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研究背景:宫颈癌(cervical cancer)是全球妇女中发病率仅次于乳腺癌的第二大常见恶性肿瘤,近年来其发病率在逐年上升且发病呈年轻化趋势[1]。2008年WTO报道子宫颈癌大约每年有53万的新增病例。早期子宫颈癌的首选方法目前主要是以手术为主,但是对于晚期、复发及转移的患者,手术治疗效果较差。所以化疗越来越受到重视,在放疗增敏及对晚期和复发的宫颈癌治疗方面,化疗也已作为常规的辅助治疗,并取得了一定的疗效。同时,晚期宫颈癌患者因对化疗的耐药,以及体质较差等原因,疗效亦不十分理想,这在一定程度上限制了化疗药物的应用。因此,寻找可以减少化疗药物的应用剂量,同时提高化疗药物效果的新型化疗增敏剂,对临床具有重要意义。Piwil2是AGO/PIWI家族中一员,主要表达于胚胎干细胞(embryonic stem cells,ESC)和生殖干细胞(germ stem cell,GSC),在不同机体的配子发育中显示了很重要的作用。出生后正常个体,Piwil2仅表达于睾丸生精细胞,而其他组织均未见表达。近年来,研究者们在不同的肿瘤组织和肿瘤细胞系中检测到了piwil2的表达。其可以选择性的被基因内的启动子激活,从而导致大量有致瘤作用的变异体蛋白激活。甚至,我们还发现了piwil2的表达和肿瘤干细胞的发展息息相关。然而,piwil2介导的细胞的转换和肿瘤形成的机制尚还不明确。AGO/PIWI家族蛋白包含PIWI和PAZ有不同生物功能的两个区域,虽然对于PAZ区域和siRNA的联系还不明确,但piwil2在不同机体的配子发育中显示了很重要的作用[2]。顺铂作为常用的治疗宫颈癌的有效化疗药物之一,且在用于宫颈癌放疗增敏剂晚期复发癌的综合治疗中也表现出较好的疗效。但越来越多的病人对顺铂产生的耐药性及用药剂量所导致的毒副反应,使得以能增加顺铂敏感性的方案成为目前肿瘤防治领域的研究热点和难题。组蛋白去乙酰化酶抑制剂(histone deacetylase inhibitors, HDACis)作为近年来发现的一类新型靶向抗肿瘤药物,其抗肿瘤机制就表现在重新平衡癌细胞中紊乱的组蛋白乙酰化状态,抑制致癌基因表达、促进抑癌基因表达,阻滞肿瘤细胞生长、诱导肿瘤细胞凋亡和促进分化。目前,HDACI的研究热点集中在对HDACIs与多种药物联合用药(包括传统的细胞毒药物紫杉醇、顺铂、卡铂、多西他赛等)以及与生物制剂阿司匹林的疗效研究,目的是寻找能够充分利用HDACI的不同于传统化疗药物的抗癌机制,从而使其成为很好的协同抗肿瘤药物辅助剂[3]。因此HDACs被认为是治疗子宫颈癌的一个靶点。目的:观察沉默piwil2表达能增强子宫颈癌细胞对顺铂的敏感性以及其机制研究。方法:1.体外实验:(1)采用shGFP-PIWIL2质粒转染宫颈癌细胞株Hela、Siha及C33A,沉默Piwil2表达(2)筛选稳定细胞株,采用荧光定量PCR和Western-blot方法进一步验证稳转效果。(3)集落形成实验:结晶紫染色检测转染前后细胞克隆形成能力。(4)采用CellTiter96AQueous细胞增殖实验检测不同浓度DDP对C33A及SiHa细胞转染前后的生长抑制作用。(5)采用流式细胞术(FCM)检测细胞凋亡变化;(6)采用Western-blot方法检测p-STAT3、P53、P21、caspase-3、BCL-2的表达差异。(7)以3mmol/LVPA处理组作为对照,利用CellTiter96Aqueous检测细胞生长抑制率,采用Western-blot方法检测细胞组蛋白H3乙酰化水平,分析Piwil2调控基因表达的机制。2.体内实验:(1)将裸鼠随机分为四组:转染空质粒组(vector组);转染shRNA(sh-piwil2组);转染空质粒+DDP组(vector+DDP组);转染shRNA+DDP组(sh-piwil2+DDP组),每组6只小鼠。分别取Siha及稳转细胞株,5×106细胞种植于CD1nu/nu裸鼠腋下皮下,待形成可触及的肿瘤后,DDP治疗组腹腔注射给予DDP2mg/kg/d,非治疗组给予生理盐水,治疗时间为4周。(2)每4天用游标卡尺测量肿瘤大小,按照公式:肿瘤体积=(长×宽2)/2计算肿瘤体积并绘制肿瘤生长曲线。结果:1.体外实验:(1)荧光定量PCR和Western-blot结果显示,转染shPiwil2质粒后,Hela、Siha及C33A细胞piwil2的表达显著下调,与转染前比较差异均有统计学意义(P<0.05)。(2)细胞集落结果显示C33A及Siha细胞转染shPiwil2质粒后集落形成能力显著下降,差异有统计学意义(P<0.05)。(3) CellTiter96AQueous细胞增殖实验结果显示,C33A及Siha细胞转染shPiwil2质粒后,可显著增强其对DDP的敏感性,转染组细胞生长抑制率明显增加,差异有统计学意义(P<0.05)。(4)流式细胞术(FCM)检测细胞凋亡结果显示,转染shPiwil2质粒与转染空质粒比较,沉默Piwil2表达可显著增加Siha细胞的凋亡率,两组比较差异有统计学意义(P<0.05)。两种细胞经顺铂处理后,前者的细胞凋亡率也显著高于后者,差异有统计学意义(P<0.05)。(5) Western-blot方法检测结果显示,沉默Piwil2表达后p-STAT3蛋白的水平降低,P21、P53、caspase-3蛋白的表达上调,差异有统计学意义(P<0.05)。(6)以VPA处理组为对照,沉默Piwil2表达也可显著提高组蛋白H3的乙酰化水平,与对照组比较差异有统计学意义(P<0.05)。CellTiter96AQueous实验结果显示,沉默Piwil2表达与VPA处理一样,均可增加C33A和Siha细胞对DDP的敏感性,细胞增殖抑制率显著高于未处理组,差异有统计学意义(P<0.05)。2.体内实验:转染sh Piwil2质粒与转染空质粒的比较,细胞裸鼠成瘤体积减小,两组比较差异有统计学意义(P<0.05);在DDP处理组,沉默Piwil2表达可显著提高DDP的抑瘤效果,肿瘤体积显著小于vector-DDP组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论:沉默Piwil2表达能够降低p-STAT3水平,上调P21、P53、caspase-3的表达,从而增强子宫颈癌细胞对DDP杀伤的敏感性,提高组蛋白H3乙酰化水平是其调控相关基因表达的途径之一。