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背景: 肝细胞肝癌(Hepatocellular carcinoma,HCC)是一种常见的恶性肿瘤,目前在全球癌症死亡原因中居第二位,严重危害人民健康。HCC通常发生于慢性肝炎的基础上,流行病学研究表明,乙肝病毒(HBV)或丙肝病毒(HCV)的慢性感染、酗酒、胰岛素抵抗和遗传性代谢病等是 HCC的主要危险因素。临床资料表明,肝硬化患者进行门腔分流术后,与保守治疗相比肝癌发生率增高。而 TIPS术后部分未经肝脏解毒的血液直接进入体循环,可致血氨增高。由此我们推测高氨可能是HCC的发生或促进因素。 缺氧诱导因子-1α(hypoxia-inducible factor-1α,HIF-1α)是 HIF-1的一个亚基,决定HIF-1的活性。HIF-1是Semenza于1992年发现的,普遍表达于肿瘤组织,在肿瘤的发展进程中发挥作用。大多数正常细胞的能量来源为线粒体氧化磷酸化,而肿瘤细胞即使在氧充足的情况下,能量来源也更多地依赖于糖酵解,这种现象称为 Warburg效应。HIF-1α在此促进肿瘤生长的代谢改变中发挥着重要作用。有研究表明在肝癌中,HIF-1α可以上调VEGF、cyclinD1、TGF-β、IGF-2等生长因子,促进肝癌细胞的增殖分化,完成细胞周期进程。 HIF-1α一个重要的下游基因是血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF),VEGF及其受体直接或间接地促进肿瘤血管生成,在多种肿瘤细胞中高表达。VEGF特异性结合在内皮细胞上的血管内皮生长因子受体(vascular endothelial growth factor receptor,VEGFR)上,进而启动PI3K/AKT、PLC-IP3/DAG-PKC、Shc/RAS/MAPK及FAK/paxillin等多条信号传导通路,诱导细胞的分裂、增殖和迁移,改变细胞相关基因的表达来降解基质,达到促进肿瘤新生血管形成的结果[8]。VEGF是目前已知的唯一只起促进新生血管生成的细胞因子。HIF-1α基因是肿瘤代谢转变的重要基因,由此我们推测高氨可能诱导HIF-1α及其下游基因VEGF高表达,促进肝癌的发生。 因此本实验模拟人体肝硬化患者体内高氨环境,用不同浓度 NH4Cl处理Changliver原代肝细胞并进行反复传代,观察 HIF-1α及其下游基因 VEGF的表达。 目的: 探索不同浓度NH4Cl(0、1.25mmol/L、2.5mmol/L、5mmol/L)处理对人正常肝细胞Changliver细胞缺氧诱导因子HIF-1α及其下游VEGF基因mRNA和蛋白表达的影响。 方法: 人正常肝脏细胞(human beings liver cell strain;Changliver)以37℃5%CO2培养于含10%胎牛血清的RPMI-1640培养基中,对照组正常培养,实验组分别以含1.25、2.5和5mmol/L NH4Cl的培养基培养,正常传代;分别在传至5、10、15代时,收集对数生长期的细胞各1×107,铺板,提取细胞总 RNA和总蛋白,RNA用nanodrpo超微量分光光度计测量浓度和纯度,琼脂糖凝胶电泳检测RNA完整性,蛋白用bradford法定量。制备细胞爬片:细胞在铺有灭菌玻璃片的六孔板长满后,用4%多聚甲醛固定。实时荧光定量 PCR(RT-PCR)检测三组样本HIF-1α及VEGF mRNA表达,免疫组化DAB染色法检测三组样本HIF-1α及VEGF蛋白表达,蛋白免疫印迹实验(Western blot)检测三组样本 HIF-1α及 VEGF蛋白表达。应用SPSS17.0统计软件对数据进行统计学分析,计量资料以均数±标准差(x±s)表示,采用t检验,以α=0.05为检验水准。 结果 1、HIF-1α实时荧光定量 PCR检测结果:相同传代数的细胞,实验组和对照组相比,实验组 HIF-1α mRNA表达量均明显高于对照组(5代、10代和15代组内比较 F值分别为:90976.659,1300.218,1896.800,P<0.05),5mmol/L氯化铵处理后 mRNA表达量略低于1.25mmol/L和2.5mmol/L组,但较对照组高。5、10、15代时的细胞HIF-1αmRNA表达量实验组均高于对照组。 2、HIF-1α免疫组化DAB染色法检测结果:相同传代数的细胞,实验组和对照组相比,实验组 HIF-1α蛋白表达量均明显高于对照组(5代、10代和15代组内比较 F值分别为:376.709,1615.358,1350.120,P<0.05),1.25mmol/L和2.5mmol/L组氯化铵处理后蛋白表达量略低于5mmol/L组,但较对照组高。5、10、15代时的细胞HIF-1α蛋白表达量实验组均高于对照组。 3、HIF-1α蛋白免疫印迹实验检测结果:相同传代数的细胞,实验组和对照组相比,实验组 HIF-1α蛋白表达量均明显高于对照组(5代、10代和15代组内比较F值分别为:228.499,6051.974,183.219,P<0.05)。5、10、15代时的细胞HIF-1α蛋白表达量实验组均高于对照组。 4、VEGF实时荧光定量 PCR检测结果:相同传代数的细胞,实验组和对照组相比,实验组 VEGF mRNA表达量均明显高于对照组(5代、10代和15代组内比较 F值分别为:3554.143,2381.321,2591.954,P<0.05),5mmol/L氯化铵处理后 mRNA表达量略低于1.25mmol/L和2.5mmol/L组,但较对照组高。5、10、15代时的细胞VEGF mRNA表达量实验组均高于对照组。 5、VEGF免疫组化 DAB染色法检测结果:相同传代数的细胞,实验组和对照组相比,实验组VEGF蛋白表达量均明显高于对照组(5代、10代和15代组内比较F值分别为:904.789,5105.186,8644.498,P<0.05),1.25mmol/L和2.5mmol/L组氯化铵处理后蛋白表达量略低于5mmol/L组。5、10、15代时的细胞VEGF蛋白表达量实验组均高于对照组。 6、VEGF蛋白免疫印迹实验检测结果:相同传代数的细胞,实验组和对照组相比,实验组VEGF蛋白表达量均明显高于对照组(5代、10代和15代组内比较 F值分别为:5549.429,40187.665,120982.183,P<0.05)。5、10、15代时的细胞VEGF蛋白表达量实验组均高于对照组。 结论: NH4Cl促进了Changliver细胞HIF-1α及其下游基因VEGF的表达,改变肝细胞生长过程中的微环境,促进细胞增殖,可能参与肝细胞的癌变过程。