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乏氧对肺癌细胞系HIF家族成员HIF-1α、HIF-2α和HIF-β表达的影响及其相关性
目的 探讨乏氧对不同类型肺癌细胞乏氧诱导因子-1α(HIF-1α)、乏氧诱导因子-2α(HIF-2α)和乏氧诱导因子-β(HIF-β)基因表达的影响及其相关性. 方法 以0.5%低氧培养箱模拟细胞低氧环境,采用定RT-PCR和Western blotting方法 分别检测乏氧处理4～24h人肺癌细胞系SPCA1、A549、H446、SH77、H520和95D中HIF-1α、HIF-2α和HIF-βmRNA和蛋白水平的表达. 结果 1.常氧下不同肺癌细胞系HIF-1α、HIF-2α mRNA表达水平较低,短期乏氧HIF-1α mRNA降低而HIF-2α mRNA增加,随乏氧时间延长两者mRNA表达逐渐增加.2.HIF-1α和HIF-2α蛋白在常氧下表达均较低,乏氧下两者表达增强但变化趋势不一致,HIF-1α蛋白在所有细胞中均有表达,HIF-2α蛋白仅在某些细胞有表达.3.HIF-β mRNA和蛋白在常氧或乏氧下表达无明显变化.4.相关性分析表明,乏氧下HIF-2α mRNA与蛋白表达呈正相关(r=0.989,P=0.011);而HIF-1α和HIF-β mRNA与蛋白无相关性. 结论 肺癌细胞中HIF-1α、HIF-2α和HIF-β对乏氧刺激表现出不同的应答方式且具有细胞特异性,乏氧对HIF-1α和HIF-2α的调控可能分别发牛在翻译和转录水平,而对HIF-β无明显的调控作用.
关键词： 肺癌细胞系 乏氧 乏氧诱导因子 反转录-聚合酶链式反应 免疫印迹法 -
CS-TPGS-b-(PCL-ran-PGA)纳米粒递送HIF-1α siRNA联合顺铂对鼻咽癌裸鼠移植瘤影响研究
目的 乏氧诱导因子1α(hypoxia inducible factor-1α,HIF-1α)增强抗肿瘤药物敏感性研究在国内外已有诸多报道.本研究拟探讨纳米聚合物壳聚糖-聚乙二醇1 000维生素E琥珀酸酯-聚乙内酯-聚乙醇酸[d-α-tocopheryl polyethylene glycol 1 000 succinate-b-poly(ε-caprolactone-ran-glycolide),CS-TPGS-b-(PCL-ran-PGA),简称CNP]包载HIF-1α小分子干扰RNA(small interfering RNA,siRNA)联合顺铂(cisplatin,DPP)对鼻咽癌裸鼠移植瘤生长的影响.方法 皮下接种CNE-2细胞建立人鼻咽癌裸鼠移植瘤模型,应用随机数字表法分磷酸盐缓冲液组(Control)、单纯纳米粒组(CNP,200 μg/kg)、单纯顺铂组(DPP,100 μg/kg)、单纯纳米粒联合顺铂组(CNP 200 μg/kg+DPP 100 μg/kg)、载HIF-1α siRNA纳米粒组(CNP-siRNA,200 μg/kg)和载HIF-1α siRNA纳米粒联合顺铂组(CNP-siRNA 200μg/kg+DPP 100μg/kg)6组.每组5只,腹腔注射3d1次,共7次.干预过程中3d测量1次肿瘤体积,治疗22d后拉颈处死裸鼠,称取瘤质量,计算抑瘤率;利用蛋白质印迹与RT-PCR检测移植瘤中HIF-1α和多重耐药基因-1/P糖蛋白(multidurg resistance gene 1/P-glycoprotein,MDR-1/P-gp)基因蛋白表达水平,HE染色观察各组肿瘤组织病理形态改变.结果 与Control组相比,CNP组抑瘤率为18.32％,DPP组为37.59％,CNP-siRNA组为43.32％,CNP+ DPP组为47.64％,CNP-siRNA+ DPP组为70.21％.其中CNP-siRNA+DPP组抑瘤效果为显著,与其他治疗组相比,差异有统计学意义,F=253.511,P＜0.001.在HIF-1α mRNA表达上,与Control组相比,CNP组mRNA表达量为0.89±0.04,DPP组为0.99±0.02,CNP-siRNA组为0.95±0.02,CNP+ DPP组为0.35±0.04,CNP-siRNA+DPP组为0.15±0.07.CNP-siRNA+ DPP组mRNA抑制效果为显著,与其他组相比,差异有统计学意义,F=351.194,P＜0.001.蛋白质印迹结果亦显示,CNP-siRNA+ DPP组中HIF-1α蛋白条带宽度明显低于其余各实验组,MDR-1/P-gp表达水平表现出与HIF-1α基因蛋白表达相似的实验结果.HE结果表明,CNP-siRNA+ DPP组能够显著促进肿瘤细胞坏死及凋亡.结论利用CNP纳米聚合物递送HIF-1α siRNA联合DDP能够有效下调肿瘤细胞HIF-1α及MDR 1/P-gp基因蛋白表达,抑制肿瘤生长,促进肿瘤细胞坏死凋亡.新型纳米聚合物CNP作为递送siRNA的有效载体,在肿瘤基因靶向治疗中具有较高的应用前景.
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RNA干扰HIF-1α增强人肺腺癌SPCA-1细胞放射敏感性的研究
目的探讨RNA干扰乏氧诱导因子1(HIF-1)增强人肺腺癌SPCA-1细胞的放射敏感性 .方法构建干扰HIF-1α质粒pSUPER-HIF-1α,采用荧光定量RT-PCR、Western blot方法观察有氧与乏氧状态下RNA干扰HIF-1α的变化,用成克隆实验观察乏氧时RNA干扰HIF-1α对放射的增敏作用.结果在常氧和乏氧的状态下,RNA干扰HIF-1α引起mRNA的表达水平分别下降64%和76%;在乏氧的状态下,蛋白的表达下降.转染pSUPER-HIF-1α后的细胞存活曲线的 D0值为2.5 Gy,转染空白质粒细胞和空白对照细胞的D0值分别为5.0 Gy和5.1 Gy,增敏比为2.1.结论 RNA干扰HIF-1α可以增加SPCA-1细胞对放射的敏感性.
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下咽鳞癌中HIF-1α与VEGF表达的临床治疗意义
目的 分析乏氧诱导因子- 1α(HIF-1α)、血管内皮生长因子(VEGF)在下咽鳞癌及癌旁正常黏膜组织中的表达,探讨HIF-1α、VEGF在下咽鳞癌中表达的临床意义。方法 对62例患者应用免疫组化检测HIF-1α、VEGF的表达,并分析其与患者临床病理特征及预后关系。结果 HIF-1α、VEGF在鳞癌组织中的表达明显高于癌旁正常黏膜组织,分别为66.1％和26.3％(x2=18.02,P＜0.05)、67.7％和31.6％ (x2=19.22,P＜0.05)。HIF-1α表达强弱与T分期、N分期、TNM分期有关(x2 =4.23、5.83、9.94,P均＜0.05)。VEGF表达强弱与T分期、N分期、TNM分期、是否转移有关(x2 =5.62、7.38、15.75、4.29,P均＜0.05)。单因素分析显示HIF-1α、VEGF过表达者总生存率低于低表达者,分别为6.2％和84.2％(x2=29.25,P＜0.01)、6.1％和84.4％( x2=24.88,P＜0.01)。多因素分析显示HIF-1α与T分期是下咽癌患者的独立预后因素(x2=4.80、5.74,P均＜0.05)。结论HIF-1α、VEGF可作为评估下咽癌发展、转移及预后的参考指标之一,也为临床提供了靶向治疗方向。
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头颈部肿瘤中乏氧与上皮间质转型关系的研究进展
乏氧广泛存在于包括头颈肿瘤在内的多种恶性实体瘤中,可引起肿瘤细胞适应性变化,导致肿瘤抗拒辐射、耐受化疗及侵袭转移.其中乏氧诱导因子(hypoxia inducible factor,HIF)发挥着核心调控作用.上皮间质转型(epithelial mesenchymal transition,EMT)是上皮细胞向间质细胞转化的现象,在胚胎发育、伤口愈合、纤维化病变及肿瘤的发生发展和侵袭转移中发挥着重要作用.
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黄连素对乏氧环境中鼻咽癌放射增敏作用机制的研究
目的：探究黄连素对乏氧环境中鼻咽癌细胞系CNE-2及裸鼠移植瘤的增敏效应及其分子机制。方法四甲基偶氮唑盐比色法（ MTT法）检测黄连素对CNE-2细胞的增殖抑制作用，克隆形成实验观察5μmol/L黄连素对常氧和乏氧环境中CNE-2细胞放射敏感性的影响。黄连素乏氧下作用24 h后给予8 Gy X射线照射，流式细胞技术检测CNE-2细胞凋亡率。建立鼻咽癌CNE-2细胞裸鼠移植瘤模型，观察黄连素及单次8 Gy照射对移植瘤的抑制作用。 Western blot检测乏氧条件下黄连素对HIF-1α及VEGF蛋白表达的抑制作用。结果黄连素显著抑制CNE-2细胞增殖，且存在时间、浓度依赖效应，24 h药物作用后半数抑制剂量IC50为（14?9±2?2）μmol/L。乏氧环境下，5μmol/L黄连素处理后的克隆形成率较单纯乏氧组下降，其增敏比（ SERD0）为1?27。在常氧环境中克隆形成率较乏氧组显著增加，常氧组和常氧加药组的SERD0分别为1?45和1?74。5和15μmol/L黄连素能在乏氧环境中单独发挥促凋亡作用，与对照组比较差异有统计学意义（ t＝5?01、9?02，P＜0?05），黄连素联合照射后，凋亡率较单纯照射组增加（t＝5?31、9?91，P＜0?05）。体内实验显示，照射给药组肿瘤体积的增长显著延迟于对照组及单纯给药组，肿瘤倍增时间联合组较单纯照射组及对照组差异有统计学意义（t＝2?96、14?52，P＜0?05）。 Western blot显示乏氧条件下HIF-1α、VEGF表达升高，黄连素作用24 h后表达显著下调。结论黄连素对乏氧环境中的CNE-2细胞及裸鼠移植瘤有放射增敏作用，其与下调乏氧环境中HIF-1α及下游因子VEGF的表达有关。
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乏氧对人肺腺癌细胞A549细胞周期阻滞和p53表达的影响
据报道,细胞周期阻滞与放射敏感性有着十分密切的关系,乏氧可诱导细胞周期阻滞,并可导致肿瘤细胞出现G0/G1阻滞,并认为乏氧诱导因子-1α(Hypoxia inducible factor-1 alpha,HIF-1α)是乏氧诱导细胞周期G0/G1阻滞的必需元件,但作用机理及对细胞周期阻滞的影响程度目前尚不清楚[1-3].p53作为抑癌基因,是影响细胞周期调控机理的重要基因[4].因此,笔者采用人肺腺癌A549细胞系分别进行12和24 h乏氧,然后测定HIF-1α、p53及细胞周期,研究HIF-1α在乏氧条件下对细胞周期的调控作用及其与p53的关系,为以HIF-1α及p53为靶点治疗G0/G1阻滞提供实验依据.
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抗血管生成药物长期治疗致肿瘤侵袭转移相关机制的研究进展
抗血管生成药物治疗在临床上取得了一定疗效，许多患者因此获益。然而，部分肿瘤患者长期使用抗血管生成药物后会发生肿瘤转移。原因可能是长期抗血管生成药物治疗会造成肿瘤微环境的乏氧，刺激乏氧诱导因子（hypoxia inducible factors， HIFs）的产生。HIFs参与乏氧信号通路调节肿瘤侵袭转移的各个环节，促进肿瘤细胞上皮-间质转化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）的形成，改变血管外周细胞及内皮细胞连接之间的特性，使肿瘤细胞更易进入外周血液循环，随血流到达远处器官并形成转移灶。本研究将对抗血管生成药物长期治疗与肿瘤侵袭转移相关机制的研究进展作一综述。
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乏氧诱导因子在疾病中作用机制的研究进展
乏氧诱导因子(HIF)是维持体内代谢平衡的一个重要因子,目前对其研究已成为热点.以往的研究证实,HIF与众多疾病都有着密切的关系,如炎症、肿瘤以及辐射损伤.笔者简述国内外有关HIF的研究成果,为HIF作为治疗靶点的深入研究提供新思路.
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华蟾素联合 TACE 治疗中晚期肝癌
目的：探讨华蟾素联合注射用洛铂TACE治疗在中晚期肝癌治疗中的临床疗效和安全性。方法将36例肝癌患者随机分为2组，治疗组（华蟾素注射液联合洛铂TACE ）18例，对照组（单纯洛铂TACE ）18例，观察患者治疗前后瘤体变化和VEGF等指标变化。结果联合治疗组和对照组有效率分别为72％和50％（ P＜0.05），治疗后联合治疗组与对照组血清血管内皮生长因子（VEGF ）和乏氧诱导因子（HIF ）－1a水平差异具有统计学意义（ P＜0.05）。结论华蟾素注射液联合TACE治疗中晚期肝癌能较好地抑制栓塞后局部微环境乏氧诱导细胞和肿瘤血管生成因子，从而抑制TACE后残余肿瘤复发转移。
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HIF-1α特异性siRNA对VX2移植瘤组织乏氧状态的调节及其抗瘤效应
目的:探讨缺氧诱导因子-1α(hypoxia inducible factor- 1α,HIF-1α)特异性siRNA调节肿瘤组织乏氧状态的抗肿瘤效应.方法:构建含有HIF-1α特异性RNAi序列的重组腺病毒载体,建立携带VX2肿瘤细胞的荷瘤模型兔.将构建好的重组腺病毒载体注入兔耳缘静脉中进行治疗,以注入无干扰序列腺病毒载体为对照.采用正电子发射计算机断层显像(positron emission computed tomography, PET)成像的方法观察模型兔肿瘤组织乏氧和坏死的变化.切除剥离肿瘤,测量肿瘤体积;H-E染色法检测肿瘤组织坏死程度;采用RT-PCR检测HIF-1α在肿瘤组织中表达的变化.结果:成功构建携HIF-1α特异性siRNA的重组腺病毒,其滴度约为1.1×1010 PFU/ml.PET成像检测显示,经siRNA重组腺病毒治疗后的移植瘤组织中18F-FDG标准摄取率(SUV)较对照兔显著降低[(3.51±0.36)% vs (8.73±0.83)% ,P<0.01],图像显示肿瘤组织内部出现了明显的缺氧和坏死区域.HIF-1α siRNA治疗组的移植瘤体积显著小于对照组(P<0.01),肿瘤组织坏死面积明显大于对照组(P<0.01);RT-PCR检测显示,治疗组肿瘤组织中HIF-1α mRNA 水平显著低于对照组(P<0.01).结论: HIF-1α特异性siRNA使肿瘤组织HIF-1α表达减少、肿瘤组织乏氧加剧和坏死增加,从而产生明显的抗肿瘤效应.
关键词： 乏氧诱导因子 RNA干扰 VX2移植瘤 基因治疗 正电子发射计算机断层显像 -
乏氧诱导因子促进肿瘤侵袭转移的研究进展
肿瘤细胞在乏氧环境中会发生一系列生物学行为的改变,包括肿瘤侵袭性和转移能力的增加,其中乏氧诱导因子-1α(hypoxia induciactor 1α, HIF-1α)起关键作用.HIF-1α可作用于多个环节促进肿瘤转移.在细胞运动方面:肝细胞生长因子(HGF)的受体c-Met在乏氧时增加,能促进细胞活动性并通过与肝细胞生长因子结合而增加细胞的侵袭性;基质降解方面:肿瘤细胞侵袭转移能力与其产生或诱导MMPs的能力密切相关,HIF-1可引起MMPs的表达增加,进而促进恶性肿瘤的转移;细胞黏附方面:HIF-1α可通过对肿瘤细胞黏附分子表达的影响而促进肿瘤转移;血管生成方面:乏氧能引起VEGF表达的上调,在肿瘤发生早期向血管生成型转变过程中,HIF-1α介导了VEGF的上调;细胞凋亡方面:HIF-1上调凋亡抑制因子Bcl-2,抑制凋亡,从而增强肿瘤转移力.HIF-1α亦可上调凋亡抑制因子p21,从而抑制凋亡使肿瘤恶性程度增加易于转移.对HIF-1α的研究可能是治疗肿瘤、减少恶性肿瘤转移的一种新途径.
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人HIF-1α基因沉默肺癌细胞株的筛选及鉴定
乏氧条件下,肿瘤细胞基因不稳定,突变的基因型影响信号传导途径,细胞凋亡受抑制,恶性程度升高,转移能力增加,对放化疗的敏感性降低.在乏氧应答中起关键作用的是由α和β亚基组成乏氧诱导因子-1(HIF-1).HIF-1α作为肿瘤治疗靶基因正引起大家关注.建立HIF-1α基因沉默的细胞系模型,可为研究HIF-1α在肺癌乏氧应答中的作用和通过阻断HIF-1α基因表达为治疗肺癌提供工具.
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HIF-1与肿瘤乏氧及其治疗中应用的研究进展
近年来,肿瘤乏氧问题日趋引起人们的重视.众所周知,绝大部分实体肿瘤微环境内存在乏氧现象,而在这种乏氧微环境下,肿瘤细胞会激活一系列相关分子信号传导途径.正是这些分子信号传导途径的激活导致肿瘤细胞在适应乏氧微环境的同时,也增强了肿瘤自身的侵袭性和对放化疗的抗拒性,致使疗效下降[1].因而,这些信号传导途径中的相关分子及放射增敏也成了肿瘤乏氧研究中的热点.其中,乏氧诱导因子-1(hypoxia inducible factor,HIF-1)受到更多的重视.
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乏氧诱导因子-1与肿瘤转移研究进展
乏氧是实体肿瘤发展过程中的普遍现象,它能诱导肿瘤细胞发生一系列生物学行为的改变,包括肿瘤侵袭性和转移能力的增加.其中乏氧诱导因子-l(hypoxia inducible factor-1,HIF-1)是其调控核心,HIF-1可作用于多个环节促进肿瘤转移.
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乏氧/辐射双启动子系统调控的自杀基因放射治疗研究进展
基因一放射治疗是近年来国际上肿瘤治疗的一个新策略,但由于实体瘤常处于缺氧状态而对放射敏感性低,影响辐射调控序列的转录活性,因此该疗法目前尚未达到理想效果.在治疗基因上游引入乏氧启动子可克服肿瘤乏氧对辐射调控序列转录活性的影响,提高对肿瘤的杀伤效果.全文对辐射诱导、乏氧诱导以及乏氧/辐射双诱导启动子联合自杀基因放射治疗的研究现状、目前存在问题与前景进行综述.
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乏氧诱导因子相关研究进展
肿瘤细胞的放化疗敏感性除了与肿瘤细胞的类型、恶性程度等有关外，还与肿瘤细胞的供氧及代谢状况有关。实体肿瘤在其生长过程中会产生一定程度的乏氧区域，肿瘤乏氧的存在可导致其侵袭性增强，同时可诱导肿瘤对化放疗产生抗拒，临床研究也显示高度乏氧肿瘤患者的局控率和远期生存率也较低。已有大量研究证实，肿瘤细胞的供血、供氧越好，代谢越旺盛，对放射线越敏感；反之，供血、供氧差的细胞（乏氧细胞）对放射线的敏感性较差。由于肿瘤新生血管的生长速度相对滞后于肿瘤细胞的分裂速度，因此造成较大实体瘤内部相当数量的乏氧细胞，使肿瘤的放疗敏感性大大降低。近的研究表明缺氧能使肿瘤细胞的一些基因和蛋白表达发生改变，如氧调节蛋白、VEGF、促红细胞生成素、p53和血小板源性生长因子β等［1］。它们的变化使肿瘤细胞在适应乏氧微环境的同时，引起肿瘤自身的侵袭性增加和对放射治疗的抗拒性增加，在这个过程中乏氧诱导因子-1（hypoxia-inducible factor 1，HIF-1）起着中枢纽带作用［2］。目前已有多项研究表明HIF-1α在许多恶性肿瘤中高表达，HIF-1α的表达与肿瘤的放疗敏感性密切相关，调节其细胞生物学行为，并与这些肿瘤的发生、血管生成、分级、侵袭和转移密切相关，并影响大部分恶性肿瘤的预后，可作为判断恶性程度及预后的指标［3-6］。
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乏氧诱导因子相关研究进展
1991年Semenza等[1]发现1种蛋白特异性地结合于促红细胞生长( erythropoietin,EPO)基因增强子的寡核苷酸序列;1992年,他们分离克隆出二聚体,由乏氧诱导的亚基被命名为乏氧诱导因子-1(hypoxia-inducible factor-1,HIF-1)[2].
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罗勒胶囊对大鼠移植性肝癌TACE后HIF-1α和Bcl-2表达的影响
目的:观察罗勒胶囊对大鼠移植性肝癌行经导管肝动脉化疗栓塞术(TACE)后组织中乏氧诱导因子(α)(HIF-1α)和凋亡抑制基因Bcl-2表达的影响,探讨该药对肝肿瘤乏氧微环境的作用.方法:建立大鼠移植性肝癌模型后,随机分为5组.对TACE+生理盐水组和TACE+罗勒胶囊大、中、小剂量组大鼠进行TACE,并分别给予生理盐水和大、中、小剂量罗勒胶囊灌胃,对非TACE对照组大鼠只进行开腹操作,不进行TACE.10d后取出移植性肝癌病理标本,免疫组化法检测肿瘤组织中HIF-1α和Bcl-2表达情况.结果:行TACE的4组大鼠瘤重与非TACE组比较均明显减轻(P<0.05),TACE+罗勒胶囊大剂量组瘤重较TACE+生理盐水组显著减轻(P<0.05);HIF-1α和Bcl-2 阳性表达率方面:TACE+生理盐水组与非TACE组比较显著升高(P<0.01),TACE+罗勒胶囊大、中剂量组较TACE+生理盐水组显著降低(P<0.05).结论:罗勒胶囊能使肿瘤组织中HIF-1α和Bcl-2表达降低,改善肝肿瘤局部的乏氧微环境并促进细胞凋亡,抑制大鼠移植性肝癌TACE术后肿瘤的复发.
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妊娠早期子宫NK细胞中HIF和VEGF的表达
目的:探讨妊娠子宫自然杀伤细胞(uterine natural killer cell,uNK)和外周血NK细胞(peripheral natural killer cell,pNK)中乏氧诱导因子(hypoxia inducible factor,HIF)和血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)C、VEGFE的表达.方法:采用免疫磁珠法分离纯化妊娠早期uNK和pNK细胞,提取其总RNA,采用RT-PCR技术检测HIF和VEGF的mRNA在人妊娠早期uNK细胞和pNK细胞中的表达.结果:①人妊娠早期uNK细胞中HIF mRNA表达强于pNK细胞(2.31±0.19和0.12±0.02);②VEGFC和VEGFE在两种细胞中均有表达,但VEGFE在uNK中的表达强于pNK(0.82±0.03和0.10±0.01),VEGFC在两种细胞中的表达相近.结论:人妊娠早期uNK细胞HIF和VEGFE的强表达可能与uNK细胞在胎盘血管形成中的作用密切相关.
