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恶性肿瘤是严重危害人类生命健康的多发性疾病。治疗肿瘤的传统方法包括手术治疗、放疗及化疗均存在一定的局限性,特别是对远端转移和对放化疗不敏感的病例传统的治疗方法尤显无力。肿瘤的基因治疗是治疗肿瘤的一个新策略,其中重组人5型腺病毒(H101)是基因治疗肿瘤的典型代表。H101是上海三维生物技术有限公司研制开发的肿瘤基因治疗新药,即通过基因工程的方法改造腺病毒基因组,使后者选择性地在p53异常的肿瘤细胞中增殖,进而特异性地裂解肿瘤细胞。H101的不足之处是单药治疗的有效率低。为提高H101的疗效,临床上将其与放疗或化疗等传统方法联合运用,然而,由于放疗和化疗有较大的毒副作用且易于产生抗药性,故有必要寻找新的治疗方案以提高H101的疗效。
RNA干扰(RNAi)技术已成为研究基因功能、表达调控及识别复杂调控信号通路的有效工具,并且在基因治疗中也具有很高的应用价值:如RNAi能特异性抑制与肿瘤发生发展相关的基因表达,这给肿瘤基因治疗提供了新思路。Notch途径参与各种肿瘤的发生和发展过程,其本身的生物学功能尚未阐明。已知Notch基因编码一个跨膜的异二聚体受体,受体激活后可引起的一系列细胞内的分子信号的改变,其中以Presenilin-1(PS1)为核心的γ-分泌酶复合物是整个信号通路中的一个关键酶,受体与配体结合后催化Notch受体胞内段(ICN)剪切,使之脱落并进入核内行使调控作用。目前认为Notch在调节细胞生长、稳定分化和细胞凋亡等方面可能承担着重要作用。
本研究采用H101联合RNA干扰Notch信号通路的策略,评价该策略对恶性肿瘤的发生发展的抑制作用及其机制。
第一部分:H101对恶性肿瘤细胞的增殖抑制和杀伤作用。选取人脉络膜恶性黑色素瘤细胞株OCM1、VUP、SP6.5和OM431作为实验材料,检测这四株细胞中柯萨奇-腺病毒受体(CoxsakievirusandAdenovirusReceptor,CAR)的表达情况;评价H101对该肿瘤细胞的增殖抑制和杀伤作用。实验结果提示,OCM1、VUP、SP6.5和OM431四株细胞均有CAR受体的表达;H101对四株细胞均有增殖抑制和杀伤作用,且增殖抑制和杀伤作用呈时间和剂量应答,但四株细胞对H101的敏感性不尽相同。
第二部分:H101联合RNA干扰阻断Notch途径对肿瘤生长的影响。本部分研究通过H101联合RNA干扰的方法,应用针对Notch蛋白的Notchl-siRNA来阻断Notch信号通路,拟发现Notch和这些肿瘤之间的关系,包括单独应用H101以及和Notchl-siRNA联合应用,观察两种方法对肿瘤细胞增殖抑制和杀伤作用。选取瘤内单独注射H101和裸Notchl-siRNA以及两者联合应用,以评价对H101和Notchl-siRNA联合应用对Hela-S3细胞致瘤的裸鼠的疗效。实验结果显示:Notchl-siRNA能导致细胞内Notch信号的下调,并使肿瘤细胞增殖受到抑制:H101和Notchl-siRNA联合应用,在体外对Hela-S3和VUP等细胞增殖抑制显示协同作用,并且能在体内抑制肿瘤生长、显著延长荷瘤裸鼠的生存时间。
第三部分:H101联合RNA干扰(RNAi)Notch基因抑制肿瘤生长机制的探讨。本部分研究采用H101联合Notchl-siRNA方法阻断Notch信号通路,观察这一联合作用对肿瘤细胞周期的影响及其诱导肿瘤细胞凋亡的作用;观察通过RNA干扰Notch基因是否影响对H101的复制,通过干扰Notch基因后p53和Caspas-3基因表达的变化,探讨H101和干扰Notch基因联合用于基因治疗的可能机制。研究结果提示,H101联合Notchl-siRNA能阻断Notch信号通路导致细胞周期呈现S期阻滞,并能增强H101诱导细胞凋亡的作用;这一联合作用可促进H101病毒的Hexon基因的mRNA和蛋白表达。
研究结果表明:H101联合Notchl-siRNA可增强H101对肿瘤细胞的增殖抑制作用和诱导凋亡作用;可促进H101抑制肿瘤的生长并能显著延长荷瘤裸鼠的生存时间。这一联合应用增强了H101的复制,提高H101的溶瘤效果。