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研究背景:
全球乙型肝炎病毒(hepatitis B virus,HBV)慢性感染者已超过3.5亿人,并呈上升趋势,主要分布在亚洲和非洲,每年大约有一百万人死于HBV相关的肝脏肿瘤。肝细胞癌(hepatocellular carcinoma,HCC)是我国最常见的恶性肿瘤之一,占癌症死亡率第二位,严重威胁着人们的健康。HBV感染是引起肝癌的主要原因之一,流行病学调查表明,HBV感染者发生HCC的几率较正常人高100倍,但HBV致癌的具体机制尚不明确。
乙型肝炎病毒X基因编码的X蛋白(hepatitis B virus X protein,HBx)是一种多功能病毒调节蛋白,具有广泛的基因转录调控作用,并能与宿主细胞的多种蛋白质相互作用,从而调节基因表达与细胞蛋白质功能,进而影响病毒自身的复制、宿主细胞的信号转导、细胞增殖与分化、细胞凋亡等重要过程,HBx的这些功能可能在HBV相关性HCC的发生发展中起着重要作用,但其发挥作用的确切机制目前尚不清楚,有待于进一步研究阐明。
细胞凋亡(apoptosis)是由特定基因调控的程序性死亡,对维持机体的自身稳定性和防止恶性肿瘤的发生是十分重要的。细胞凋亡的紊乱与多种疾病与肿瘤包括HCC的发生密切相关。阿霉素(adriamycin,Adr)是一种临床上常用的抗肿瘤药物,它的主要作用机制是诱导肿瘤细胞DNA损伤和干扰DNA代谢,从而促进肿瘤细胞凋亡。阿霉素诱导肿瘤细胞凋亡的过程可能是通过p53-PTEN通路发挥作用的。
研究目的:
以阿霉素诱导HepG<,2>细胞凋亡作为模型,研究HBx对肝癌细胞凋亡的调控作用及其可能机制,进而为阐明HBx在HCC发生发展中的作用提供理论依据。
实验方法:
以adr亚型HBV质粒pHBV DNA为模板,采用PCR法扩增HBV X基因片段,并定向插入绿色荧光蛋白真核表达载体pEGFP.C1的HindIII和Kpn I酶切位点,并用HindⅢ、Kpn Ⅰ双酶切及测序鉴定以构建重组体pGFP/HBx。采用脂质体转染法将GFP真核表达载体pEGFP-C1、重组体pGFP-HBx转染HepG<,2>细胞,转染后36小时传细胞,用G418筛选出抗性细胞克隆,逐级扩大培养,在荧光显微镜下观察GFP-HBx融合蛋白表达,采用RT-PCR检测HBV X基因转录、表达,以建立稳定表达细胞系HepG<,2>/GFP、HepG<,2>/GFP-HBx细胞。采用阿霉素(2.0ug/ml)分别处理HepG<,2>、HepG<,2>/GFP、HepG<,2>/GFP-HBx细胞,阿霉素处理后不同时间在显微镜下观察细胞形态变化、台盼兰染色计数死亡细胞。阿霉素处理后36小时,采用流式细胞仪检测各组细胞凋亡率,并采用RT-PCR检测p53、PTEN的转录表达,采用western blot检测p53、PTEN蛋白的表达。
实验结果:
经双酶切及测序鉴定成功构建了GFP与HBV X重组表达载体pGFP-HBx;将pEGFP-C1、pGFP-HBx重组体转染HepG<,2>,经G418筛选获得抗性细胞克隆;在荧光显微镜下见部分抗性克隆细胞表达较强的GFP荧光蛋白。将带绿色荧光的抗性克隆细胞扩大培养并经传70代,细胞仍表达强的荧光蛋白,RT-PCR检测表明转染重组体GFP-HBx的HepG<,2>/GFP-HBx细胞有HBV X基因转录、表达。在HepG<,2>、HepG<,2>/GFP细胞,阿霉素诱导了明显的凋亡性细胞死亡,表现为细胞变圆、脱落,而在HepG<,2>/GFP-HBx细胞,未见明显细胞死亡;流式细胞仪分析阿霉素处理后36小时HepG<,2>、HepG<,2>/GFP、HepG<,2>/GFP-HBx细胞的凋亡率分别为59.03﹪,61.38﹪,4.21﹪。阿霉素处理后36小时,RT-PCR和western blot分析发现,与HepG<,2>、HepG<,2>/GFP细胞相比,HepG<,2>/GFP-HBx细胞的PTEN的转录和蛋白表达降低,而p53的转录和蛋白表达水平无明显变化。
结论:
1、成功构建了GFP-HBV X基因的真核重组表达载体pGFP-HBx,建立了稳定表达GFP、GFP-HBx融合蛋白的HepG2细胞系,为进一步研究:HBx的生物学功能及其在HBV感染致癌中的作用与机制提供了基础。
2、HBx能够抑制阿霉素诱导的肝癌细胞凋亡。
3、 HBx抑制阿霉素诱导的肝癌细胞凋亡的机制可能是HBx下调PTEN的表达而抑制其功能;而HBx对阿霉素诱导肝癌细胞凋亡的抑制可能并不通过影响p53的转录、表达而发挥作用。