姜黄素通过调控超级增强子相关基因抑制骨肉瘤的增殖和迁移

目的:超级增强子相关基因可能跟骨肉瘤进程息息相关,姜黄素对骨肉瘤等肿瘤具有一定的抑制作用。本研究旨在探讨姜黄素在体内外对骨肉瘤的影响,并研究姜黄素是否可以通过抑制超级增强子相关基因LIM衰老细胞抗原样结构域1(LIM and senescent cell antigen-like-containing domain 1,LIMS1)、富含半胱氨酸的酸性分泌蛋白(secreted protein acidic and rich in cysteine,SPARC)、含无菌α基序结构域蛋白4A(sterile alpha motif domain containing4A,SAMD4A)的表达来抑制骨肉瘤的进展。方法:用5~50μmol/L姜黄素分别处理人骨肉瘤细胞系(MG63细胞或U2OS细胞)24、48和72 h后,采用四甲基偶氮唑盐(methyl thiazolyl tetrazolium,MTT)法检测细胞活力。分别用二甲基亚砜(dimethyl sulfoxide,DMSO)或姜黄素(2.5、5.0μmol/L)孵育细胞7 d,采用克隆形成实验测定体外细胞增殖能力。用含DMSO或姜黄素(10、15μmol/L)处理细胞后,采用划痕愈合实验、transwell迁移实验评价细胞的迁移能力,实时反转录聚合酶链式反应(real-time reverse transcription PCR,real-time RT-PCR)和蛋白质印迹法检测细胞中LIMS1、SPARC、SAMD4A的mRNA和蛋白质的表达水平。建立骨肉瘤荷瘤裸鼠模型,用姜黄素灌胃14 d后评估姜黄素在体内对骨肉瘤体积和重量的影响。采用real-time RT-PCR检测12对骨肉瘤患者的癌组织和癌旁组织中LIMS1、SPARC、SAMD4A的mRNA表达水平。结果:不同浓度的姜黄素分别处理细胞24、48和72 h后,细胞活力均显著下降。与DMSO组相比,2.5μmol/L姜黄素组和5.0μmol/L姜黄素组细胞克隆形成率均明显下降(均P<0.01)。划痕愈合实验结果表明:与DMSO组比较,10μmol/L姜黄素组和15μmol/L姜黄素组细胞迁移率均明显下降,除10μmol/L姜黄素组24 h的U2OS细胞迁移率差异无统计学意义外(P>0.05),其余差异均有统计学意义(P<0.01或P<0.001)。Transwell迁移实验结果表明:与DMSO组比较,10μmol/L姜黄素组和15μmol/L姜黄素组的迁移细胞数均明显减少(均P<0.001)。荷瘤小鼠体内实验结果表明:与对照组相比,姜黄素组肿瘤质量减轻(P<0.01),体积显著缩小(P<0.001)。与DMSO组比较,10μmol/L姜黄素组和15μmol/L姜黄素组细胞中LIMS1、SPARC和SAMD4A mRNA的表达水平均明显下调(均P<0.05);10μmol/L姜黄素组U2OS细胞中LIMS1的蛋白质表达水平显著低于DMSO组(P<0.05)。与癌旁组织相比,骨肉瘤组织中SPARC的mRNA表达水平显著升高(P<0.001),但LIMS1、SAMD4A的m RNA表达水平与癌旁组织相比差异无统计学意义(均P>0.05)。结论:姜黄素在体内外抑制骨肉瘤的增殖、迁移等进程,这可能与超级增强子相关基因LIMS1的失活有关。