KLF5基因在人肝母细胞瘤中的作用及机制研究

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肝母细胞瘤(Hepatoblastoma,HB)作为儿童常见肝脏肿瘤,其每年的发病率是以1.2-1.5/百万人口/年递增的。治疗肝母细胞瘤的重要手段为肝脏肿瘤切除术,肝母细胞瘤切除是否干净成为影响预后的重要因素。单纯手术治疗容易复发,自20世纪80年代加入化疗以来,特别对于无法一期手术患儿,术前进行辅助化疗,总存活率已从30%显著提高。但有远处转移或复发病例的患儿病死率仍较高。肿瘤的复发及转移是目前肝母细胞瘤死亡的主要原因,也是影响肝母细胞瘤患儿长期生存率的重要因素。Krüppel样因子5(KLF5,又称碱性转录元件结合蛋白2,BTEB2和肠道富集型KRüppel样因子)属于Krüppel样转录因子家族,在多种组织中广泛表达。在癌细胞内,KLF5对细胞存活、细胞周期、凋亡和迁移有重要影响。有实验研究表明,KLF5在胰腺癌、胃癌、乳腺癌、大肠癌、肝癌中均有促进肿瘤增殖作用。目前还没有KLF5基因在肝母细胞瘤中作用研究的相关报道。本研究拟通过干扰KLF5在HB肿瘤细胞中的表达,通过体外和体内实验,探索KLF5在HB肿瘤细胞增殖、凋亡等细胞生物学行为中的作用,为肝母细胞瘤的治疗发现新的靶点。目的:通过RNA干扰技术,构建KLF5基因sh RNA慢病毒载体,转染肝母细胞瘤Huh6及Hep G2细胞,获得KLF5基因稳定沉默的Huh6及Hep G2细胞系,探讨KLF5对Huh6及Hep G2细胞增殖、凋亡及裸鼠体内成瘤能力等的影响及机制。方法:1、体外培养人肝母细胞瘤Huh6细胞及Hep G2细胞,设计KLF5基因的特异性sh RNA靶点,构建3条不同的sh RNA慢病毒载体并感染Huh6及Hep G2细胞,采用Real-time PCR方法检测Huh6细胞中KLF5的m RNA水平变化,Western Blot方法用以检测KLF5蛋白水平的表达,选择2条干扰效果较好的sh RNA基因,作为后期研究和病毒包装实验基因,构建基因稳定沉默的细胞系。用不含KLF5 sh RNA的质粒慢病毒感染细胞作为阴性对照。2、采用克隆形成实验、CCK8增殖试验、流式细胞术、Western-Blot及PCR等实验方法检测KLF5基因沉默后Huh6及Hep G2细胞的增殖、凋亡、下游分子等生物学行为的变化及机制。3、将KLF5基因沉默后Huh6细胞移植到裸鼠皮下,培养6周后取肿瘤组织,测肿瘤直径,对肿瘤组织行KLF5、Ki67免疫组化染色,并与NC组进行对比。4、收集KLF5实验组及NC组Huh6细胞及Hep G2细胞RNA,送检RNA-Seq,进行下游相关分析。结果:1、成功构建3条sh RNA-KLF5慢病毒载体,选择2条干扰效果佳的sh RNA,感染Huh6及Hep G2细胞,建立KLF5稳定表达的细胞系。2、克隆形成实验结果显示,KLF5基因沉默组克隆形成率与对照组相比明显降低(p<0.05);CCK8的增殖实验结果提示当基因KLF5沉默后相关细胞增殖能力明显降低(p<0.05);流式细胞术分析肿瘤细胞凋亡率变化,结果提示基因沉默组肿瘤细胞的凋亡率明显增高(p<0.05)。3、裸鼠体内成瘤实验显示,KLF5基因沉默组肿瘤直径均明显小于对照组(p<0.05)。干扰组肿瘤KLF5及Ki67的表达阳性率显著低于对照组(p<0.001)。4、Western-Blot实验显示,与NC组相比,Huh6细胞实验组中,PARP条带可见明显分割,ELF3表达量可见下调,HNF1A、HNF4A、Cyclin D1无明显变化;Hep G2细胞实验中,MAFF表达量可见明显下调。结果提示肝母细胞瘤细胞的凋亡途径可能与PARP有关,MAFF及ELF3可能是KLF5的下游基因。结论:1、成功构建3条sh RNA-KLF5慢病毒载体,筛选出2条沉默效率好的KLF5干扰基因sh1及sh3,构建KLF5稳定沉默的肝母细胞瘤Huh6及Hep G2细胞系。2、KLF5可能通过影响肝母细胞瘤细胞的增殖、凋亡而促进肝母细胞瘤的增殖。3、KLF5可能通过PARP凋亡途径调控肝母细胞瘤的增殖。4、MAFF及ELF3可能是KLF5的下游基因。
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