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肿瘤的生长具有血管依赖性,肿瘤组织中新生血管的形成不仅为肿瘤细胞的生长、增殖提供了氧和养料以及排除代谢产物的途径,同时也为肿瘤细胞的转移提供了有利条件。而肿瘤血管生成过程受到诸多因素的影响,其中血管内皮生长因子(VEGF)直接作用于血管内皮细胞,能够特异性地刺激血管内皮细胞的增殖和血管生成,增加血管通透性,在肿瘤血管生成中发挥中心调控作用。而VEGF家族中有多个成员,其中VEGF-A通过与血管内皮细胞表面特异性受体Flt-1及Flk-1结合发挥其生物学功能。乏氧诱导因子1(HIF-1)是细胞在缺氧条件下产生的一种核转录因子,它可作用于多种靶基因,使其转录活性发生改变,从而介导组织细胞产生一系列的缺氧适应性反应。
目前,研究者们已在多种实体肿瘤中检测到HIF-1α及VEGFmRNA及其蛋白的过表达,然而,关于HIF-1α与VEGF在卵巢癌中的分析国内外均比较分散,而且大部分仅对HIF-1α或VEGF在卵巢癌中的表达进行了检测。
目的:
本研究旨在通过检测SKOV3人卵巢癌细胞株在乏氧条件下及化疗药物(紫杉醇)调节下HIF-1α及VEGF-A基因mRNA水平表达的变化及其相互关系,为探索卵巢癌的早期诊断及其新的治疗靶点提供重要的研究依据。
方法:
1.常规方法培养SKOV3人卵巢癌细胞株至对数生长期,进行细胞计数并调整细胞浓度。
2.分别将2*106细胞转移至25ml培养瓶内,补入完全培养液至总体积1ml,同时将化疗药物(紫杉醇)分别以3.4ng/ml(低浓度)、4.5μg/ml(中浓度)、0.45mg/ml(高浓度)三种浓度处理细胞,并另设空白对照组(无药物作用),然后把细胞分别置于富氧(含21%氧气)及乏氧(含1%氧气)两种环境中培养。
3.培养不同时间(30min、1h、4h、8h、24h)后观察细胞的形态学变化并收取细胞。
4.提取细胞总RNA,采用逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)方法半定量测定HIF-1α及VEGF-A基因mRNA在不同培养条件下的表达水平。
5.分别做出HIF-1α及VEGF-A基因mRNA相对表达强度的柱状图以观察二者之间的关系,并应用SPSS统计分析系统通过相应的统计学方法对实验数据进行统计分析。
结果:
1.各种培养条件下SKOV3人卵巢癌细胞株HIF-1α与VEGF-A基因mRNA的总体表达阳性率均为85%(34/40)。
2.从HIF-1α与VEGF-A基因mRNA表达强度的柱状图可以看出HIF-1α与VEGF-A基因表达的变化趋势大致相同;Spearman等级相关法对二者相关性的分析结果同样表明:HIF-1α与VEGF-A基因密切相关(Rs=0.9227,P<0.01)。
3.若不考虑中浓度与高浓度药物的作用,分析结果显示:乏氧环境下卵巢癌细胞中HIF-1α及VEGF-A基因的表达显著提高(P=0.0059,0.0137)。
4.应用两因素方差分析分别对紫素浓度对HIF-1α及VEGF-AmRNA表达的影响情况进行分析,同时采用SNK法及TukeyHSD法进一步对其进行两两比较。结果显示:尚不能认为不同浓度的紫素可影响HIF-1α及VEGF-AmRNA的表达(F=1.460,P=0.248,P多重比较=0.273;F=1.239,P=0.315;P多重比较=0.253)。
5.应用与4相同的方法对紫素不同的作用时间对HIF-1α及VEGF-AmRNA表达的影响情况进行分析,结果显示:尚不能认为24小时内紫素对HIF-1α及VEGF-AmRNA的表达有影响(F=0.894,P=0.480,P多重比较=0.481;F=1.627,P=0.195,P多重比较=0.174)。
6.从细胞的形态学变化中可以看出不同浓度的紫素在短时间内对SKOV3人卵巢癌细胞株的生长增殖即有不同程度的影响。
结论:
1.在实体肿瘤组织中,肿瘤细胞普遍存在缺氧,而HIF-1α则介导组织细胞产生一系列的缺氧适应性反应。
2.VEGF-A是HIF-1α的靶基因,HIF-1α在基因水平上直接调控VEGF-A的表达,从而促进肿瘤组织中新生血管的形成以及肿瘤细胞的增殖和转移。
3.HIF-1α的表达及活性受O2浓度的调节。
4.HIF-1α及VEGF作为肿瘤治疗的一个新的靶向目标,深入研究其抑制剂在肿瘤治疗中有着广阔的应用前景。