低氧对肝肾组织内红细胞生成素基因表达的影响

目的:观察急性低氧和间断低氧习服对大鼠肝、肾组织内红细胞生成素(EPO)及其调控蛋白低氧诱导因子-1α(HIF-1α)基因表达的影响。方法:用低压舱模拟高原低氧环境,进行3km 2周,5km 两周低氧训练,使大鼠达到低氧习服状态后,采用 Northern 斑点杂交研究间断低氧习服前后,8km 4h 低氧处理的大鼠肝、肾组织内 EPO、HIF-1α基因表达的变化。结果:与常氧对照组相比,急性低氧处理的大鼠肝、肾组织内 EPO 基因表达都明显增强(P<0.05～0.01);而间断低氧习服后,同样的低氧处理的大鼠肝、肾组织中 EPO 基因表达都明显低于急性低氧组(P<0.01),mRNA 含量与常氧对照组水平差异不显著(P>0.05)。急性低氧处理的大鼠肝组织中,HIF-1α基因表达水平明显高于常氧对照组和间断低氧习服组(P<0.01),而在不同处理的肾组织中,该基因表达水平差异不明显(P>0.05)。结论:急性低氧能够刺激肝肾组织内 EPO 基因表达,而间断低氧习服的大鼠耐低氧能力明显增强,肝、肾组织内 EPO 基因表达水平恢复到常氧对照组水平。HIF-1α在低氧影响 EPO 基因表达的过程中可能起着重要的调节作用。     

急性低氧和低氧"习服"对人肝肿瘤细胞内血管内皮细胞生长因子和低氧诱导因子基因表达和蛋白含量的影响

目的观察急性低氧和低氧"习服"时,人肝肿瘤(HepG2)细胞内血管内皮生长因子(VEGF)和低氧诱导因子-1α(HIF-1α)基因表达和蛋白含量的变化.方法细胞到达低氧"习服"状态后,用Northern杂交和Western杂交检测细胞内VEGF和HIF-1α基因表达以及蛋白含量的变化.结果急性低氧能够诱导VEGF、HIF-1基因表达和胞内蛋白含量升高;而低氧"习服"后再连续低氧48h,细胞内VEGF与HIF-1α的mRNA和蛋白含量都恢复到与对照相近的水平.结论HepG2细胞达到低氧"习服"状态后,耐低氧的能力明显增强,减轻或抑制急性低氧对VEGF基因表达的促进作用,其中HIF-1α可能起着重要的调节作用.     

低氧环境对椎间盘自发性吸收的影响及其作用机制

目的探讨低氧环境对椎间盘自发性吸收的影响及其作用机制。方法取SPF级成年日本大耳兔9只,雌雄不限,平均体质量2 kg。将兔处死后取脊柱髓核组织,经消化、分离、培养后获得传代髓核细胞,将生长良好的髓核细胞制成细胞悬液。根据不同时效的低氧环境将细胞分为5组对照组(常氧浓度下培养6 h)、低氧6 h组(2%O2浓度下培养6 h)、低氧12 h组(2%O2浓度下培养12 h)、低氧24 h组(2%O2浓度下培养24 h)和低氧48 h组(2%O2浓度下培养48 h)。采用实时聚合酶链反应法检测缺氧诱导因子(HIF)-1α、3型酸敏感离子通道(ASIC3)及水通道蛋白3(AQP3)mRNA表达水平,采用流式细胞仪检测各组髓核细胞凋亡情况。采用SPSS 24.0软件对数据进行分析。结果与对照组比较,低氧各组细胞凋亡率均明显升高,差异均有统计学意义(均P<0.01);与低氧12、24和48 h组比较,低氧6 h组细胞凋亡率最高,差异均有统计学意义(均P<0.01)。与对照组比较,低氧各组细胞HIF-1α和ASIC3 mRNA表达水平均明显上升,AQP3 mRNA表达水平均明显下降,差异均有统计学意义(均P<0.01);与低氧12、24和48 h组比较,低氧6 h组HIF-1α和ASIC3 mRNA表达水平最高,差异均有统计学意义(均P<0.01)。结论短时间低氧环境可以促进髓核细胞凋亡,从而加速椎间盘突出组织自发性吸收进程,其机制可能与HIF-1α和ASIC3的表达增加及AQP3的表达下降有关。     

缺氧诱导因子1和缺氧诱导因子2在人类着床前胚胎的表达

目的研究缺氧诱导因子1(HIF-1)和缺氧诱导因子2(HIF-2)在人类着床前胚胎各个阶段的表达,探讨这两个氧调节基因在人类早期胚胎发育过程中的作用和意义。方法收集不育症患者捐赠的胚胎,采用巢式逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)和实时荧光定量PCR分别定性和定量在5%和20%O2条件下体外培养的人胚胎的HIF-1α和HIF-2αmRNA。采用免疫荧光染色检测人胚胎的HIF-1α和HIF-2α蛋白。结果巢式RT-PCR分别检测了5%和20%O2体外培养的2、4、6、8细胞胚胎和囊胚发现,所有34个胚胎均表达HIF-1α和HIF-2αmRNA。实时荧光定量PCR5%O2培养的人囊胚HIF-1α与18SrRNA的Ct比值为(1.22±0.05);20%O2培养的人囊胚,这一比值是(1.02±0.07);两者比较差异显著(P<0.05)。人胚胎在体外常氧培养条件下的HIF-1αmRNA水平显著高于低氧培养。5%O2培养的人囊胚HIF-2α与18SrRNA的Ct的比值为(1.29±0.04);20%O2培养的人囊胚,这一比值是(1.19±0.11);两者比较无显著差异(P>0.05)。人胚胎在体外低氧培养条件下的HIF-2αmRNA水平与常氧培养无显著差异。5%和20%O2体外培养的2、4、6、8细胞,各个发育阶段人胚胎的HIF-1α和HIF-2α免疫荧光染色均阳性。结论研究结果显示人类着床前胚胎在体外常氧和低氧培养时均表达HIF-1α和HIF-2α。二者可能通过广泛的靶基因系统参与早期胚胎的生长发育和着床过程,在早期胚胎的调控可能不在转录水平,而在转录后水平。     

缺氧诱导因子1α在肝癌细胞上皮-间充质化中的作用

目的:探讨缺氧诱导因子1 α(HIF-1 α)在肝癌上皮-间充质化(EMT)中的作用.方法:采用可调控HIF-1 α表达的肝癌HepG2Tet-on-HIF-1α细胞系,首先用real-time PCR与Western blot方法检测低氧环境中HepG2Tet-on-HIF-1α细胞EMT相关分子(E-cadherin,vimentin,FSP-1)及HIF-1 α的mRNA和蛋白表达水平,然后在常氧环境下,采用强力霉素(Dox)诱导HepG2Tet-on-HIF-1α细胞HIF-1 α过表达,以及HepG2Tet-on-HIF-1α细胞经Dox处理后再转染HIF-1αsiRNA,观察上述分子的表达情况.结果:低氧处理后,HepG2Tet-on-HIF-1α细胞EMT相关分子及HIF-1 α的mRNA和蛋白表达水平较常氧状态下均明显增加(均P＜0.05);常氧环境下,Dox能诱导HepG2Tet-on-HIF-1α细胞HIF-1 α过表达,同时明显增加EMT相关分子的mRNA和蛋白表达水平(均P＜0.05),但转染HIF-1αsiRNA后,Dox的诱导作用被取消.结论:HIF-1α促进HepG2细胞EMT,并可能是肝癌基因治疗的有效靶点.     

缺氧诱导因子1α依赖性缺氧诱导人肝癌细胞多药耐药相关基因的表达及意义

目的探讨缺氧环境下人肝癌细胞中多药耐药相关基因和缺氧诱导因子1α(HIF1α)的表达和意义,从而部分阐明肝细胞癌发生多药耐药的机制,为逆转肝癌耐药提供新的分子靶点。方法将人肝癌细胞系HepG2细胞分别行不同时间低氧培养和转染HIF1α/PCDNA3质粒;应用荧光定量聚合酶链反应技术和蛋白免疫印迹技术分别检测每组HepG2细胞中多药耐药相关基因(mdr1)、多药耐药相关蛋白1(MRP1)和肺耐药相关蛋白(LRP)在mRNA和蛋白水平的表达。结果在缺氧组,随着缺氧时间的延长HepG2细胞中多药耐药相关基因mdr1、MRP1和LRP的表达均逐渐增高,且以MRP1变化更为显著;而且这些多药耐药相关基因的表达升高与缺氧诱导因子1α的表达呈同步化改变。在HIF1α/PCDNA3质粒转染细胞中这些多药耐药相关基因的表达亦明显升高。结论缺氧可通过核转录因子HIF1α上调肝癌细胞内mdr1,LRP、MRP1等多药耐药相关基因的表达,从而使肝细胞癌获得多药耐药性。生长局部微环境的缺氧是诱导肝癌产生多药耐药性的重要原因之一。核转录因子HIF1α和这些多药耐药相关基因将可能成为逆转肝癌耐药的新的分子靶点。     

低氧三维培养微环境通过HIF-1α信号通路促进骨髓间充质干细胞增殖机制的研究

目的探究低氧三维培养微环境对骨髓间充质干细胞增殖的影响及影响机制。方法 P5代小鼠骨髓间充质干细胞和聚-3羟基丁酸酯-co-4羟基丁酸酯[P(3HB-co-4HB)]分别在三维常氧(20%)和三维低氧(4%)条件下共同培养,24 h后CCK-8法测定两组细胞的增殖情况;12 h后实时荧光定量PCR(real-time quantitative PCR)检测HIF-1α基因表达水平;24 h后Western blotting检测两组HIF-1α蛋白的表达情况。结果共同培养24 h后,CCK-8法检测显示低氧组OD值显著大于常氧组(0.455±0.027 vs. 0.352±0.090,n=12,P0.05);低氧培养12 h后,低氧组的HIF-1αmRNA表达水平显著高于常氧组(P0.05);低氧培养24 h后,同常氧组(0.47±0.05)比较,低氧组(0.63±0.06)HIF-1α蛋白相对表达水平显著增高(n=3,P0.05)。结论低氧三维微环境可促进骨髓间充质干细胞的增殖,这种效应可能与HIF-1α信号通路的激活有关。     

缺氧应激对HepG2细胞中甲硫氨酸腺苷转移酶2A基因表达的影响

目的 观察体外缺氧条件下肝癌细胞株HepG2中缺氧诱导因子-1α(HIF-1α)和甲硫氨酸腺苷转移酶2A(MAT2A)的表达,探讨HIF-1α在低氧条件下对MAT2A基因表达的调控作用.方法 构建人MAT2A启动子真核表达载体质粒,CoCl2化学模拟肿瘤缺氧环境,检测缺氧条件下MAT2A启动子活性,HIF-1α和MAT2A在HepG细胞中的共定位、mRNA和蛋白水平的表达.以及小干扰RNA(siRNA)沉默HIF-1α后对MAT2A基因表达的影响.结果　缺氧24 h能使HepG2细胞活性增加到高峰(41.26±2.34),同时MAT2A基因的表达也较常氧时显著升高(P＜0.01),siRNA转染HepG2细胞后能显著下调HIF-1α蛋白表达(抑制率90%),并导致MAT2A基因的表达也受到明显抑制.结论　缺氧促使HepG2细胞中HIF-1α在蛋白水平表达升高,缺氧时HIF-1α能上调MAT2A基因的表达水平.

Abstract：

Objective To observe the expression of hypoixa inducible factor-1α (HIF-α) and methionine adenosyltransferase-2A (MAT2A) gene in HepG2 cells under hypoxia in vitro, and explore the regulation of MAT2A gene expression by HIF-1α. Methods Human MAT2A promoter eukaryotic expression vector was constructed. CoCl2 was used as a chemical hypoxia-inducible reagent to mimic tumor bypoxic microenvironment. MAT2A promoter activity, and mRNA and protein expression of HIF-α were detected in the HepG2 cells transfected with RNA interference (RNAi) originated by small interfering RNA (siRNA). The change of MAT2A gene expression was observed after HIF-1α gene silencing. Results Under hypoxia for 24 h, HepG2 cell activity was increased to (41.26 ± 2. 34 ), and the mRNA and protein expression levels of MAT2A were up-regulated (P ＜0. 01 ). After siRNA targeting, the HIF-1α was downregulated efficiently in HepG2 cells (inhibition ratio: 90% ), and MAT2A gene was down-regulated as well. Conclusion Hypoxia can increase protein level of HIF-1α in HepG2 cells, and HIF-1α up-regulates the gene expression of MAT2A.     

siRNA沉默HIF-1α在缺氧状态下对胰腺癌细胞TLR4表达的影响

目的 观察体外乏氧培养条件下胰腺癌细胞系Panc-1中HIF-1α和TLR4的表达,探讨HIF-1α在低氧条件下对胰腺癌细胞TLR4的调控作用.方法 低氧箱培养和CoCl2化学缺氧法模拟肿瘤缺氧环境,RT-PCR、免疫荧光法和流式细胞法分别检测缺氧状态下HIF-1α和TLR4在mRNA和蛋白水平的表达.采用化学合成小干扰RNA( siRNA)介导的RNA干扰技术(RNAi)用siRNA转染Panc-1细胞.观察转染后HIF-1α沉默效果.结果 低氧条件下,Panc-1细胞HIF-1αmRNA水平稳定,蛋白表达显著升高,而TLR4 mRNA和蛋白的表达均显著升高.siRNA转染Panc-1后能够显著下调HIF-1α的基因表达,同时TLR4基因的表达上调也受到明显抑制.结论 缺氧促使胰腺癌Panc-1细胞TLR4在蛋白水平表达升高,TLR4信号通路可能和HIF-1α信号通路存在相互联系,并且共同促进了胰腺癌的恶性进展.     

缺氧诱导对人结肠癌SW480细胞缺氧诱导因子-1α和Survivin基因表达的影响

目的 构建缺氧诱导模型和观察缺氧对人结肠癌SW480细胞系缺氧诱导因子-1α（HIF-1α）和Survivin基因表达的影响。方法 利用氯化钴（CoCl2）构建缺氧诱导模型；利用逆转录-聚合酶链反应（RT—PCR）分别测定CoCl2缺氧诱导与SW480细胞HIF—1α和Survivin基因mRNA表达的时效关系（0、2、4、8、24h）和量效关系（0、50、100、150、200／μmol／L）。结果HIF-1α和Survivin基因mRNA表达与氯化钴浓度呈明显的剂量依赖关系；HIF-1α基因表达随诱导时间的延长而逐渐增强，4h亚组出现一个表达高峰，Survivin基因在缺氧诱导4h呈现表达最高峰；HIF-1α与survivin基因mRNA的表达在缺氧诱导量效关系（r=0．521，P＜0．05）和时效关系（r=0．693，P＜0．05）中均呈显著正相关。结论 缺氧可以诱导HIF—1α和Survivin基因的表达增加；HIF—1α与Survivin基因的表达均呈显著相关，提示Survivin基因可能与HIF—1α存在某种调控关系并在缺氧抗凋亡机制中发挥作用。