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目的研究低氧对人肝癌HepG2细胞铁调节蛋白1(Iron Regulatory Proteins 1, IRP1)基因表达的影响,探讨低氧对IRP1的调控机制。方法物理(1% O2)或化学缺氧(400 MCoCl2)方式处理HepG2细胞6 h,通过RT-PCR分析IRP1 mRNA的转录水平;QRT-PCR检测缺氧不同时间对IRP1 mRNA转录水平的影响;Western blot检测物理或化学缺氧6 h后低氧诱导因子-1α(Hypoxia Inducible Factor-1α, HIF-1α)和IRP1的蛋白表达,应用MatInspector软件在线分析预测IRP1基因5’-调控区可能存在的HIF-1结合位点,即低氧反应元件(Hypoxia Responsive Element, HRE);利用凝胶迁移试验(Electrophoretic Mobility Shift Assay, EMSA)及超迁移试验(Supershift)分析疑似HRE和HIF-1的结合活性;构建含疑似HRE片段的萤光素酶报告基因表达体系,瞬时转染HepG2细胞,物理或化学缺氧处理后,测量萤光值;利用定点突变技术,将HRE核心序列(RCGTG)突变成RAATG,将突变质粒转染HepG2细胞,缺氧处理后测量萤光值;共转染HIF-1α的表达质粒,和上述含疑似HRE或突变序列的质粒,常氧条件培养后,测量萤光值。结果IRP1 mRNA的转录水平在短时程物理缺氧及化学缺氧处理后明显降低;QRT-PCR结果显示短时程物理缺氧时IRP1 mRNA转录水平呈下降趋势,最低点在6 h左右;随着缺氧时间的延长,IRP1 mRNA转录水平则开始升高;缺氧处理6 h后,HepG2细胞内的HIF-1蛋白含量大幅上升,而IRP1的表达量则显著下降;MatInspector软件分析发现,在IRP1基因的5’-调控区存在4个疑似HRE特征序列,分别位于基因的-21756-21740、-21251-21235、-20754-20738及-20753-20737位点(以翻译起始位点为+1)。经EMSA及Supershift试验分析,最终确定IRP1基因5’-调控区-21756-21740的序列(HRE1)在体外与HIF-1有特异性结合;转染了含有HRE1序列报告基因质粒的HepG2细胞,在缺氧条件下萤光值比常氧下显著降低,而不含HRE1片段的质粒或HRE1突变质粒转染后,细胞缺氧处理后的萤光值较之常氧情况,均没有明显变化;共转染HIF-1α表达质粒后,发现转染了含HRE1片段质粒的细胞在正常培养后,其萤光值远小于转染空载质粒细胞,差异有统计学意义。结论缺氧在一定时间内(6小时以内)能抑制IRP1 mRNA的转录,其调控机制是通过HIF-1与IRP1基因5’-调控区的-21756-21740位置上的HRE的结合来抑制IRP1 mRNA的转录并最终影响其蛋白表达。