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中国精品科技期刊2020

茯苓多糖通过LncRNA HCG11/miR-539-3p调控肝癌细胞自噬、化疗耐药的机制

陈永芳, 李艳珂, 张淑静

陈永芳,李艳珂,张淑静. 茯苓多糖通过LncRNA HCG11/miR-539-3p调控肝癌细胞自噬、化疗耐药的机制[J]. 食品工业科技,2024,45(22):322−330. doi: 10.13386/j.issn1002-0306.2023110291.
引用本文: 陈永芳,李艳珂,张淑静. 茯苓多糖通过LncRNA HCG11/miR-539-3p调控肝癌细胞自噬、化疗耐药的机制[J]. 食品工业科技,2024,45(22):322−330. doi: 10.13386/j.issn1002-0306.2023110291.
CHEN Yongfang, LI Yanke, ZHANG Shujing. Mechanism of Poria cocos Polysaccharide Regulating Autophagy and Chemotherapy Resistance of Hepatocellular Carcinoma Cells through LncRNAHCG11/miR-539-3p 539-3p[J]. Science and Technology of Food Industry, 2024, 45(22): 322−330. (in Chinese with English abstract). doi: 10.13386/j.issn1002-0306.2023110291.
Citation: CHEN Yongfang, LI Yanke, ZHANG Shujing. Mechanism of Poria cocos Polysaccharide Regulating Autophagy and Chemotherapy Resistance of Hepatocellular Carcinoma Cells through LncRNAHCG11/miR-539-3p 539-3p[J]. Science and Technology of Food Industry, 2024, 45(22): 322−330. (in Chinese with English abstract). doi: 10.13386/j.issn1002-0306.2023110291.

茯苓多糖通过LncRNA HCG11/miR-539-3p调控肝癌细胞自噬、化疗耐药的机制

基金项目: 河南省高等学校重点科研项目(18A31001)。
详细信息
    作者简介:

    陈永芳(1988−),女,硕士,讲师,研究方向:肿瘤疾病防治,E-mail:cyfang88@163.com

    通讯作者:

    张淑静(1981−),女,本科,副教授,研究方向:肿瘤疾病防治,E-mail:1772782660@qq.com

  • 中图分类号: Q949.9

Mechanism of Poria cocos Polysaccharide Regulating Autophagy and Chemotherapy Resistance of Hepatocellular Carcinoma Cells through LncRNAHCG11/miR-539-3p 539-3p

  • 摘要: 目的:探讨茯苓多糖(Poria cocos polysaccharide,PCP)对肝癌细胞增殖、自噬和化疗耐药的影响及机制。方法:对数期HepG-2/DDP细胞随机分组:对照组、PCP组(7.5、15、30 µg/mL PCP)、shNC 组、HCG11 siRNA组(转染50 nmol/L HCG1干扰序列)、pcDNA组(转染2 µg pcDNA)、pcDNA3.1-HCG11组(转染2 µg pcDNA3.1-HCG11)、PCP组(30 µg/mL)和PCP+pcDNA3.1-HCG11组(转染2 µg pcDNA3.1-HCG11+30 µg/mL PCP)。MTT检测肝癌细胞耐药情况和抑制率,Western blot检测Beclin-1、LC3 I和LC3 II水平,实时荧光定量PCR(Real time quantitative PCR,qRT-PCR)检测细胞株中LncRNA HCG11和miR-539-3p的水平,双荧光素酶报告实验检测LncRNA HCG11和miR-539-3p的靶向关系,裸鼠成瘤实验验证体内瘤体的瘤重、瘤体积及自噬相关蛋白水平。结果:4~128 µg/mL PCP抑制HepG-2/DDP细胞增殖,7.5、15、30 µg/mL的PCP能显著降低HepG-2/DDP细胞中MRP1、P-gp、Beclin-1、LC3II的水平,下调HCG11水平,增加miR-539-3p的表达水平(P<0.01);与对照组比较,HCG11 siRNA 组HepG-2/DDP细胞HCG11相对表达水平、IC50(顺铂)、Beclin-1、LC3 II/ LC3 I比值显著降低,miR-539-3p水平和抑制率(顺铂)显著增加(P<0.01);与PCP组比较,PCP+pcDNA3.1-HCG11处理组HCG11相对表达水平显著升高,Belin-1、LC3 II/LC3 I比值显著增加(P<0.01);在不同浓度的顺铂处理下,与PCP组比较,PCP+pcDNA3.1-HCG11 组抑制率显著降低(P<0.01);与PCP组比较,PCP+HCG11 shRNA 组肿瘤体积和肿瘤重量显著降低,Belin-1、LC3 II/LC3 I水平显著下调(P<0.05)。结论:PCP能通过LncRNA HCG11/miR-539-3p调控耐药和自噬,并影响肝癌细胞的增殖。
    Abstract: Objective: To explore the effects and mechanism of Poria cocos polysaccharide (PCP) on proliferation, autophagy and chemotherapy resistance of hepatocellular carcinoma cells. Methods: HepG-2/DDP cells in logarithmic phase were randomly divided into control group, PCP group (7.5, 15, 30 μg/mL PCP), shNC group, HCG11 siRNA group (transfection of 50 nmol/L HCG1 interference sequence), pcDNA group (transfection of 2 μg pcDNA), pcDNA3.1-HCG11 group (transfection of 2 μg pcDNA3.1-HCG11), PCP group (30 μg/mL PCP) and PCP+pcDNA3.1-HCG11 group (transfection of 2 μg pcDNA3.1-HCG11+30 μg/mL PCP). MTT assay was used to detect the drug resistance and inhibition rate of hepatocellular carcinoma cells, western blot was used to detect the levels of Beclin-1, LC3, and quantitative real time polymerase chain reaction (qRT-PCR) was used to detect the levels of LncRNA HCG11 and miR-539-3p in the cell lines. Double luciferase report experiment was used to detect the targeting relationship between LncRNA HCG11 and miR-539-3p, and nude mice tumorigenesis experiment was used to verify the influence of tumor weight, tumor volume and autophagy-related protein level in nude mice. Results: 4~128 µg/mL PCP had a certain inhibitory effect on HepG-2/DDP cells. PCP of 7.5, 15, 30 μg/mL could significantly decrease the levels of MRP1, P-gp, Beclin-1 and LC3II, decrease the level of HCG11 and increase the expression of miR-539-3p in HepG-2/DDP cells (P<0.01). Compared with the control group, the relative expression level of HCG11, IC50 (cisplatin), Beclin-1 and LC3II/LC3I in HCG11siRNA group decreased significantly, while the level of miR-539-3p and inhibition rate (cisplatin) increased significantly (P<0.01). Compared with PCP group, the relative expression level of HCG11 in PCP+pcDNA3.1-HCG11 group increased significantly, while the ratio of Belin-1 and LC3 II/LC3 I increased significantly (P<0.01). Compared with PCP group, the inhibition rate of PCP+pcDNA3.1+HCG11 group was significantly decreased under different concentrations of cisplatin (P<0.01). Compared with PCP group, tumor volume and tumor weight in PCP+HCG11shRNA group were significantly decreased, and the levels of Belin-1 and LC3II/LC3I were significantly decreased (P<0.05). Conclusion: PCP can affect the proliferation of hepatocellular carcinoma cells by regulating drug resistance and autophagy through LncRNA HCG11/miR-539-3p.
  • 自噬是细胞维持稳态的一种机制,在饥饿、营养缺乏或生长因子枯竭的条件下可以降解微生物、受损的细胞器和无法被蛋白酶体降解的受损蛋白质[12];相反,自噬可通过破坏细胞的基本成分诱导癌细胞凋亡和死亡,是肿瘤治疗的一种有效方法[3]

    研究表明,长链非编码RNA HLA复合物11(Long non-coding RNA HCG11,LncRNA HCG11)在许多癌组织样本中异常表达,参与肿瘤的进展,与预后不良有关[45],并可通过自噬相关蛋白ATG12调控自噬[6]。研究显示,miR-539-3p是一组小的、长度为18~25个核苷酸的非编码 RNA,可在转录后负调控目标基因的异常表达,抑制肝细胞癌迁移和侵袭[7],但其与肝细胞癌的自噬和耐药性相关研究较少。

    茯苓(Poria cocos)是一种功能性食药用真菌,茯苓多糖(Poria cocos polysaccharide,PCP)是茯苓的主要活性成分,具有中等分子量和良好的水溶性,主要由核糖、阿拉伯糖、木糖、甘露糖、葡萄糖和半乳糖组成[8]。先前的研究已经显示PCP的免疫调节以及抗肿瘤活性[9],但其对肝癌自噬、耐药性的影响仍不清楚。另外本课题组前期预实验已经发现,HCG11的3'非翻译区(UTR)存在miR-539-3p的结合位点,但茯苓多糖能否通过LncRNA HCG11/miR-539-3p发挥作用仍不清楚。本研究主要探讨茯苓多糖对肝癌细胞以及体内肿瘤的影响,并分析其与LncRNA HCG11/miR-539-3p信号通路的关系,明确其机制。

    BALB/c裸鼠 SPF级,雄性,80只,5~6周龄,体重(16~20 g) 购自中国科学院上海动物实验中心,动物合格证号SCXK(沪)2017-0005,并经漯河医学高等专科学校实验动物伦理委员会审批,审批号:20220017;人肝癌HepG-2、HepG-2/DDP 均购自中国科学院上海细胞生物学研究所;SMMC-7721、Huh7、Bel-7405细胞株 齐氏生物科技有限公司。正常人永生化肝细胞L-02 中国科学院细胞库;茯苓 北京同仁堂;Trizol 试剂、兔抗人LC3、Beclin-1、MRP1、P-gp抗体、HRP标记的羊抗兔IgG二抗 上海碧云天生物技术有限公司;CFX系统SYBR混合液 美国Invitrogen公司;MTT细胞活力检测试剂盒 南京建成生物研究所;miR-NC、miR-539-3p mimics、HCG11 siRNA、siNC 北京科忠智生物技术开发有限公司;慢病毒 shRNA NC、HCG11 shRNA 稳转试剂盒 上海剑钝生物科技有限公司;WT、MUT荧光素报告载体 上海吉玛制药技术有限公司。

    CKX41-C31B倒置荧光显微镜 奥林巴斯有限公司;ELx800全自动酶标仪 美国BioTek公司;免疫印迹化学发光成像系统 中国Tanon公司;CFX96 荧光定量PCR仪 美国Bio-Rad公司;CO2细胞培养箱 美国Thermo公司。

    参考文献[10]的提取方法,用1000 mL蒸馏水提取500 g过40目的粉碎的茯苓粉末24 h,然后加入终体积浓度为80%的乙醇溶液,置于4 ℃下24 h。在2000 r/min 离心15 min后,通过Sevage方法去除沉淀物中的蛋白质。然后通过透析除去分子量<3500 Da的杂质。最后,通过冷冻干燥获得茯苓多糖。采用苯酚-硫酸法检测茯苓多糖的浓度[11],其浓度为93.42%±0.12%。

    肝癌HepG-2、HepG-2/DDP、SMMC-7721、Huh7、Bel-7405细胞株和人永生化肝细胞L-02均采用含10%胎牛血清的DMEM培养基,在CO2培养箱中孵育,细胞融合至85%左右,0.25%胰酶消化传代[12]

    选取对数生长期肝癌HepG-2、HepG-2/DDP细胞(5×103/孔)接种到96孔板,细胞贴壁后,更换含有0、5、10、20、30和40 μg/mL顺铂的培养基培养48 h,每孔加入20 μL MTT溶液,置于37 ℃、5%的CO2培养箱温育4 h。然后每孔加入200 µL二甲基亚砜(DMSO),酶标仪检测490 nm处的OD值[13]。根据下式计算细胞抑制率。

    选择对数生长期HepG-2/DDP细胞接种96孔板(5×103个/孔),贴壁后,加入终浓度分别为0、4、8、16、32、64、128 µg/mL PCP,同时只加培养基和细胞作为对照组,每组3个复孔,孵育48 h。向每个孔中加入20 µL MTT溶液,置于37 ℃ CO2培养箱温育4 h。然后将200 µL二甲基亚砜(DMSO)添加到每个孔中。采用酶标仪检测490 nm处的OD值并分析抑制率。

    设置顺铂组和顺铂+PCP(7.5 µg/mL)组,两大组均加入含有终浓度为0、5、10、20、30和40 μg/mL顺铂的培养基,在此基础上,顺铂+PCP(7.5 µg/mL)组加入终浓度为7.5 µg/mL PCP,培养48 h,MTT法分析抑制率。

    将HepG-2/DDP细胞分为对照组(培养基和细胞)、PCP组(7.5、15、30 µg/mL PCP),培养48 h。采用添加了蛋白酶抑制剂的RIPA裂解液裂解细胞,BCA™试剂盒定量。使用Bio-Rad Bis-Tris Gel系统建立Western blot系统,并将所有印迹转移到聚偏二氟乙烯(PVDF)膜上,并与MRP1(1:1000)、P-gp(1:1000)、Beclin-1(1:2000)、LC3(1:2000)一抗在4 ℃下孵育过夜,TBST洗涤三次,并与以辣根过氧化物酶(HRP,1:5000)标记的二抗在室温下孵育1 h,ECL化学发光显色液进行显色,Image Lab TM软件分析蛋白条带,以蛋白质/β-actin代表蛋白相对表达水平[14]

    选择HepG-2、HepG-2/DDP、SMMC-7721、Huh7、Bel-7405、L-02细胞株,使用Trizol试剂提取总RNA,分光光度法测定RNA浓度,逆转录试剂盒逆转录生成cDNA。以GAPDH和U6为内参基因,使用SYBRH Select Master Mix for CFX进行实时定量PCR。HCG11 引物序列:上游序列:5´-TTGGGCGAGACCTACCTAGT-3´,下游序列:5´-GGCCTGTCATTCTACCA-3´;GAPDH 引物序列:上游序列:5´-TTCTTTTGCGTCGCCAGGTG-3´,下游序列:5´-GGAGGGAGAGAACAGTGAGC-3´;miR-539-3p 引物序列:上游序列:5´-TCGTTCGCTCATCAAGCT TGTTA-3´,下游序列:5´-CACGTTATGCTTGTTGACCT TCAC-3´;U6引物序列:上游序列:5´-CGGCACCATGTTGGTGGA-3´,下游序列:5´-AGGTACTTGATGGTGCTGCC-3´;PCR反应:95 ℃ 5 min,95 ℃ 5 s,60 ℃ 20 s,72 ℃ 30 s,共30个循环。2−ΔΔCt法计算HCG11和miR-539-3p的相对表达水平[15]

    将HepG-2/DDP细胞接种到6孔板(5×105个/孔),分为对照组(0 µg/mL PCP)、PCP组(7.5、15、30 µg/mL PCP),培养48 h。qRT-PCR检测LncRNA HCG11和miR-539-3p水平,方法同1.2.7。

    starbase 在线软件预测HCG11与miR-539-3p结合位点,利用Lipofectamine2000将构建含有miR-539-3p结合位点的HCG11野生型和突变型重组质粒(HCG11-WT/MUT)分别与miR-NC、miR-539-3p mimics共转染到HepG-2/DDP细胞中,48 h后,通过双重荧光素酶报告基因测定试剂盒评估荧光素酶活性[16]

    设置对照组(不做任何处理)、siNC组(转染50 nmol/L HCG1阴性序列)、HCG11 siRNA组(转染50 nmol/L HCG1干扰序列),分别将siNC、HCG11 siRNA共转染到HepG-2/DDP细胞中,三组均培养48 h,qRT-PCR 方法测定 HepG-2/DDP 细胞中LncRNA HCG1、miR-539-3p表达水平,MTT法检测HepG-2/DDP细胞抑制率,Western blot 法检测自噬蛋白的表达水平。

    设置pcDNA组(转染2 µg pcDNA)、pcDNA3.1-HCG11组(转染2 µg pcDNA3.1-HCG11)、PCP组(30 µg/mL)和PCP+pcDNA3.1-HCG11 组(转染2 µg pcDNA3.1-HCG11并给予30 µg/mL PCP),培养48 h,qRT-PCR方法测定 HepG-2/DDP细胞中HCG11、miR-539-3p表达水平,MTT法检测HepG-2/DDP细胞对顺铂的耐药性,Western blot 法检测自噬蛋白的表达水平。

    裸鼠标准动物房饲养,温度22±5 ℃,湿度57%±8%,光暗交替各12 h,自由获得标准的饲料和水。设置给药最小剂量(1.58 g/kg)和最大剂量(5.01 g/kg),按照等比数列设置5个组别(r=0.75),每组10只,每天灌胃1次,持续观察14 d,计算LD50[17]

    分别采用HCG11 shRNA(5´-UCAUUCUACCAUUUGUCUCUU-3´)和shRNA NC(5´-UUUCUAACAUUACAUUAAGGC-3´)稳定转染的HepG-2/DDP细胞建立肿瘤移植模型,每组10只。裸鼠皮下注射上述HepG-2/DDP细胞,每周测量肿瘤体积。当肿瘤达到50~100 mm3时,分为模型组(生理盐水)、PCP(50 mg/kg)组、HCG11 shRNA组、PCP(50 mg/kg)+HCG11 shRNA给药组、5-FU组(20 mg/kg,预实验获得),均为腹腔给药,1次/3 d,给药21 d后处死裸鼠,记录肿瘤重量。检测肿瘤组织中HCG11、miR-539-3p和自噬相关蛋白(Beclin-1、LC3 I、LC3 II)的水平。

    采用SPSS21.0软件对实验数据进行统计分析。数据以平均值±标准差表示,多组间比较采用单因素方差分析,组间比较采用LSD-t检验,P<0.05时认为差异有统计学意义,采用GraphPad Prism 9.0绘图。

    本研究中,选择HepG-2/DDP耐药株进行了分析,并与正常HepG-2细胞株进行了比较,如图1所示,结果显示,伴随浓度的增加,顺铂对HepG-2/DDP增殖的抑制率明显增加,呈现明显的浓度梯度效应。在同一浓度顺铂处理下,HepG-2/DDP细胞抑制率显著低于HepG-2细胞(P<0.01)。顺铂对HepG-2/DDP细胞的IC50值[(44.79±2.37)μg/mL]明显高于HepG-2细胞[(17.79±1.23)μg/mL],说明HepG-2/DDP细胞株对顺铂的耐药效果明显,同时也说明顺铂耐药细胞模型建立成功,可以进行后续研究。

    图  1  HepG-2/DDP耐药分析
    注:与HepG-2比较,**表示P<0.01。
    Figure  1.  Analysis of drug resistance of HepG-2/DDP

    图2A所示,浓度为4~128 µg/mL的PCP对肝癌HepG-2/DDP细胞具有一定的抑制作用(P<0.05,P<0.01),并呈现明显的浓度效应,表明PCP具有广谱的抗癌效果[18],其对肝癌HepG-2/DDP细胞的IC50值为29.25 µg/mL,考虑到后续实验效果的需要,设置7.5、15、30 µg/mL三个浓度梯度进行研究。

    图  2  茯苓多糖对细胞增殖、自噬蛋白和耐药的影响
    注:A. PCP抑制HepG-2/DDP细胞增殖;B. PCP对HepG-2/DDP细胞耐药的影响;C~D. PCP对HepG-2/DDP细胞耐药蛋白的影响;E~F. PCP对HepG-2/DDP细胞自噬蛋白的影响;与对照组(0 µg/mL的PCP)或顺铂组比较,**P<0.01。
    Figure  2.  Effects of Poria cocos polysaccharide on cell proliferation, autophagy protein and drug resistance

    考虑到PCP对肝癌HepG-2/DDP细胞的抑制作用,本研究继续分析PCP对HepG-2/DDP细胞耐药的影响。结果显示,不同浓度的顺铂在结合7.5 µg/mL PCP的基础上,对HepG-2/DDP细胞的抑制率明显增加(图2B),说明HepG-2/DDP细胞的耐药性明显缓解。而MRP1为癌细胞中重要的化学抗性分子,而P-gp是一种耐药相关的肿瘤基因,P-gp的过表达能减少化疗药物在细胞内积累,增加多药耐药性[19]。本研究中,采用7.5、15、30 µg/mL的PCP能显著降低HepG-2/DDP细胞中MRP1、P-gp表达水平(图2C图2D),这也进一步说明PCP能有效增加药物敏感性,降低耐药效果。

    在致癌过程中,自噬能促进肿瘤细胞的耐药性,在此基础上,本研究针对自噬进行了研究,结果表明,7.5、15、30 µg/mL的PCP能显著降低自噬标记性蛋白Beclin-1、LC3II的水平(图2E图2F),说明PCP能降低HepG-2/DDP细胞自噬,同时也说明当肿瘤细胞受到刺激时,肿瘤细胞可以将其自噬作为一种抵抗机制来逃避药物治疗,增加药物抵抗性。

    LncRNA HCG11[20]为一种常见的非编码RNA(ncRNA),在肿瘤形成、发展及免疫应答、炎症反应中发挥重要作用,参与了包括肝癌在内的多种类型癌细胞增殖、侵袭、迁移和凋亡[21]。而miR-539-3p为常见的抑癌因子,调节肿瘤的发生和进展[22]。如图3所示,本研究中,与L-02相比,HepG-2、SMMC-7721、Huh7、Bel-7405、HepG-2/DDP中HCG11的表达水平显著增加,miR-539-3p的表达水平显著降低(P<0.01),提示癌细胞中HCG11水平显著增加,而miR-539-3p水平显著降低;与HepG-2比较,HepG-2/DDP中HCG11的表达水平显著增加,miR-539-3p的表达水平显著降低(P<0.05),这也进一步说明,伴随肝癌细胞耐药性的增加,HCG11和miR-539-3p的表达水平发生明显的变化;而浓度为7.5、15和30 µg/mL的PCP能显著降低HCG11水平,增加miR-539-3p的表达水平(P<0.01),表明PCP可能是通过调控LncRNA HCG11和miR-539-3p发挥抗肿瘤作用。

    图  3  LncRNA HCG11和miR-539-3p 的表达水平比较
    注:与L-02比较,**P<0.01;与HepG-2比较,#P<0.05。
    Figure  3.  Comparison of expression levels of LncRNA HCG11 and miR-539-3p

    Starbase在线软件预测到HCG11与miR-539-3p存在结合位点(图4A),提示LncRNA HCG11具有“分子海绵”功能,能通过调控miR-539-3p表达水平,调节肿瘤发生和进展[23]。另外,如图4B所示,与miR-NC组比较,miR-539-3p mimics组HCG11-WT的荧光素酶活性显著降低(P<0.05),而HCG11-MUT荧光素酶活性差异无统计学意义(P>0.05),进一步证明LncRNA HCG11和miR-539-3p存在一定的靶向关系。

    图  4  LncRNA HCG11和miR-539-3p靶向关系
    注:A:LncRNA HCG11和miR-539-3p的相互作用;B:转染miR-539-3p mimics对HepG-2/DDP细胞中荧光素酶活性的影响;与miR-NC组比较,**表示P<0.01。
    Figure  4.  Targeting relationship between LncRNA HCG11 and miR-539-3p

    图5A结果显示,与对照组比较,HCG11 siRNA 组HepG-2/DDP细胞HCG11相对表达水平明显降低,miR-539-3p水平明显增加(P<0.01),提示HCG11低表达细胞模型建立成功。图5B结果显示,与对照组(2.12%±0.11%)比较,HCG11 siRNA组(55.12%±2.32%)HepG-2/DDP细胞抑制率显著增加(P<0.01),HCG11 siRNA 组HepG-2/DDP 细胞的 IC50值[(28.78±2.12)μmol/L]明显低于siNC组[(54.33±1.27)μmol/L]、对照组[(56.07±1.33)μmol/L],提示HCG11低表达抑制HepG-2/DDP细胞增殖,降低HepG-2/DDP细胞对顺铂的耐药性,说明HCG11可作为肝癌治疗的基因靶点。

    图  5  HCG11低表达抑制HepG-2/DDP细胞增值、自噬及耐药
    注:A. 转染HCG11 siRNA后,HepG-2/DDP细胞中LncRNA HCG11、miR-539-3p表达水平;B. HCG11低表达抑制HepG-2/DDP细胞增值;C. HCG11低表达抑制HepG-2/DDP细胞耐药;D~E. HCG11低表达抑制HepG-2/DDP细胞自噬;与对照组比较,**表示P<0.01。
    Figure  5.  Low expression of HCG11 inhibits proliferation, autophagy and drug resistance of HepG-2/DDP cells

    鉴于上述的研究结果,本研究继续针对自噬进行了分析。如图5C图5D,与对照组比较,HCG11 siRNA 组HepG-2/DDP细胞Beclin-1、LC3 II/ LC3 I比值显著降低(P<0.01),说明HCG11 siRNA促进癌细胞敏化,可能与抑制自噬有关,增加抗肿瘤药物的细胞毒性。

    鉴于PCP对HepG-2/DDP细胞增值、自噬及耐药以及HCG11、miR-539-3p水平的影响,本研究继续探讨HCG11表达水平在调控耐药性、自噬等方面的影响。如图6A,与pcDNA组比较,pcDNA3.1-HCG11组HepG-2/DDP细胞HCG11相对表达水平明显增加,miR-539-3p水平明显降低(P<0.01),提示HCG11高表达细胞模型建立成功。同样,在PCP的参与下,PCP+pcDNA3.1-HCG11组HCG11相对表达水平较PCP组显著升高(P<0.01),说明HCG11可能是PCP发挥抗肝癌作用的靶点。而且从耐药性方面进行分析显示,如图6B,在不同浓度的顺铂处理下,PCP+pcDNA3.1-HCG11组抑制率显著低于PCP组(P<0.01),这也进一步说明PCP可以通过HCG11进一步影响顺铂的功效,增加细胞对化疗药的敏感性,同时也说明HCG11可能与肝癌细胞化疗耐药有关。

    图  6  HCG11高表达逆转PCP对耐药性、自噬的影响
    注:A:HCG11高表达对HepG-2/DDP细胞中LncRNA HCG11、miR-539-3p表达水平影响;B:HCG11高表达逆转PCP对耐药性的影响;C~D:HCG11高表达逆转PCP对自噬的影响;与pcDNA组比较,**表示P<0.01;与PCP组比较,#表示P<0.05。
    Figure  6.  Effects of HCG11 overexpression reversing PCP on drug resistance and autophagy

    LncRNA与自噬和肿瘤进展密切相关[24],并影响肿瘤细胞耐药过程[25]。如图6C图6D,本研究中,PCP组的HepG-2/DDP细胞Belin-1、LC3 II/LC3 I比值较pcDNA组明显降低,而PCP+pcDNA3.1-HCG11组Belin-1、LC3 II/LC3 I比值较PCP组显著增加(P<0.01),说明自噬可能在HepG-2/DDP细胞发生和发展中发挥着重要作用[26],并可帮助HepG-2/DDP细胞抵抗微环境的压力,提高细胞存活率[27]

    实验结果如表1显示,给药PCP后,小鼠无死亡发生,活动量未见减少,食量、体重没有变化。由于小鼠未死亡,因此无法计算100%死亡药物剂量,因此无法测得LD50,也说明茯苓多糖基本是无毒的。依据预实验,后续给药剂量选择50 mg/kg。

    表  1  急性毒性实验
    Table  1.  Acute toxicity tests
    剂量(g/kg)死亡个数死亡率(%)
    5.0100
    3.7500
    2.8100
    2.1200
    1.5800
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    为了证明HCG11作为具有巨大临床潜力的治疗靶点,本文分析了敲低HCG11表达水平对肿瘤生长的影响。结果显示,HCG11低表达促进了PCP对肿瘤大小和肿瘤重量的影响(图7A图7B)。此外HCG11低表达也影响PCP对肿瘤中的自噬蛋白Belin-1、LC3 II/LC3 I水平的表达(图7C图7D),提示PCP可能通过调控HCG11表达水平,并进一步影响肿瘤细胞自噬,并最终发挥抑瘤活性。

    图  7  LncRNA HCG1通过miR-539-3p增强体内自噬促进肝癌进程
    注:A:肿瘤体积的比较;B:肿瘤质量比较;C~D:自噬蛋白相对表达水平;与模型组比较,**表示P<0.01;与PCP组比较,#表示P<0.05。
    Figure  7.  LncRNA HCG1 enhances autophagy in vivo and promotes the progress of liver cancer through miR-539-3p

    LncRNA HCG11在癌组织和细胞中高表达[28],HCG11基因过表达可促进胃癌细胞增殖、迁移,抑制细胞凋亡,并可通过调节miR-144-3p/PBX3促进卵巢癌的细胞进展,并成为卵巢癌治疗的全新靶标[29]。本研究中,HCG11在肝癌细胞中明显上调,而且miR-539-3p是LncRNA HCG11的结合靶点,可通过结合互补位点负调控miR-539-3p表达水平,并进一步影响耐药和自噬。为了证实PCP对HepG-2/DDP细胞增殖、耐药和自噬的影响,并分析其机制。本研究采用HCG11高表达分析PCP对耐药性、自噬的影响,结果显示,在不同浓度的顺铂处理下,PCP+pcDNA3.1-HCG11组抑制率显著低于PCP组,说明HCG11高表达影响了HepG-2/DDP细胞耐药效果,降低了细胞对化疗药的敏感性。同样,本研究中,PCP+pcDNA3.1-HCG11组Belin-1、LC3 II/LC3 I比值较PCP组显著增加,HCG11高表达促进了HepG-2/DDP细胞自噬,说明HCG11能调控HepG-2/DDP细胞对外界微环境的适应。而且通过体内HCG11敲除导致的miR-539-3p上调、自噬相关蛋白的水平下调,包括LC3II,并进一步影响PCP对肿瘤细胞的药效,提示PCP可能通过LncRNA HCG11/miR-539-3p调节耐药和自噬,从而发挥抗癌效果。

    总之,PCP能通过LncRNA HCG11/miR-539-3p调控耐药和自噬,并影响肝癌细胞的增殖,这将为PCP的开发提供新的研究思路。

  • 图  1   HepG-2/DDP耐药分析

    注:与HepG-2比较,**表示P<0.01。

    Figure  1.   Analysis of drug resistance of HepG-2/DDP

    图  2   茯苓多糖对细胞增殖、自噬蛋白和耐药的影响

    注:A. PCP抑制HepG-2/DDP细胞增殖;B. PCP对HepG-2/DDP细胞耐药的影响;C~D. PCP对HepG-2/DDP细胞耐药蛋白的影响;E~F. PCP对HepG-2/DDP细胞自噬蛋白的影响;与对照组(0 µg/mL的PCP)或顺铂组比较,**P<0.01。

    Figure  2.   Effects of Poria cocos polysaccharide on cell proliferation, autophagy protein and drug resistance

    图  3   LncRNA HCG11和miR-539-3p 的表达水平比较

    注:与L-02比较,**P<0.01;与HepG-2比较,#P<0.05。

    Figure  3.   Comparison of expression levels of LncRNA HCG11 and miR-539-3p

    图  4   LncRNA HCG11和miR-539-3p靶向关系

    注:A:LncRNA HCG11和miR-539-3p的相互作用;B:转染miR-539-3p mimics对HepG-2/DDP细胞中荧光素酶活性的影响;与miR-NC组比较,**表示P<0.01。

    Figure  4.   Targeting relationship between LncRNA HCG11 and miR-539-3p

    图  5   HCG11低表达抑制HepG-2/DDP细胞增值、自噬及耐药

    注:A. 转染HCG11 siRNA后,HepG-2/DDP细胞中LncRNA HCG11、miR-539-3p表达水平;B. HCG11低表达抑制HepG-2/DDP细胞增值;C. HCG11低表达抑制HepG-2/DDP细胞耐药;D~E. HCG11低表达抑制HepG-2/DDP细胞自噬;与对照组比较,**表示P<0.01。

    Figure  5.   Low expression of HCG11 inhibits proliferation, autophagy and drug resistance of HepG-2/DDP cells

    图  6   HCG11高表达逆转PCP对耐药性、自噬的影响

    注:A:HCG11高表达对HepG-2/DDP细胞中LncRNA HCG11、miR-539-3p表达水平影响;B:HCG11高表达逆转PCP对耐药性的影响;C~D:HCG11高表达逆转PCP对自噬的影响;与pcDNA组比较,**表示P<0.01;与PCP组比较,#表示P<0.05。

    Figure  6.   Effects of HCG11 overexpression reversing PCP on drug resistance and autophagy

    图  7   LncRNA HCG1通过miR-539-3p增强体内自噬促进肝癌进程

    注:A:肿瘤体积的比较;B:肿瘤质量比较;C~D:自噬蛋白相对表达水平;与模型组比较,**表示P<0.01;与PCP组比较,#表示P<0.05。

    Figure  7.   LncRNA HCG1 enhances autophagy in vivo and promotes the progress of liver cancer through miR-539-3p

    表  1   急性毒性实验

    Table  1   Acute toxicity tests

    剂量(g/kg)死亡个数死亡率(%)
    5.0100
    3.7500
    2.8100
    2.1200
    1.5800
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出版历程
  • 收稿日期:  2023-11-25
  • 网络出版日期:  2024-09-20
  • 刊出日期:  2024-11-14

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