宫颈癌源外泌体miR-191-5p通过靶向TJP1调控血管内皮细胞层通透性促癌细胞转移的分子机制研究

目的探讨宫颈癌细胞分泌的外泌体miR-191-5p对血管内皮细胞层的通透性影响,为肿瘤血管相关的基因靶点研究提供理论依据。方法提取并鉴定宫颈癌细胞(SiHa/HeLa)培养上清来源的外泌体。将宫颈癌细胞源外泌体与人脐静脉内皮细胞(HUVEC)共培养,检测外泌体的摄取。跨内皮电阻(TEER)测定HUVEC单层细胞形成时间。内皮细胞层通透性测定HUVEC细胞层通透性。qRT-PCR检测宫颈癌细胞、外泌体及与外泌体共培养48 h的HUVEC中miR-191-5p表达。双荧光素酶报告基因实验检测miR-191-5p与TJP1的靶向关系。qRT-PCR、Western blot检测miR-191-5p、TJP1表达。内皮细胞层穿透实验检测miR-191-5p对HUVEC细胞层通透性的影响以及能否促进宫颈癌转移。恢复实验、qRT-PCR、Western blot检测TJP1的表达。结果提取的微小囊泡确是宫颈癌源外泌体。宫颈癌源外泌体可被HUVEC细胞摄取。TEER随时间增加而增大,在培养3 d时细胞形成单层,TEER达到最大值;外泌体共培养的HUVEC细胞层通透性增大,差异有统计学意义(P<0.0001)。miR-191-5p在宫颈癌源外泌体中富集,并被转运至HUVEC细胞中,miR-191-5p与TJP1存在靶向关系。与PBS组比较,miR-191-5p mimics组的miR-191-5p相对表达水平升高,TJP1的相对表达水平下降,而miR-191-5p inhibitor组的miR-191-5p相对表达水平下降,TJP1的相对表达水平升高,差异有统计学意义(P<0.01);与PBS组比较,miR-191-5p mimics组通透性增加,而miR-191-5p inhibitor组通透性减弱,差异有统计学意义(P<0.0001)。在SiHa细胞中,与PBS组比较,miR-191-5p mimics组穿透的平均细胞数增加,miR-191-5p inhibitor组穿透的平均细胞数下降,差异有统计学意义(P<0.05)。在HeLa细胞中,与PBS组比较,miR-191-5p mimics组穿透的平均细胞数增加,miR-191-5p inhibitor组穿透的平均细胞数下降,差异有统计学意义(P<0.05)。恢复实验结果显示,与PBS组比较,miR-191-5p mimics组TJP1的相对表达量下降,差异有统计学意义(P<0.05);与miR-191-5p mimics组比较,pCMV-T+mimics组中TJP1的表达量增加,差异有统计学意义(P<0.01)。结论宫颈癌源外泌体miR-191-5p通过靶向调控TJP1导致血管内皮细胞层通透性增加,进而促进宫颈癌细胞转移。

宫颈癌源外泌体差异表达miRNA筛选及其关键靶基因的生物信息学分析

目的筛选宫颈癌细胞系(SiHa/HeLa)与正常宫颈上皮细胞系(H8)培养上清外泌体中miRNA表达差异,并通过生物信息分析确定靶基因。方法培养宫颈癌细胞系(SiHa/HeLa)与正常宫颈上皮细胞系(H8),收集细胞培养的上清液,超速离心法提取外泌体,透射电镜(TEM)观察外泌体的形态,蛋白质印迹实验鉴定外泌体标志蛋白。将提取的外泌体进行miRNA高通量测序,分别得出SiHa和H8外泌体中差异的miRNA,HeLa和H8外泌体中差异的miRNA,取二者交集。对于所得到的交集miRNA进行靶基因预测并进行基因本体(GO)、京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路富集分析。结果TEM观察到外泌体呈典型的杯状结构,大小30~200 nm,蛋白质印迹实验显示所提取样本有外泌体标志蛋白的表达。测序结果显示HeLa与H8源外泌体表达差异的miRNA有235个,SiHa与H8源外泌体表达差异的miRNA有249个,两种细胞系源外泌体中表达差异的miRNA有166个。GO生物功能分析显示,宫颈癌细胞外泌体miRNA的差异主要分布于细胞核、胞质、囊泡和细胞骨架等,蛋白质结合主要在金属离子结合、转移酶活性、核苷酸结合等环节发生作用,主要参与RNA聚合酶Ⅱ对转录的调控、DNA模板、磷酸化作用、细胞周期等生物功能。KEGG通路富集分析显示,宫颈癌相关通路与代谢途径、肿瘤的发病途径、轴突导向、PI3K-Akt、钙离子、Rap1、Ras等信号通路的调控相关。结论miR-335-5p、miR-660、miR-155-5p、miR-339-5p、miR-345-3p等miRNA在宫颈癌源外泌体中差异表达,这些差异表达的miRNA通过代谢途径、肿瘤的发病途径、轴突导向、PI3K-Akt、钙离子、Rap1、Ras等信号通路在宫颈癌的进展中发挥关键作用。