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目的: 研究干扰素(Interferon,IFN)对肝细胞内细胞自噬相关基因(Autophagy associated genes,ATGs)表达的影响,初步探讨干扰素通过阻断细胞自噬途径而抑制丙型肝炎病毒(Hepatitis CVirus,HCV)复制的作用及机制。 方法: 本研究采用体外研究的方法,利用肝细胞系Huh7细胞,在HCVJFH-1感染或不感染的细胞中,分别加入不同类型(Ⅰ型,Ⅱ型,Ⅲ型)的干扰素(IFN-α2A,IFN-γ,IFN-λ1),检测HCVRNA表达水平的变化,观察IFN对HCV复制的影响;利用实时荧光定量PCR法检测细胞自噬相关基因LC3的mRNA表达水平,同时利用免疫印迹法(Western Blot,WB)检测细胞自噬标记蛋白LC3BⅡ表达以及LC3BⅠ与LC3BⅡ总蛋白相对表达量的变化,观察IFN对细胞自噬的作用;利用实时荧光定量PCR法筛查细胞自噬相关的关键基因Beclin、ATG3、ATG5、ATG7、Bcl-xl、Bad、Bax、GABARAP的表达变化,同时利用免疫印迹法在蛋白表达水平验证RT-PCR筛查出来受IFN处理表达发生较大变化的自噬相关基因,从而确定肝细胞中受不同类型IFN调控的自噬相关基因;最后将筛查出来的自噬相关基因克隆至表达质粒,采用过表达技术研究IFN是否通过调节该基因的表达,达到抑制细胞自噬,从而抑制HCV复制的作用。 结果: 1.不同类型的干扰素(IFN-α2A,IFN-γ,IFN-λ1)均能抑制HCV在Huh7细胞中的复制。HCV RNA水平在Control组、IFN-α2A处理组、IFN-γ处理组、IFN-λ1处理组中分别为1.047±0.050、0.473±0.166、0.360±0.298、0.453±0.163。统计学分析显示IFN-α2A、IFN-γ、IFN-λ1处理组HCV相对表达量均低于Control组,组间差异均有统计学意义(均P<0.05)。 2.不同类型的干扰素(IFN-α2A,IFN-γ,IFN-λ1)均能抑制细胞自噬。 (1)干扰素处理不影响细胞自噬标记基因LC3mRNA水平的表达。在未感染Huh7细胞中,LC3mRNA相对表达量在Control组、IFN-α2A处理组、IFN-γ处理组、IFN-λ1处理组中分别为0.993±0.031、1.107±0.097、0.973±0.139、1.043±0.040。统计学分析显示IFN-α2A、IFN-γ、IFN-λ1处理组LC3mRNA相对表达量均与Control组类似,组间差异没有统计学意义(均P>0.05)。在感染HCV JFH-1Huh7细胞中,LC3mRNA相对表达量在Control组、IFN-α2A处理组、IFN-γ处理组、IFN-λ1处理组中分别为1.010±0.026、1.103±0.242、1.013±0.127、1.063±0.032。统计学分析显示IFN-α2A、IFN-γ、IFN-λ1处理组LC3mRNA相对表达量均与Control组类似,组间差异没有统计学意义(均P>0.05)。 (2)Western Blot确认IFN-α2A、IFN-γ、IFN-λ1对细胞自噬的抑制作用。在未感染Huh7细胞中,LC3BⅡ蛋白相对表达量在Control组、IFN-α2A处理组、IFN-γ处理组、IFN-λ1处理组中分别为1.490±0.241、0.551±0.072、0.685±0.058、0.500±0.053。统计学分析显示:IFN-α2A处理组、IFN-γ处理组和IFN-λ1处理组中LC3BⅡ蛋白相对表达量均低于Control组(均P<0.05)。LC3BⅠ与LC3BⅡ总蛋白相对表达量在Control组、IFN-α2A处理组、IFN-γ处理组、IFN-λ1处理组中分别为2.498±0.229、0.850±0.071、1.226±0.142、0.899±0.090。统计学分析显示:IFN-α2A处理组、IFN-γ处理组和IFN-λ1处理组中LC3BⅠ与LC3BⅡ总蛋白相对表达量均低于Control组(均P<0.05)。在感染HCV JFH-1Huh7细胞中,LC3BⅡ蛋白相对表达量在Control组、IFN-α2A处理组、IFN-γ处理组、IFN-λ1处理组中分别为1.196±0.175、0.351±0.073、0.579±0.092、0.435±0.145。统计学分析显示:IFN-α2A处理组、IFN-γ处理组和IFN-λ1处理组中LC3BⅡ蛋白相对表达量均低于Control组(均P<0.05)。LC3BⅠ与LC3BⅡ总蛋白相对表达量在Control组、IFN-α2A处理组、IFN-γ处理组、IFN-λ1处理组中分别为1.303±0.095、0.419±0.026、0.710±0.035、0.520±0.022。统计学分析显示:IFN-γ处理组、IFN-α2A处理组和IFN-λ1处理组中LC3BⅠ与LC3BⅡ总蛋白相对表达量均低于Control组(均P<0.05)。 3.不同类型的干扰素(IFN-α2A,IFN-γ,IFN-λ1)对细胞自噬相关基因表达的影响。 (1)IFN-α2A能够下调未感染Huh7细胞中ATG3、ATG5、GABARAP的基因表达水平(均P<0.05);对感染了HCV JFH-1Huh7细胞中Beclin、ATG3、ATG5、GABARAP的基因表达水平起到抑制作用(均P<0.05),同时上调ATG7基因表达水平(P<0.05)。 (2)IFN-γ能够下调未感染Huh7细胞中ATG3、ATG5、GABARAP的基因表达水平(均P<0.05),同时上调Bad基因表达水平(P<0.05);对感染了HCV JFH-1Huh7细胞中ATG3、ATG5、Bcl-xl、Bax、GABARAP的基因表达水平起到抑制作用(均P<0.05)。 (3)IFN-λ1能够下调未感染Huh7细胞中ATG3、ATG5、Bax、GABARAP的基因表达水平(均P<0.05);对感染了HCV JFH-1Huh7细胞中ATG3、ATG5、Bax、GABARAP的基因表达水平起到抑制作用(均P<0.05),同时上调Bcl-xl基因表达水平(P<0.05)。 (4)Western Blot进一步确认了IFN-α2A、IFN-γ、IFN-λ1对自噬基因表达的影响。在感染及未感染HCV JFH-1Huh7细胞中,IFN-α2A处理组、IFN-γ处理组和IFN-λ1处理组中自噬基因ATG3、ATG5、GABARAP蛋白相对表达量均低于Control组(均P<0.05)。 4.在自噬相关基因ATG3过表达条件下,IFN-α2A、IFN-λ1对HCV复制水平的抑制效果减弱。HCV core蛋白相对表达量在Control组、IFN-α2A/ATG3处理组、IFN-α2A处理组中分别为1.169、0.787、0.421。数据显示:IFN-α2A/ATG3处理组和IFN-α2A处理组中HCV core蛋白相对表达量均低于Control组,且IFN-α2A处理组中HCV core蛋白相对表达量低于IFN-α2A/ATG3处理组。 HCV core蛋白相对表达量在Control组、IFN-λ1/ATG3处理组、IFN-λ1处理组中分别为0.538、0.321、0.230。数据显示:IFN-λ1/ATG3处理组和IFN-λ1处理组中HCV core蛋白相对表达量均低于Control组,且IFN-λ1处理组中HCV core蛋白相对表达量低于IFN-λ1/ATG3处理组。 结论: 不同类型干扰素均可以抑制HCV复制和Huh7细胞的细胞自噬;在感染及未感染HCV JFH-1Huh7细胞中,不同干扰素对肝细胞内自噬相关基因表达的作用不同,但IFN-α2A、IFN-γ、IFN-λ1均可以抑制自噬相关基因ATG3、ATG5、GABARAP的mRNA及蛋白水平的表达,同时,这三种干扰素均可抑制自噬标记基因LC3B蛋白的转换,但不影响LC3mRNA水平的表达;在自噬相关基因ATG3过表达条件下,IFN-α2A、IFN-λ1对HCV复制水平的抑制效果减弱。研究结果表明干扰素可以抑制肝细胞内自噬相关基因的表达,抑制细胞自噬进而抑制HCV复制,这可能是干扰素抗HCV的作用机制之一。