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目的:研究胰蛋白酶异构体在肝细胞性肝癌(Hepatocellular carcinoma,HCC)组织中的表达特征及其与临床表现、病理变化的关系。
材料与方法:1、改良硫氰酸胍法抽提40例HCC患者肝癌组织及对应正常肝组织总核糖核酸(ttRNA);
2、逆转录后以持家基因β-actin为内参基因进行模板均一化,运用半定量RT—PCR方法检测胰蛋白酶的三种主要异构体:阳离子胰蛋白酶(cation trypsin,PRSS1)、阴离子胰蛋白酶(anionic trypsin,PRSS2)、消旋胰蛋白酶 (mesotrypsin,PRSS3)在40对HCC正常肝组织、肝癌组织中mRNA水平的表达及变化;收集所检测标本的40位HCC患者的临床、病理资料,并与胰蛋白酶异构体基因表达变化进行相关性分析。
结果:胰蛋白酶异构体在40例HCC患者肿瘤及正常肝组织中的基因表达有明显差异,在肿瘤组织中的基因表达上调率分别是PRSS1:40%、PRSS2:55%、PRSS3:65%,其中PRSS3的上调率明显高于PRSS1、PRSS2的上调率,统计处理显示PRSS3的显著上调与肿瘤体积的大小具有明显的相关性(R=0.35,p<0.05)。
结论:胰蛋白酶异构体在HCC组织中出现的基因表达变化可能与HCC的发生、发展有关,本研究结果为进一步探讨HCC生物学特性的分子机制提供了线索。
第二部分
肝癌细胞中胰蛋白酶异构体PRSS3表达与肝癌生物学特性关系的初步研究
目的:探讨胰蛋白酶异构体PRSS3表达在HCC发生、发展、转移中的意义。
方法:1、设计特异性的引物,通过高保真RT-PCR方法获得PRSS3编码区全长基因序列;2、利用质粒pcDNA3.1(一)构建过表达(overexpression)PRSS3的载体,在HCC细胞株SMMC-7721中过表达PRSS3,实现对HCC细胞株PRSS3基因表达的干预;3、MTT方法检测过表达PRSS3对HCC细胞株SMMC-7721体外生长的影响:4、软琼脂克隆形成实验检测过表达PRSS3对
HCC细胞株SMMC-7721体外成瘤特性的影响;5、transwell方法检测过表达PRSS3对HCC细胞株SMMC-7721体外迁移能力的影响;6、建立SMMC-7721裸鼠皮下HCC移植瘤模型,观察过表达PRSS3对HCC皮下移植肿瘤生长特性的影响。结果:体外实验中,过表达PRSS3可以明显提高SMMC-7721的体外迁移能力、克隆形成能力以及有胰蛋白酶抑制剂存在条件下的HCC细胞增殖能力,胰蛋白酶抑制剂能够抑制SMMC-7721的增殖;同时,PRSS3过表达可以明显缩短HCC细胞在裸鼠皮下的成瘤时间,肿瘤生长速度加快。结论:胰蛋白酶异构体PRSS3对HCC细胞的增殖、成瘤以及侵袭、转移都有促进作用。
第三部分
胰蛋白酶异构体在内皮细胞中的表达及意义
目的:探讨胰蛋白酶异构体(PRSS1、PRSS2、PRSS3)在血管内皮细胞中的表达特征及意义。
方法:1、分离人微血管内皮细胞,并利用人皮肤微血管内皮细胞构建基于微载体和纤维蛋白基质的三维血管新生模型;2、运用半定量RT-PCR方法检测体外二维培养及三维血管新生模型中内皮细胞胰蛋白酶异构体(PRSS1、PRSS2、PRSS3)的基因表达及变化特征;3、运用原位杂交、免疫组织化学方法检测胰蛋白酶(Trypsin)在HCC、食管癌、胃癌组织血管内皮细胞中的表达及特点;4、运用鸡胚血管新生模型研究胰蛋白酶抑制剂对血管新生的影响。
结果:1、体外二维培养血管内皮细胞中以胰蛋白酶异构体(PRSS2、PRSS3)表达为主,PRSS1几乎无表达;2、体外三维血管新生模型中PRSS1无明显表达,PRSS2、PRSS3基因表达在新生血管形成过程中有着相似的变化特征,模型构建24小时内出现明显高表达,24小时后基因表达量逐渐下降,高表达时段与血管新生过程中血管“出芽”阶段相符;3、肿瘤组织(HCC、食管癌、胃癌)中血管内皮细胞有Trypsin表达,Trypsin表达与血管的管径有关系,在较小口径血管内皮细胞中有Trypsin蛋白阳性表达,而在较大的血管内皮细胞中的表达不明显;胰蛋白酶抑制剂的使用可以明显抑制鸡胚模型中的血管新生。结论:血管内皮中有胰蛋白酶异构体表达,而且以PRSS2、PRSS3为主,胰蛋白酶抑制剂可以抑制血管新生,PRSS2、PRSS3可能参与了血管新生的过程并起者重要的作用,其功能与血管新生的初期过程相关。
肝细胞性肝癌作为一种富血供实体肿瘤,肝癌细胞及肿瘤血管新生直接与HCC的表型及预后相关。本课题首先从肝癌组织中的基因表达变化入手,从整体角度检测了胰蛋白酶异构体的表达,发现了PRSS3的表达与HCC的临床观测指标有相关性,然后运用基因重组及体内、体外模型等方法及从肝癌细胞及血管新生两个方面深入研究了胰蛋白酶异构体,尤其是PRSS3的表达变化及可能的意义,发现了PRSS3可能从不同的方面,通过不同的途径促进了HCC的发生、发展、转移和复发。本课题不仅补充了目前对肝癌机制研究的内容,而且为进一步的深化研究以及开展相关临床治疗打下了坚实的基础。