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背景: 在原发性肝癌中,肝细胞癌是主要的组织学亚型,占世界范围内总肝癌的70-85%,是发病率排第六位,致死率排第三位的癌症。在过去30年,对肝细胞癌的治疗尽管有明显改善,仍缺乏有效的预防措施,只有序贯疗法被临床认可用于早期肝细胞癌病人;然而,这种疗法的预后不佳,这主要归因于肝内转移极易复发。肝细胞癌治疗仍是一个医学难题,尤其是对于没有显著血管入侵,局部淋巴结或远端转移的早期肝细胞癌病人。 许多研究表明肝脏是脂类、脂蛋白类和载脂蛋白类代谢的关键器官,并且人类很多载脂蛋白是由肝脏产生。有研究表明,肝细胞癌病人血浆脂质成分异常。在肝细胞损伤和肝细胞癌迁移、侵袭、增殖等过程中,血浆脂质和脂蛋白发生改变。在慢性肝脏疾病和肝细胞癌中,血清脂类、脂蛋白类和/或载脂蛋白类水平可反映出肝细胞损伤程度。ApoM是近期发现的一种载脂蛋白,它主要与人类血浆中高密度脂蛋白相关联,也有少量出现在甘油三酯和低密度脂蛋白中。apoM主要表达在肝细胞和肾小管细胞中,也有一定程度表达于胎儿肝脏和肾脏。Jiang等人发现apoM在肝细胞癌病人血浆表达水平较正常受试者显著升高,但在肝细胞癌组织中的apoM的mRNA和蛋白质显著低于它们的癌旁组织。尽管进行了大量研究,apoM和肝细胞癌进展关系仍未阐明;肝细胞癌的潜在发病机制是否与apoM直接相关仍不清楚。在本研究中,我们发现apoM有显著的抗癌特性,可能通过抑制肝癌细胞的侵袭、迁移、增殖,并且可以通过抑制Bcl2A1表达从而促进肝癌细胞凋亡。此外,hsa-miR-573下调apoM表达,诱导Bcl2A1表达,减少癌细胞凋亡,促进裸鼠体内移植肿瘤的生长。 目的: 1、观察apoM是否可以影响HepG2细胞迁移、侵袭、增殖及细胞凋亡。2、观察Hsa-miR-573是否可以影响apoM表达。3、观察Hsa-miR-573是否可以影响HepG2细胞侵袭、迁移、增殖及细胞凋亡。4、观察Hsa-miR-573通过apoM是否可以影响HepG2细胞凋亡及相关机制研究。5、观察Hsa-miR-573和apoM是否可以影响其它肝癌细胞迁移、侵袭、增殖及细胞凋亡。6、通过裸鼠成瘤实验,观察hsa-miR-573和apoM是否可以影响肿瘤生长。7、在肝细胞癌病人中,血清apoM表达与其它诊断肝癌生化指标是否相关。 方法: 1、观察apoM对HepG2细胞迁移、侵袭、增殖及细胞凋亡的影响。 1.1人类HepG2细胞从American Type Culture Collection(ATCC,ManaSsas,VA,USA)获得,用达尔伯克改良伊格尔培养基(DMEM)培养,DMEM培养基包含10%胎牛血清、链霉素(100μg/mL)及青霉素(100 U/m1)。为了长期培养,每月对所有细胞株测试是否感染支原体。全部细胞在37℃,5%二氧化碳环境下孵育。细胞被种植于6孔板或12孔板或60毫米平皿,并且生长到铺满平皿达80-90%时待用。 1.2人类HepG2细胞在含25 cm2腔室细颈瓶中在标准培养条件(5% CO2,37℃)培养,其中含有DMEM培养基,伴有10%胎牛血清。慢病毒空载体标记绿色荧光蛋白(GFP; LV-Mock)和过表达人类apoM慢病毒载体(LV-apoM)标记GFP。在8 mg/mL聚凝胺条件下,细胞被慢病毒载体转染。孵育24小时后用新鲜的通用培养基清洗细胞。转导96小时后计数GFP阳性细胞。 2、观察Hsa-miR-573对apoM表达的影响。 根据试剂说明书用TRIzol试剂(Invitrogen,Carlsbad,CA,USA)提取肝脏组织或培养细胞总RNA。根据试剂说明书用miRVana PARIS试剂盒(Ambion,Austin,TX,USA)从200μL血清中分离总RNA。启用靶点预测算法如miRBase、PicTar、TargetScan和RNAhybrid,推测出apoM调节器有hsa-miR-145-5p、hsa-miR-145-3p、 hsa-miR-221-5p、hsa-miR-221-3p,、 hsa-miR-222-5p、hsa-miR-222-3p、hsa-miR-766-5p、hsa-miR-766-3p和hsa-miR-573。根据说明书在20微升反应孔用All-in-OneTM miRNA qPCR试剂盒检测推测出的九种小RNA(miRNAs)调节器。采用实时PCR ABI7500 Fast系统(Applied Biosystems,Foster City,CA,USA)进行实时PCR。以U6 RNA作为内参。为了分析血清hsa-miR-573,合成的spiked-in Caenorhabditis elegans miR-39提取之前加入血清标本作为内参RNA。采用ABI7500快速实时PCR系统SYBR Green检测试剂(TaKaRa Bio,Inc.,Shiga,Japan)通过实时定量PCR测定信使RNA水平。以甘油醛-3-磷酸脱氢酶作为内参。采用AACt方法定量测量。所有标本测量三次,并且取平均值进行比较分析。 结果: 1.观察apoM对HepG2细胞迁移、侵袭、增殖及细胞凋亡的研究。 Jiang等人证明肝细胞癌组织中apoM mRNA和蛋白质水平显著低于癌旁组织。由于apoM涉及肝细胞癌发病机制,因此首先验证了apoM对HepG2细胞迁移和侵袭能力的影响。用慢病毒空载体(LV-Mock)或过表达人类apoM慢病毒载体(LV-apoM)转染HepG2细胞。通过蛋白印迹分析法评价HepG2细胞中apoM蛋白表达。与慢病毒空载体处理细胞组相比,过表达apoM的细胞apoM表达水平显著地升高。用transwell实验研究apoM对HepG2细胞迁移和侵袭的影响。与转染慢病毒空载体的HepG2细胞相比,感染过表达apoM慢病毒载体的HepG2细胞迁移和侵袭能力的显著减低。然后,观察采用CCK-8实验检测apoM的表达是否影响HepG2细胞的生存和增殖。结果表明,过表达人类apoM慢病毒载体处理,减低存活的HepG2细胞的比例。通过流式细胞术,研究apoM对细胞周期的影响。如图1D所示,与对照组相比,感染apoM后,在G1期细胞百分数有所增多,在S期细胞百分数有所减少,在G2期细胞和M期细胞百分数没有改变。通过流式细胞术,用联合标记钙磷脂结合蛋白V(AV)和碘化丙啶的方法,评价HepG2细胞感染慢病毒空载体和过表达人类apoM慢病毒载体后细胞凋亡情况。如图1E所示,与慢病毒空载体转染的HepG2细胞相比,转染过表达apoM慢病毒载体显著增加细胞凋亡百分数(86.48±2.33 vs.3.31±0.56,p=0.000)。综上,这些数据表明apoM在肝细胞癌中的重要的病理学作用。 2.观察Hsa-miR-573对apoM表达影响的研究。 既然研究表明,与癌旁组织相比,肝细胞癌组织的apoM mRNA和蛋白质水平显著更低;miRNAs通过与靶向mRNAs的3端非翻译区域相互作用,抑制基因表达。因此推测miRNAs可能参与apoM表达的调节。首先,用4个预测程序miRBase,PicTar,TargetScan和RNAhybrid去筛选靶向apoM的miRNAs。分析预测9个潜在的apoM-靶向的miRNAs,分别是:hsa-miR-145-5p,hsa-miR-145-3p、hsa-miR-221-5p、hsa-miR-221-3p、hsa-miR-222-5p、hsa-miR-222-3p、、hsa-miR-766-5p、 hsa-miR-766-3p和hsa-miR-573。随后用HepG2细胞,研究九个假定的miRNAs模拟物对apoM表达的影响。hsa-miR-145-5p、 hsa-miR-145-3p、hsa-miR-222-5p、hsa-miR-222-3p、 hsa-miR-766-5p、hsa-miR-766-3p和hsa-miR-573的模拟物下调apoM mRNA的表达。另外,hsa-miR-145-3p、hsa-miR-766-5p、hsa-miR-766-3p和hsa-miR-573的模拟物下调apoM蛋白表达。因此,hsa-miR-573模拟物显著下调apoM mRNA和蛋白质水平,且最低限度的自由能为-20.7 kcal/mol。采用荧光素酶实验研究,hsa-miR-573是否能直接调节apoM表达。在共转染hsa-miR-573和pMIR-apoM-野生型之后,荧光素酶活性显著地降低。如果把野生型换成突变型,这一效果完全消失。这些结果表明,hsa-miR-573通过直接靶向作用结合apoM的3’-UTR,抑制apoM的表达。 结论: 1、ApoM抑制HepG2细胞迁移、侵袭和增殖,同时促进细胞凋亡。2、通过靶向作用apoM的3’-UTR,Hsa-miR-573下调apoM的表达。3、Hsa-miR-573促进HepG2细胞侵袭、迁移和增殖,同时抑制凋亡。4、通过调节Bcl2A1表达,apoM促进HepG2细胞凋亡,hsa-miR-573抑制HepG2细胞凋亡。5、在其它的肝癌细胞系,ApoM抑制细胞侵袭、迁移和增殖,同时促进细胞凋亡。6、在裸鼠成瘤实验中,ApoM抑制肿瘤生长,反之hsa-miR-573促进肿瘤生长。7、在肝细胞癌病人中,血清apoM浓度升高,并且显示和AFP浓度呈正相关。