缺氧诱导Calpain 2表达可促进胰腺癌细胞迁移和侵袭

作者：曾智锐; 雷珊; 张金娟; 杨宇石; 薛燕; 兰金芝; 孙远梅; 胡晓霞; 陈腾祥^*

来源：肿瘤, 2019, 39(08): 595-605.

• 胰腺肿瘤
• 细胞低氧
• 肿瘤微环境
• 卡配因2
• 上皮-间质转化
• 肿瘤侵润

目的:探讨缺氧微环境中卡配因即钙蛋白酶(Calpain)1和Calpain 2蛋白表达情况,以及调控Calpain 2蛋白表达对胰腺癌PANC-1细胞迁移和侵袭的影响。方法:通过公共数据库GEPIA(Gene Expression Proling Interactive Analysis)分析Calpain 1和Calpain 2 mRNA在胰腺癌组织中的表达情况,以及它们与患者生存预后的相关性。采用蛋白质印迹法和实时荧光定量PCR法分别检测在常氧(21%O2)和缺氧(1%O2)条件下,胰腺癌PANC-1细胞中Calpain 1、Calpain 2 mRNA和蛋白的表达水平。将靶向Calpain 2编码基因CAPN 2的siRNA转染胰腺癌PANC-1细胞,采用实时荧光定量PCR和蛋白质印迹法验证CAPN 2基因沉默效果。分别在常氧和缺氧条件下培养Calpain 2低表达组和阴性对照组细胞,然后采用划痕愈合实验和Transwell小室法分别检测各组细胞的迁移和侵袭能力,再采用蛋白质印迹法检测各组细胞中Calpain 2、E-钙黏蛋白(E-cadherin)和波形蛋白(Vimentin)的表达水平,最后用倒置显微镜观察各组细胞的形态学变化。结果:相对于正常胰腺组织,胰腺癌组织中Calpain 1和Calpain 2 mRNA表达水平明显增高(P值均<0.01),并且Calpain 2高表达与胰腺癌患者的不良预后有明显相关性(P=0.013)。相对于常氧条件,缺氧条件下胰腺癌PANC-1细胞中Calpain 1 mRNA和蛋白表达水平变化不明显,而Calpain 2 mRNA和蛋白表达水平明显上调(P值均<0.01)。成功构建Calpain 2低表达的PANC-1细胞株。在常氧条件下,下调Calpain 2表达可明显抑制PANC-1细胞的迁移和侵袭能力(P值均<0.05);缺氧培养可促进PANC-1细胞迁移和侵袭(P值均<0.05);而在缺氧条件下,下调Calpain 2表达可以逆转缺氧培养对PANC-1细胞迁移和侵袭的促进作用(P值均<0.05)。常氧条件下,下调Calpain 2表达的胰腺癌PANC-1细胞中,E-cadherin表达量增多(P <0.05),Vimentin表达量减少(P <0.05),而且PANC-1细胞轮廓变大,部分细胞有凋亡样改变;缺氧条件下,E-cadherin蛋白表达量减少(P <0.05),Vimentin表达量增多(P <0.05),大部分细胞有类间质细胞样改变,呈长梭型;而下调Calpain 2表达可明显逆转缺氧培养对细胞上皮-间质转化表型的影响(P值均<0.05)。结论:缺氧微环境可以通过诱导Calpain 2表达,介导E-cadherin表达下调和Vimentin表达上调,从而促进胰腺癌细胞迁移和侵袭。

• 单位
  基础医学院; 贵州医科大学; 机能实验室