家自然科学基金青年项目(编号:81702359);陕西省重点研发计划项目(编号:2017SF-259);深圳市科技计划项目(编号:
JCYJ20180301170035531)
1
西安市儿童医院血液肿瘤科,陕西 西安 710003【作者单位】
2
3
陕西省人民医院骨科,陕西 西安 710068
暨南大学第二临床医学院,深圳市人民医院病理科,广东 深圳 518020
【作者简介】 傅蔷(1984-),女,陕西西安人,硕士,主治医师,主要从事血液肿瘤基础与临床研究工作。E-mail:jessise1488@126.com
【通讯作者】 史纪元(1984-),男,陕西西安人,硕士,副主任医师,主要从事骨及骨肿瘤基础与临床研究工作。E-mail:ShiJYsy@163.com
·1286·
傅 蔷,等 Stim1在骨肉瘤组织和细胞中的表达水平及与顺铂耐药性的关系
有关,Stim1阳性患者中,74.19%(23例)为TNM
Ⅲ
期,87.10%(27例)发生远处转移。而Stim1阴性患者中,
26.31%(5例)为TNM
Ⅲ
期,26.31%(5例)发生远处转移。顺铂耐药的骨肉瘤U-2OS/DDP细胞中的Stim1
2OS细胞(P<0.05)。下调Stim1表达明显减少了U-2OS/mRNA和蛋白表达水平显著高于非耐药U-
DDP细胞中的钙离子内流(P<0.05);下调Stim1表达抑制了细胞的增殖并促进了细胞凋亡(P<0.05)。此
外,下调Stim1进一步提高了内质网应激分子标志物ATF4、CHOP和GRP78的表达(P<0.05)。相反,上调
Stim1的表达则发挥了相反的作用。结论:Stim1在骨肉瘤患者中高表达并与不良预后有关。Stim1的高表达
tim1通过抑制钙离子内流并促进内质网应激诱导的细胞凋亡来降可增加骨肉瘤细胞的顺铂耐药性。下调S
低骨肉瘤细胞的顺铂耐药性。
【关键词】骨肉瘤;Stim1;顺铂耐药性;内质网应激;钙离子内流;细胞凋亡
【中图分类号】R738.1 【文献标识码】A DOI:10.3969/j.issn.1672-4992.2021.08.001
【文章编号】1672-4992-(2021)08-1285-08
骨肉瘤是儿童和青少年中最常见的原发性恶性骨肿瘤,
约占所有儿科恶性肿瘤的2.4%
[1-3]
。骨肉瘤患者常用的化
疗药物包括顺铂、阿霉素和甲氨蝶呤,但化疗药物耐药情况
也越来越普遍。目前,对于临床治疗中骨肉瘤化学耐药性的
分子机制知之甚少。多项研究报道了Ca
2+
离子通道调节癌
细胞凋亡的关键作用
[4]
。钙库操纵的钙内流(store-opera
tedcalciumentry,SOCE)已被确认为Ca
2+
进入非兴奋性细胞
的主要通道
[5]
。Stim1位于内质网(endoplasmicreticulum,
ER)膜中,是钙库操纵的钙通道(storeoperatedcalciumchan
nel,SOCC)的主要成分,也是内质网Ca
2+
的传感器
[6-8]
。先
前的研究表明Stim1在癌症发生中起着关键作用。在乳腺癌
动物模型中,敲低Stim1基因或抑制SOCE可降低肿瘤的转
移性
[9]
。此外,敲低Stim1抑制了肝癌细胞的迁移,并增加
了前列腺癌细胞的化疗敏感性
[10]
。但是,Stim1在骨肉瘤中
的可能作用尚未完全解释。
内质网是必需的细胞器,在细胞存活和凋亡过程中发挥
重要作用。在多种刺激下,未折叠和未完全折叠的蛋白质会
积聚在内质网中,导致内质网应激。内质网在Ca
2+
稳态和
Ca
2+
信号传导中起着至关重要的作用
[11]
。先前的研究报告
称,顺铂可诱导内质网应激,并激活ATF4、CHOP和GRP78
等内质网应激的分子标记物
[12]
。考虑到Stim1在内质网应
激和细胞凋亡中的重要作用,本研究推测Stim1可能参与癌
细胞的顺铂耐药性。
因此,本研究旨在探讨Stim1在骨肉瘤细胞中的表达水
平及与顺铂耐药性的关系及其可能机制。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 细胞与试剂 人成骨细胞系hFOB1.19和人骨肉瘤
细胞系U-2OS购自美国典型培养物保藏中心(ATCC);
RPMI1640培养基购自美国Invitrogen公司;Stim1、ATF4、
CHOP、GRP78和GAPDH一抗购自美国SantaCruzBiotech
nology公司;辣根过氧化物酶标记的二抗购自北京中杉金桥
生物技术有限公司;3,3-二氨基联苯胺四盐酸盐购自美国
sigma公司;Trizol试剂购自美国Invitrogen公司;SuperScriptII
RT试剂盒购自美国Invitrogen公司;SYBRGreen实时PCR
试剂盒购自美国Invitrogen公司;RIPA裂解液购自中科瑞泰
(北京)生物科技有限公司;BCA蛋白质测定试剂盒购自上
海碧云天生物技术有限公司;聚偏二氟乙烯(PVDF)膜购自
美国Millipore公司;ECL检测试剂盒购自上海碧云天生物技
术有限公司;Fura2-AM购自美国Invitrogen公司;改良
Krebs-Henseleit溶液购自北京雷根生物技术有限公司;
Stim1-siRNA购自上海吉玛制药技术有限公司;Hiperfect
TransfectionReagent购自美国Qiagen公司;LipofectaminePlus
试剂购自美国Invitrogen公司;Opti-MEM培养基购自In
vitrogen;CCK-8试剂购自日本DojindoLaboratories公司;An
nexinV-FITC/PI双重染色试剂购自江苏凯基生物技术股份
有限公司;FAC-Scan流式细胞仪购自美国BDBiosciences
公司。
1.1.2 患者和标本收集 50例骨肉瘤组织及配对的癌旁组
织标本取自我院手术切除的骨肉瘤患者,患者先前均未进行
任何化放疗及药物治疗。所有组织标本均用石蜡包埋进行
免疫组织化学染色,或保存在液氮中进行RT-PCR和West
ernblot分析。
1.2 方法
1.2.1 细胞培养 将人成骨细胞系hFOB1.19和人骨肉瘤
细胞系U-2OS在含有10%FBS、100U/mL青霉素和100
μ
g/mL链霉素的RPMI1640中培养,培养条件为37℃、5%
CO
2
。顺铂耐药的U-2OS(U-2OS/DDP)细胞通过以高浓
度顺铂培养进行建立,接种后每周两次添加顺铂,每2个月
通过MTT分析法分析细胞存活率。顺铂对U-2OS的IC
50
值为10
μ
g/mL。与未处理的U-2OS细胞相比,U-2OS/
DDP细胞对顺铂的耐药性增加了3倍。分别将U-2OS细
胞和U-2OS/DDP细胞用5
μ
g/mL的顺铂处理24h。
1.2.2 免疫组织化学 免疫组织化学用于检测Stim1在组
织标本中的表达。将石蜡包埋的组织标本切成5
μ
m厚的切
片,并进行脱蜡和再水化。抗原修复后,将切片与3%过氧化
氢孵育10min以阻断内切酶过氧化物酶活性,然后与Stim1
一抗(1∶500稀释)在4℃下孵育过夜。用PBS冲洗后,将切
片与辣根过氧化物酶标记的二抗孵育1h。然后应用3,3-
二氨基联苯胺四盐酸盐(DAB)进行显色。在奥林巴斯光学
显微镜下观察切片。阳性细胞被染为棕色或深棕色,在200
×放大倍数下随机选择5个视野计算阳性细胞百分比。将
≥
50%细胞阳性染色的样本定义为阳性。将<50%细胞阳
性染色的样本定义为阴性。
1.2.3 RNA提取和RT-PCR 根据试剂盒说明书,使用
Trizol试剂提取总RNA。使用SuperScriptIIRT试剂盒对分
离的RNA进行反转录。通过SYBRGreen实时PCR试剂盒
在ABIPrism7300型荧光定量PCR仪上进行RT-PCR。设计
引物序列(表1),GAPDH用作内部对照,根据2
-
△△
Ct
法计算
Stim1mRNA的相对表达量。
现代肿瘤医学 2021年04月 第29卷第08期 MODERNONCOLOGY,Apr2021,VOL29,No08
表1 引物序列信息
Tab.1 Informationofprimersequence
PrimernamePrimersequence(5'-3')
Stim1
ATF4
CHOP
GRP78
GAPDH
F:GAACGCTATCCAACTGTGGT
R:AATTACTTCTGCCCATGCCC
F:CTTGATTGTGACGCCAATATGGATT
R:GTACTGGCCAGTGTCAGCATATGTGA
F:GGACGTACGATCTATGTGCCCACCG
R:GTCTAACCATAGGGCTGTATGCCCA
F:CTACTATATGGCGTAATTGACACAGTTTTT
R:CGCCCCAATACGGAGACATGTAATTATGTGA
:GCACGCCACGGTACCCATGCTF
R:AGCGGTACGCATAGTCGGCCT
·1287·
表达Stim1的骨肉瘤细胞(Stim1-pCDNA3),将空载质粒作
为对照(NC-pCDNA3)。根据制造商的说明,将Lipo
试剂加入Opti-MEM培养基(Invitrogen)中,fectaminePlus
并将Stim1质粒瞬时转染细胞24h。
3
1.2.8 细胞活力测定 将细胞以5×10个细胞/孔的密度
接种在96孔板中过夜。然后添加CCK-8并在37℃下孵育
2h。用酶标仪在450nm下测量每个孔的吸光度。
1.2.9 细胞凋亡测定 根据试剂盒说明书,通过AnnexinV
-FITC/PI双重染色法测定U-2OS细胞或U-2OS/DDP
细胞凋亡。用FAC-Scan流式细胞仪对凋亡细胞进行计数。
1.3 统计学分析
采用SPSS22.0统计软件进行数据分析,数据结果表示
为平均值±标准差,通过单因素方差分析(ANOVA)或t检验
2
比较计量资料的组间差异;通过
χ
检验比较计数资料的组
间差异;P<0.05表示差异具有统计学意义。
1.2.4 蛋白质印迹分析 使用含有蛋白酶抑制剂混合物的
冰RIPA裂解液对组织或细胞进行裂解。通过BCA蛋白质
测定试剂盒确定蛋白质含量。通过8%的SDS-PAGE分离
30
μ
g蛋白质并转移至聚偏二氟乙烯(PVDF)膜。将膜用
5%脱脂牛奶封闭1h,然后与一抗在4℃下孵育过夜。一抗
tim1、ATF4、CHOP、GRP78和GAPDH,均以1∶1000稀包括S
释。洗涤后,将膜与辣根过氧化物酶标记的二抗在室温下孵
育1h,然后通过ECL检测试剂盒进行显影。
1.2.5 钙离子内流的检测 将2
μ
mol/LFura2-AM装入
2mL改良Krebs-Henseleit溶液中,并在37℃下孵育30
2+
min。用1
μ
mol/Lthapsigargin(Tg)耗尽Ca库,然后添加2
2+
mmol/LCa。用带有340和380nm波长滤波器的奥林巴
2 结果
2.1 Stim1表达与骨肉瘤临床参数的关系
结果显示,Stim1阳性细胞被染为棕色或深棕色,阴性细
胞未染色。将
≥
50%细胞阳性染色的样本定义为阳性(图
1)。在本研究中,癌旁组织标本中共有14份Stim1阳性和
36份Stim1阴性,阳性率为28.00%;骨肉瘤组织中共有31
份Stim1阳性和19份Stim1阴性,阳性率为62.00%。癌旁
2
组织和骨肉瘤组织的Stim1阳性率有显著差异(11.677,
χ
=
P=0.001)。此外,Stim1的阳性表达与骨肉瘤患者的TNM
分期和远处转移有关(P<0.05),Stim1阳性患者中,74.19%
(23例)为TNM
Ⅲ
期,87.10%(27例)发生远处转移。而
Stim1阴性患者中,26.31%(5例)为TNM
Ⅲ
期,26.31%(5
例)发生远处转移。而Stim1的阳性表达与骨肉瘤患者的年
P>0.05)(表2)。龄、性别和肿瘤大小无关(
Stim1在人成骨细胞系hFOB1.19和人骨肉瘤细胞系U
-2OS中的表达模式与其在癌旁组织和骨肉瘤组织中的表
达模式一致,与hFOB1.19细胞相比,U-2OS细胞中Stim1
的mRNA和蛋白表达水平分别显著升高了2.79倍和3.14
倍(P<0.05)(图2)。
斯IX81倒置荧光显微镜检查钙离子内流情况,并用Olympus
Cell^R软件进行分析。随机选择10个视野评估平均荧光。
1.2.6 siRNA转染 通过转染人Stim1-siRNA敲低骨肉
瘤细胞中Stim1。靶向Stim1的siRNA序列是5'-GGCTCTG
。非特异性siRNA寡核苷酸(NC-GATACAGTGCTC-3'
siRNA)用作阴性对照。按照制造商的说明,用Hiperfect
TransfectionReagent转染siRNA。
1.2.7 质粒转染 委托上海吉玛制药技术有限公司将人
Stim1的全长cDNA克隆到pCDNA3-HA质粒载体中构建过
图1 免疫组化检测Stim1在骨肉瘤组织中的阳性和阴性表达(×200)
Fig.1 PositiveandnegativeexpressionofStim1inosteosarcomatissuebyimmunohistochemistry(×200)
2.2 Stim1表达与骨肉瘤细胞顺铂耐药性的关系
结果显示,顺铂耐药的骨肉瘤U-2OS/DDP细胞中的
Stim1mRNA和蛋白表达水平显著高于对照U-2OS细胞(P
<0.05)。顺铂处理24h(5
μ
g/mL)后,U-2OS和U-2
tim1表达水平均显著降低,但顺铂处理后OS/DDP细胞中S
U-2OS/DDP细胞中Stim1表达水平仍高于U-2OS细胞
(P<0.05)(图3)。
·1288·
傅 蔷,等 Stim1在骨肉瘤组织和细胞中的表达水平及与顺铂耐药性的关系
表2 Stim1表达与骨肉瘤临床参数的关系
细胞。此外,顺铂处理后,U-2OS和U-2OS/DDP-2OS
细胞中钙离子内流均被抑制,但顺铂处理后U-2OS/DDP
细胞的钙离子内流仍高于U-2OS细胞(P<0.05)(图4)。
2.4 顺铂对骨肉瘤细胞内质网应激的影响
结果显示,U-2OS/DDP细胞的内质网应激分子标记物
(ATF4、CHOP和GRP78)的mRNA和蛋白表达水平显著低
2OS细胞(P<0.05)。顺铂处理后,U-2OS和U-2于U-
OS/DDP细胞中ATF4、CHOP和GRP78的mRNA和蛋白表
达水平均显著上调(P<0.05),但顺铂处理后U-2OS/DDP
细胞的ATF4、CHOP和GRP78的mRNA和蛋白表达水平低
2OS细胞(图5)。于U-
2.5 下调Stim1对顺铂耐药的骨肉瘤细胞的增殖、凋亡、钙
离子内流和内质网应激的影响
结果显示,转染siRNA敲低了U-2OS/DDP细胞中
Stim1mRNA的表达。下调Stim1表达明显减少了U-2OS/
Tab.2 RelationshipbetweenStim1expressionandclinicalparametersof
osteosarcoma
Parameters
Age(years)
<6
≥
6
Gender
Male
Female
Tumorsize(cm)
<5
≥
5
TNMstage
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Distantmetastases
No
Yes
egativeexpressionPositiveexpressionN
(n=31)ofStim1
16
15
16
15
17
14
2
6
23
4
27
ofStim1(n=19)
13
6
0.0050.944
10
9
0.9050.344
13
6
10.9950.004
3
11
5
18.889<0.001
14
5
2
χ
P
1.3660.242
DDP细胞中的钙离子内流(P<0.05)。顺铂处理均抑制了U
-2OS/DDP细胞的增殖并促进了细胞凋亡(P<0.05)。然
而,下调Stim1进一步抑制了细胞的增殖并促进了细胞凋亡。
同时,下调Stim1进一步提高了ATF4、CHOP和GRP78
mRNA的表达(P<0.05)(图6)。
2.3 顺铂对骨肉瘤细胞钙离子内流的影响
结果显示,U-2OS/DDP细胞的钙离子内流显著高于U
图2 Stim1在人成骨细胞系hFOB1.19和人骨肉瘤细胞系U-2OS中的表达
A:RT-PCR检测Stim1mRNA表达;B和C:Westernblot检测Stim1蛋白表达。与hFOB1.19细胞比较,0.05。
P<
Fig.2 ExpressionofStim1inhumanosteoblastcelllinehFOB1.19andhumanosteosarcomacelllineU-2OS
A:RT-PCRdetectionofStim1mRNAexpression;BandC:WesternblotdetectionofStim1proteinexpression.ComparedwithhFOB1.19cells,
P
<0.05.
图3 顺铂处理24h(5
μ
g/mL)对U-2OS和U-2OS/DDP细胞中Stim1表达的影响
A:RT-PCR检测Stim1mRNA表达;B:Westernblot检测Stim1蛋白表达。与U-2OS细胞比较,0.05;与U-2OS+DDP细胞比较,#P
P<
<0.05;与U-2OS/DDP细胞比较,&P<0.05。
Fig.3 Effectofcisplatintreatmentfor24h(5
μ
g/mL)ontheexpressionofStim1inU-2OSandU-2OS/DDPcells
A:Stim1mRNAexpressiondetectedbyRT-PCR;B:Stim1proteinexpressiondetectedbyWesternblot.ComparedwithU-2OScells,0.05;
P<
ComparedwithU-2OS+DDPcells,#P<0.05;ComparedwithU-2OS/DDPcells,&P<0.05.
现代肿瘤医学 2021年04月 第29卷第08期 MODERNONCOLOGY,Apr2021,VOL29,No08
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DDP细胞中Stim1mRNA的表达显著上调(P<0.05)。与下
tim1表达对骨肉瘤细胞行为的影响效果相反,上调Stim1调S
表达显著促进了U-2OS/DDP细胞中的钙离子内流(P<
0.05)。并且上调Stim1表达降低了顺铂对细胞增殖的抑制
作用和对细胞凋亡的促进作用。同时,上调Stim1表达抑制
TF4、CHOP和GRP78mRNA的表达(图7)。了A
3 讨论
Stim1位于内质网膜中,是钙库操纵的钙通道(SOCE)的
2+6-8]
主要成分,也是内质网Ca的传感器
[
。Stim1在癌症发
tim1在大多数骨肉瘤患者生中起着关键作用。本研究发现S
图4 顺铂处理24h(5
μ
g/mL)对U-2OS和U-2OS/DDP细胞钙
离子内流的影响
与U-2OS细胞比较,0.05;与U-2OS+DDP细胞比较,#P
P<
<0.05;与U-2OS/DDP细胞比较,&P<0.05。
Fig.4 Effectofcisplatintreatmentfor24h(5
μ
g/mL)oncalciumin
fluxinU-2OSandU-2OS/DDPcells
ComparedwithU-2OScells,0.05;ComparedwithU-2OS+
P<
,#P<0.05;ComparedwithU-2OS/DDPcells,&P<DDPcells
0.05.
中高表达,并且Stim1的阳性表达与骨肉瘤患者的TNM分期
和远处转移有关。其他研究中报道,在乳腺癌动物模型中,
9]
敲低Stim1基因可降低肿瘤的转移性
[
。与非肿瘤组织相
比,Stim1在肝癌组织中过表达,敲低Stim1抑制了肝癌细胞
10]
的迁移,并增加了前列腺癌细胞的化疗敏感性
[
。此外,
Stim1的下调促进了非小细胞肺癌细胞中顺铂诱导的细胞凋
13]
亡
[
。基于上述研究结果,可知Stim1在大多数癌症中扮演
癌基因的角色,并且可能参与调控癌细胞的生物学功能及化
疗耐药性。本研究还显示顺铂耐药的骨肉瘤U-2OS/DDP
细胞中的Stim1表达水平明显上调,说明Stim1不仅参与骨
肉瘤的发病过程,而且与骨肉瘤细胞化疗耐药性有关,Stim1
可作为骨肉瘤预后的检测指标。
2.6 上调Stim1表达对顺铂耐药的骨肉瘤细胞增殖、凋亡、
钙离子内流和内质网应激的影响
本研究将顺铂耐药的U-2OS/DDP细胞用过表达
Stim1的pCDNA3-HA质粒进行转染,结果显示U-2OS/
图5 顺铂处理24h(5
μ
g/mL)对U-2OS和U-2OS/DDP细胞中内质网应激标志物ATF4、CHOP和GRP78表达的影响
A:RT-PCR检测mRNA表达;B:Westernblot检测蛋白表达。与U-2OS细胞比较,0.05;与U-2OS+DDP细胞比较,#P<0.05;与
P<
U-2OS/DDP细胞比较,&P<0.05。
Fig.5 Effectofcisplatintreatmentfor24h(5
μ
g/mL)ontheexpressionofendoplasmicreticulumstressmarkersATF4,CHOPandGRP78inU-2OS
andU-2OS/DDPcells
A:mRNAexpressiondetectedbyRT-PCR;B:ProteinexpressiondetectedbyWesternblot.ComparedwithU-2OScells,0.05;Comparedwith
P<
U-2OS+DDPcells,#P<0.05;ComparedwithU-2OS/DDPcells,&P<0.05.
2+
细胞内Ca在调节多种细胞过程中起着至关重要的作能与细胞内钙离子浓度有关。由于Stim1是SOCE的主要成
2+4-5]
分,而SOCE是Ca进入非兴奋性细胞的主要通道
[
。其用,包括神经兴奋、骨骼肌收缩、内皮细胞增殖和巨噬细胞活
14]2+
。此外,Ca离子通道通过调节癌细胞凋亡介导化疗化
[
2+
耐药性,使用Ca通道抑制剂处理癌细胞可明显促进细胞
OCE通过促进自噬和细胞凋亡而增加肝他研究报道,抑制S
4]
癌细胞对5-氟尿嘧啶的敏感性
[
。因此,本研究推测下调
2OS/DDP细胞的钙离凋亡。本研究发现,顺铂耐药的U-
子内流显著高于非耐药细胞。说明骨肉瘤的顺铂耐药性可
Stim1可能通过关闭SOCE通道进而抑制钙离子内流来诱导
细胞凋亡,从而降低顺铂耐药性。
··1290
傅 蔷,等 Stim1在骨肉瘤组织和细胞中的表达水平及与顺铂耐药性的关系
图6 下调Stim1对顺铂耐药的骨肉瘤细胞的增殖、凋亡、钙离子内流和内质网应激的影响
A:转染siRNA敲低了U-2OS/DDP细胞中Stim1mRNA的表达;B:钙离子内流;C:CCK-8法检测细胞增殖;D:AnnexinV-FITC/PI双重染
色法检测细胞凋亡;E:RT-PCR检测内质网应激标志物ATF4、CHOP和GRP78的mRNA表达。与NC-siRNA组比较,0.05;与NC-
P<
#P<0.05;与Stim1-siRNA组比较,&P<0.05。siRNA+DDP组比较,
Fig.6 Effectofdown-regulatingStim1ontheproliferation,apoptosis,calciuminfluxandendoplasmicreticulumstressofcisplatin-resistantosteosarco
macells
A:TransfectionsiRNAknocksdownStim1mRNAexpressioninU-2OS/DDPcells;B:Calciuminflux;C:CellproliferationdetectedbyCCK-8meth
od;D:AnnexinV-FITC/PIdualstainingApoptosiswasdetectedbyassay;E:RT-PCRdetectedmRNAexpressionofendoplasmicreticulumstress
,CHOPandGRP78.ComparedwithNC-siRNAgroup,0.05;ComparedwithNC-siRNA+DDPgroup,#P<0.05;ComparedmarkersATF4
P<
withStim1-siRNAgroup,&P<0.05.
2+2+
另外,内质网应激对Ca稳态和Ca信号传导以及化RP78可促高表达可能会增加癌细胞的化疗耐药性,因为G
17]
进未折叠蛋白的折叠
[
。但是,如果内质网应激持续存在,疗敏感性具有重要的调节作用
[11,15]
。先前的研究报告称,顺
11-12]
铂可诱导内质网应激从而促进细胞凋亡
[
。本研究发则GRP78的高表达可促进介导细胞凋亡的ATF4和CHOP
的表达,从而促进细胞凋亡,并抵消GRP78的促生存作
18]
用
[
。上述结果说明下调Stim1通过抑制钙离子内流并促
现,顺铂耐药的骨肉瘤细胞中的ATF4、CHOP和GRP78的表
达水平显著低于非耐药细胞,顺铂处理可促进上述内质网应
激标志物的表达,但顺铂耐药的细胞中的ATF4、CHOP和
GRP78的表达水平始终低于非耐药细胞。上述结果说明骨
肉瘤的顺铂耐药机制涉及内质网应激的抑制。其他研究报
2+
道,内质网内的Ca耗竭是内质网应激诱导细胞凋亡发生
16]2+
的主要原因
[
,由于Stim1是Ca感受器,因此,本研究推
2+
测下调Stim1可能通过引起Ca耗竭来诱导内质网应激从
进内质网应激诱导的细胞凋亡来降低骨肉瘤细胞的顺铂耐
药性。而骨肉瘤细胞中Stim1的高表达通过相同的机制提高
了顺铂的耐药性。
本研究的不足之处在于以下几个方面:首先,在部分骨
肉瘤组织中,Stim1仍为低表达模式,因此Stim1在骨肉瘤诊
断和预后判断中的作用仍需要进一步分析论证;其次,本研
究未能说明Stim1调控钙离子内流及内质网应激的确切分子
及信号传导途径;最后,本研究未能进行体内动物实验验证
本研究的结果及推论。上述几项不足之处也是本课题组接
下来的主要研究方向。总之,本研究表明Stim1在骨肉瘤患
者中高表达并与不良预后有关。Stim1的高表达可增加骨肉
瘤细胞的顺铂耐药性。下调Stim1通过抑制钙离子内流并促
进内质网应激诱导的细胞凋亡来降低骨肉瘤细胞的顺铂耐
药性。
而促进骨肉瘤细胞凋亡。
tim1在骨肉瘤细胞顺铂耐药中的为了验证前文中关于S
作用假设,本研究通过转染靶向Stim1的siRNA敲低了顺铂
耐药的U-2OS/DDP细胞中Stim1的表达,并通过转染过表
达Stim1的pCDNA3-HA质粒来上调Stim1的表达。研究发
现,下调Stim1抑制了骨肉瘤细胞的钙离子内流和细胞增殖,
并促进了细胞凋亡。此外,下调Stim1进一步提高了内质网
应激分子标志物ATF4、CHOP和GRP78的表达。然而,上调
Stim1表达则可发挥相反的作用。值得注意的是,GRP78的
现代肿瘤医学 2021年04月 第29卷第08期 MODERNONCOLOGY,Apr2021,VOL29,No08
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图7 上调Stim1表达对顺铂耐药的骨肉瘤细胞的增殖、凋亡、钙离子内流和内质网应激的影响
A:转染过表达Stim1的pCDNA3-HA质粒上调了U-2OS/DDP细胞中Stim1mRNA的表达;B:钙离子内流;C:CCK-8法检测细胞增殖;
D:AnnexinV-FITC/PI双重染色法检测细胞凋亡;E:RT-PCR检测内质网应激标志物ATF4、CHOP和GRP78的mRNA表达。与NC-pCD
0.05;与NC-pCDNA3+DDP组比较,#P<0.05;与Stim1-pCDNA3组比较,&P<0.05。NA3组比较,
P<
Fig.7 Effectofup-regulatingStim1ontheproliferation,apoptosis,calciuminfluxandendoplasmicreticulumstressofcisplatin-resistant
A:TransfectionofpCDNA3-HAplasmidoverexpressingStim1up-regulatesexpressionofStim1mRNAinU-2OS/DDPcells;B:Calciumionin
flux;C:CCK-8assayforcellproliferation;D:AnnexinV-FITC/PIdualstainingtodetectapoptosis;E:RT-PCRtodetectmRNAexpressionofendo
plasmicreticulumstressmarkersATF4,CHOPandGRP78.ComparedwithNC-pCDNA3group,0.05;ComparedwithNC-pCDNA3+DDP
P<
,#P<0.05;ComparedwithStim1-pCDNA3group,&P<0.05.group
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EffectsofshRNA-ADARIontheproliferationofK562cellline
HUBin,ZHANGRong,LIUXiaowu,LIUZan,WANGGangfeng,LIANGYingmin
DepartmentofHematology,Xi'anGaoxinHospital,ShaanxiXi'an710075,China.
【Abstract】 Objective:ToinvestigatetheeffectsofshRNA-ADAR1ontheproliferationofhumanK562cellline.
Methods:TheexpressionofADAR1inpatientswithchronicmyeloidleukemia(BP)andnormaladultswasdetected
byreal-timefluorescencequantitativepolymerasechainreactionandWestern-blot.AstableK562cellline
(shADAR1)withknockdownADAR1wasestablishedbyculturinghumanleukemiacelllineK562cellswithlentivir
usmediatedsiRNA.TheexpressionofmRNAandproteinofADAR1inK562cellsandshADAR1cellswasdetected
,andtheproliferationofK562cellswasdetectedbyMTTassay.Results:TheexbyqRT-PCRandWestern-blot
(BP)wassignificantlyhighpressionofmRNAandproteinlevelofADAR1inpatientswithchronicmyeloidleukemia
erthanthatinnormaladults(P<0.05).TheexpressionofmRNAandproteininADAR1inshADAR1cellswassig
nificantlylowerthanthatinK562cells(P<0.05).Down-regulationofADAR1couldinhibitcellproliferation(P
<0.05).Conclusion:TheexpressionofADAR1isincreasedinpatientswithchronicmyeloidleukemia(BP).Inhibi
tionofADAR1expressionbysiRNAcansignificantlyinhibittheproliferationofhumanleukemiacelllineK562.A
DAR1genemaybeanewtargetforthetreatmentofchronicmyeloidleukemia.
【Keywords】ADAR1,CML,K562
ModernOncology2021,29(08):1292-1295
【摘要】 目的:探讨ADAR1shRNA对人白血病细胞株K562细胞增殖的影响。方法:利用实时荧光定量聚合
quantitativerealtimePCR,qRT-PCR)和蛋白质印记法(Western-blot)检测ADAR1在慢性粒细胞酶联反应(
白血病(急变期)患者和正常成人中的表达。培养人白血病细胞株K562细胞,用慢病毒介导的siRNA转染
K562细胞,建立稳定的敲减ADAR1的K562细胞株(shADAR1),qRT-PCR和Western-blot方法检测K562
【收稿日期】 2019-10-08
【修回日期】 2020-01-18
【基金项目】 西安市科技计划项目[编号:201805095YX3SF29(5)]
西安高新医院血液科,陕西 西安 710075【作者单位】
【作者简介】 胡彬(1988-),女,陕西人,主治医师,主要从事慢性白血病及造血干细胞移植相关研究。E-mail:drhubin@163.com
【通讯作者】 梁英民(1957-),男,陕西人,主任医师,博士生导师,主要从事白血病及造血干细胞移植相关研究。E-mail:LiangYingmin@
fmmu.edu.cn