前沿研究

缺氧环境下 VHL 和 HIF-1α 的变化

发布时间:2017-03-23 12:45:35      浏览  次

作者:涂福平,黄莉,王祥财

单位:赣南医学院第一附属医院 

〔关键词〕缺氧环境;肝癌细胞;VHL;HIF-1α

〔中图分类号〕R735.7  〔文献标识码〕A

〔文章编号〕1002-2376(2017)05-0093-02

VHL 基因是一种抑癌基因,其蛋白 pVHL30 和 pVHL19 具有肿瘤抑制的功能,两者结构相似, 统称 VHL 蛋白  (pVHL)。缺氧诱导因子 HIF 基因是 VHL 基因的一个靶基因,  HIF是细胞缺氧时产生的氧依赖性转录激活因子,由 α 和  β 亚基组成。氧主要通过 HIF-α 来调节 HIF 的活性[1-2]。  pVHL/HIF 信号途径对胚胎的发育和机体组织的生长、创伤  与修复均有重要的调控作用,HIF-1α 是生长因子刺激细胞生长之所需,在缺氧状态下,抑制 HIF-1α 的表达可促使生长细胞死亡。 

1  材料与方法 

1.1  研究材料 

肝癌细胞(HepG2)大鼠 CBRH-7919 肝癌细胞株(中山大学北校区动物实验中心提供)通过在 CO2 培养箱内(37 ℃,  5% CO2,饱和湿度)用含 10% 胎牛血清的 RPMI1640(GIBICO 公司)进行体外培养,将生长状态良好的肝癌细胞消化后,以 10×10/L 密度接种于6孔板培养 24 h 后,加入不同浓度氯化钴溶液来模拟缺氧环境。按氯化钴终溶度分为 0 μmol/L  (对照组)、150 μmol/L(A 组)和 300 μmol/L (B 组)3 组,  处理时间分别为 4 h 和 8 h。观察并对比氯化钴不同浓度和不同作用时间对肝癌细胞 VHL 和 HIF-1α 的表达影响。

1.2  统计学处理

应用 SPSS11.5 统计软件分析数据,计量资料以x±s 表示,采用 t 检验,以 P<0.05 为差异有统计学意义。

2  结果

2.1  氯化钴的不同浓度和不同作用时间对肝癌细胞 VHL 的表达影响 

对照组 VHL 在肝癌细胞中的表达并未随时间增加而变化(P>0.05);A 组和 B 组的肝癌细胞中 VHL 的表达在 4 h  和 8 h 均显著低于对照组(P<0.05);且 A 组和 B 组肝癌细胞中 VHL 的表达在 8 h 显著低于 4 h(P<0.05);此外,在 4 h B 组肝癌细胞中 VHL 的表达也显著低于 A 组(P<0.05),但在 8 h 仅为略低,差异无统计意义(P>0.05)。见表 1。 

表 1 氯化钴的不同浓度和不同作用时间对肝癌细胞 VHL 表达的影响(x±s)
注:与对照组比较,aP<0.05;与同组 4 h 比较;bP<0.05;与  A 组 4 h 比较,c<0.05 


2.2  氯化钴的不同浓度和不同作用时间对肝癌细胞 HIF-  1α 的表达影响 

对照组肝癌细胞中 HIF-1α 的表达在 4 h 和 8 h 并没有明显变化(P>0.05);A 组和 B 组的肝癌细胞中 HIF-1α  的表达在 4 h 和 8 h 均显著高于对照组(P<0.05);且 A 组肝癌细胞中HIF-1α 的表达在 8 h 也显著高于 4 h(P<0.05);此外,在 B 组 4 h 肝癌细胞中 HIF-1α 的表达也显著高于A 组 4 h(P<0.05)。见表 2。 

表 2 氯化钴的不同浓度和不同作用时间对肝癌细胞 HIF-  1α 表达的影响

  注:与对照组比较,aP<0.05;与 A 组 4 h 比较,bP<0.05;与  A 组 4 h 比较,c<0.05 


3  讨论 

pVHL/HIF 信号调控异常与肿瘤的发生发展有关,VHL在肾透明细胞癌中的突变超过 50%,pVHL/HIF 信号异常是  肾透明细胞癌转化的关键,恢复 VHL 的正常表达能增强肾癌细胞的粘附性、促使细胞展平和降低细胞的侵袭力[3-4]。  在晚期结直肠癌中,pVHL 低表达的同时伴有 HIF-1α 稳定表达,通过细胞实验证实 VHL/HIF-1α 信号调控异常参与了结直肠癌的形成。当 HIF-1 被抑制时,苏尼地尼(Sunitinib)能完全抑制结直肠癌中肿瘤血管的形成和灌注,提高了肿瘤对苏尼地尼的治疗反应。目前,pVHL/HIF 信号调控异常已成为众多肿瘤的研究热点,但其在肝癌中的研究国内外报道很少。根据相关文献报道称丙肝病毒也可通过稳定 HIF-1α 的表达促进肝癌细胞合成 VEGF,通过 RAN 干扰和拮抗等方法抑制 HIF-1α 表达,除能抑制小鼠种植肿瘤的生长外,还能下调 HIF-1α 和 VEGF 在肝脏中的表达水平。但目前仍缺少 pVHL/HIF 信号途径在肝癌发展过程中的研究,尤其是肝癌经导管动脉化疗栓塞(TACE)后所致进一步缺血性缺氧时 pVHL/HIF 信号调控机制的研究。 

本课题研究数据表明肝癌细胞中 VHL 和 HIF-1α 的表达在缺氧环境下显著降低。作为 pVHL/HIF 信号途径在胚胎发育和各种肿瘤中的最新研究成果,以及缺氧对肝癌细胞的影响和 TACE 在中晚期肝癌中的治疗现状,拟采用氯化钴作为缺氧诱导剂,通过模拟缺氧态细胞培养环境,系统研究缺氧的不同时相和不同程度对人肝癌细胞株 pVHL 和 HIF-1α 的表达影响,肝癌细胞在缺氧环境中存活的机制,VHL 和 HIF 间的调控关系,并探讨其可能的信号途径,  从而建立起一个行之有效的原发性肝癌肝动脉化疗栓塞术(TACE)术后缺氧微环境的实验模型,为提高肝癌 TACE 的治疗效果奠定理论基础,并为肝癌的靶向治疗提供新的靶点。 

综上所述,肝癌细胞中 VHL 和 HIF-1α 的表达在缺氧环境下显著降低,可作为肿瘤疾病治疗中的参考依据。 

[参考文献]
[1]朱慧敏,常彬,赵霞.缺氧诱导因子-1在卵巢癌中的研究进展 [J].  临床与实验病理学杂志,2012,28(1):67-69.
[2]屈振杰,张惠洁,郭卫东.Livin、缺氧诱导因子 -1α 在结肠癌中的表达及意义 [J]. 中华临床医师杂志(电子版),2011,5(10):  3005-3007.
[3]金炜东,马丹丹,蔡逊,等 . 缺氧诱导因子1α 在肝癌细胞上皮 - 间充质化中的作用 [J]. 中国普通外科杂志,2013,22(7):885-889.
[4]何前进,刘利平,岑红兵,等 . 缺氧诱导因子与肝癌关系的研究进展 [J]. 中华临床医师杂志(电子版),2013,7(20):9312-  9314.

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