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目的:大量研究已证实血管生成素-1(Angiopoietin-1,Ang—1)在抑制内皮细胞凋亡、减少血管的萎缩和退化及稳定血管等方面发挥重要作用。同时低氧是实体肿瘤发生发展过程中的一个重要特征,在一定的低氧条件下,可激活多种基因转录、促进血管生成和增强肿瘤侵袭能力。目前对于低氧环境下肿瘤血管生成及凋亡机制的研究成为热点。本实验以腺病毒为载体,将Ang-1转染至人胃癌细胞株BGC-823中后,用低氧诱导因子氯化钴诱导产生低氧环境,通过检测转染Ang-1的人胃癌BGC-823细胞在低氧环境下凋亡因子(Bcl-2、Bax)的表达,从分子水平上初步探讨低氧对转染Ang-1的胃癌细胞的Bcl—2、Bax表达的影响,有助于为肿瘤治疗策略的选择提供新的参考依据。
方法:利用腺病毒作为载体,将已构建成功的Ang-1基因的重组腺病毒(Ad—Ang-1)瞬时转染人胃癌细胞株BGC-823中。实验分为四组:对照组(未转染Ang-1及未低氧干预的胃癌细胞)、转染组(转染Ang—1的胃癌细胞)、低氧组(低氧干预的胃癌细胞)和低氧转染组(转染Ang-1并低氧干预的胃癌细胞)。通过MTT法检测各实验分组细胞增值的情况,并行流式细胞术检测各实验组细胞的凋亡率,同时采用半定量RT—PCR和Western-blot方法对各组HIF—1a、Bcl-2和Bax mRNA和蛋白表达水平进行分析。
结果:1)MTT法检测结果显示:与对照组相比,低氧组、转染组和低氧转染组细胞增值明显,以低氧转染组为著(P<0.05)；低氧转染组分别较低氧组和转染组细胞增值明显(P<0.05)；低氧组和转染组间细胞增殖无显著差异(P>0.05)。2)流式细胞术检测显示:与对照组相比,低氧组、转染组和低氧转染组细胞凋亡率明显下降,以低氧转染组为著(P<0.05),低氧转染组较低氧组和转染组细胞凋亡率明显下降(P<0.05),低氧组和转染组间细胞凋亡率无显著差异(P>0.05)。3)半定量RT—PCR和Western-blot结果显示:与对照组相比,低氧组、转染组和低氧转染组Bcl-2和HIF-1a mRNA和蛋白表达明显增高(P<0.05),Bax mRNA和蛋白表达明显减低(P<0.05),以低氧转染组为著(P<0.05)；低氧转染组较低氧组和转染组细胞Bcl-2和HIF-1a mRNA和蛋白表达明显增高(P<0.05),Bax mRNA表达明显减低(P<0.05)；低氧组和转染组间Bcl-2、Bax mRNA和蛋白表达无显著差异(P>0.05),而低氧组HIF-1a mRNA、蛋白表达较转染组明显增高(P<0.05)。
结论:低氧干预后能促进人胃癌细胞的增值及抑制胃癌细胞的凋亡,而低氧干预Ad—Ang-1转染胃癌细胞后其细胞增值能力明显提高,细胞凋亡能力明显下降。低氧干预后HIF-1a mRNA和蛋白表达增高,而低氧干预Ad—Ang-1转染胃癌细胞后HIF-1a mRNA和蛋白表达明显增高。在低氧干预后的人胃癌细胞无论在转录还是在翻译水平上,均能上调Bcl-2的表达,下调Bax的表达,而低氧干预Ad-Ang-1转染胃癌细胞后更能上调Bcl—2的表达,下调Bax的表达,Bcl-2／Bax比值的增大,此途径可能是抑制细胞凋亡的机制之一。