缺氧诱导因子1α表达对裸鼠肝癌皮下移植瘤生长的促进作用

目的 探讨缺氧诱导因子1α表达对肝癌移植瘤生长的影响.方法 建立强力霉素诱导缺氧诱导因子1α表达的裸鼠肝癌HepG2 Tet-on-HIF-1α 细胞皮下移植瘤模型;荷瘤裸鼠口服强力霉素(Dox)后,观察上调缺氧诱导因子1α对皮下移植瘤生长的影响.结果 荷瘤裸鼠口服强力霉素可以上调裸鼠皮下移植瘤中缺氧诱导因子1α mRNA和蛋白表达水平;肿瘤体积Dox(+)组vs.Dox(-)组为(513.545±276.229)mm 3 vs.(166.506±110.142)mm 3 (P<0.05),肿瘤重量(1.251±0.438)g vs.(0.640±0.296)g(P<0.05),肿瘤生长速度Dox(+)组明显超过Dox(-)组,肿瘤内面积坏死率明显小于Dox(-)组(31.360%±2.728%)vs.(36.640±3.804%)(P<0.05);同Dox(-)组相比,Dox(+)组裸鼠体重下降更为明显(P<0.01).两组荷瘤鼠均无肝、肺转移发生.结论 强力霉素可以诱导裸鼠肝癌HepG2 Tet-on-HIF-1α 细胞皮下移植瘤模型中缺氧诱导因子1α的表达,促进肿瘤的生长.     

乏氧环境下HIF-1α对肝癌细胞逆向分化影响的实验研究

目的探讨体外乏氧环境下低氧诱导因子-1α(hypoxia inducible factor-1α,HIF-1α)对诱导肝癌细胞逆向分化为肝癌干细胞并维持恶性生物学行为的影响。方法采用免疫磁珠分选出HepG2细胞中的CD133阴性细胞,分为2个大组:转染组转染siRNA-HIF-1α以沉默HIF-1α基因的表达,空白对照组不转染任何siRNA片段。2类细胞分别进行常氧及乏氧条件培养,本实验共分4组。采用MTT、克隆形成实验及Transwell小室实验检测细胞的增殖和侵袭能力,采用Western blot法及RT-PCR法检测细胞中HIF-1α、CD133、CD90及CD44的mRNA及其蛋白的表达。结果 MTT实验结果显示:4组细胞的增殖率随乏氧培养时间延长而增高;24 h及以后,与空白对照组相比,经siRNA-HIF-1α转染后,转染常氧组和乏氧组的细胞增殖率降低(P0.05)。平板克隆实验结果显示:转染常氧组与转染乏氧组、空白对照常氧组与空白对照乏氧组比较其细胞形成克隆数的差异均有统计学意义(P0.05)。Transwell小室实验结果显示:乏氧培养后,转染组与空白对照组相比,迁移至下室的细胞数目减少(P0.05)。Western blot及RT-PCR结果显示:空白对照乏氧组中HIF-1α及肿瘤干细胞标志物(CD133、CD90、CD44)蛋白及其mRNA的表达水平均高于其余3组(P0.05);经siRNA-HIF-1α转染后,转染乏氧组中HIF-1α及肿瘤干细胞标志物(CD133、CD90、CD44)蛋白及mRNA的表达水平均较转染常氧组和空白对照常氧组降低(P0.05)。结论在乏氧环境下,低氧诱导因子HIF-1α可促进肝癌细胞逆向分化为肝癌干细胞并增强其恶性生物学行为。     

常氧条件下调控表达缺氧诱导因子1α对肝癌细胞增殖和侵袭能力的影响

目的探讨在体外常氧条件下,诱导表达缺氧诱导因子1d（HIF-1α）对肝癌细胞（HepG2）增殖及侵袭能力的影响。方法利用Tet—on基因调控系统构建能诱导表达HIF-1α的HepG2^Tet-on-HIF-1α“细胞系;常氧条件下,噻唑兰法检测HIF-1α对细胞增殖、黏附能力的影响,Transwell法检测其对HepG2细胞侵袭能力的影响。结果常氧条件下,强力霉素（1μg／m1）可诱导HepG2^Tet-on-HIF-1α“细胞HIF-1αmRNA和蛋白表达增加;增殖实验中,Dox（＋）组与Dox（一）组各时段吸光度A490nm值无差异（P〉0．05）;黏附实验中,Dox（＋）组的A490nm值明显高于Dox（-）组（P=0．008）;Dox（＋）组侵袭细胞数[（37．6114-8．424）个]明显高于Dox（-）组[（25．3334-8．117）个]（P〈0．01）。结论Tet—on基因调控系统可上调HIF-1α mRNA的转录并增加其蛋白的表达;常氧条件下,HIF-1α不影响HepG2细胞的增殖,但明显增加其黏附和侵袭能力。     

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.     

微环境诱导肝细胞癌多药耐药的形成及机制

目的探讨微环境在肝癌多药耐药（MDR）表型形成中的作用，并初探其作用机制，为逆转肝癌耐药提供有效的新的分子靶点。方法模拟肝癌体内生长的局部微环境，使HepG2细胞分别在缺氧、低糖的微环境下生长或稳定整合HBX基因。应用荧光定量聚合酶链反应（PCR）技术和Westernblot技术分别检测这些局部微环境因素作用下的HepG2细胞内多药耐药相关基因mdr1、肺耐药相关蛋白基因（LRP）、多药耐药相关蛋白基因（MRP1）和缺氧诱导因子-1α（HIF-1α）的mRNA和蛋白水平的表达。同时运用免疫细胞化学技术检测肝癌耐药细胞株中HIF-1α蛋白的表达。以及检测转染了HIF-1α质粒的HepG2细胞中上述相关多药耐药基因的表达。结果在缺氧、低糖环境下生长或稳定整合了HBX基因的HepG2细胞均不同程度地高表达多药耐药相关基因和HIF-1α；在肝癌耐药细胞株中HIF-1α蛋白高表达；稳定转染了HIF-1α质粒的HepG2细胞显著高表达多药耐药相关基因。结论肝癌生长的微环境可通过核转录因子HIF-1α调控多药耐药相关基因的表达。从而诱导肝癌多药耐药表型的形成；HIF-1α有望成为逆转肝癌耐药的新的分子靶点。     

低氧微环境下BANCR调控HIF-1α促进胰腺癌微淋巴管生成

目的研究低氧条件下BANCR对胰腺癌低氧诱导因子(HIF-1α)的调控作用及其对胰腺癌细胞微淋巴管生成的影响。方法 qRT-PCR检测常氧及低氧条件下胰腺癌细胞(SW1990、PANC-1)中BANCR的表达。siRNA干扰胰腺癌细胞中BANCR的表达,并与人淋巴管内皮细胞(HDLEC)分别在常氧和低氧条件下进行3D共培养,并统计微淋巴管生成密度(MLVD)。应用qRT-PCR检测si-BANCR组和si-NC组胰腺癌细胞中HIF-1α蛋白及其mRNA的相对表达量。实验数据应用SPSS 19.0统计学软件进行统计分析。BANCR和HIF-1α的表达水平及MLVD以■表示,组间对比采用独立样本t检验;以P0.05为差异有统计学意义。结果与常氧组(Normoxia)相比,低氧组(Hypoxia)的胰腺癌细胞中BANCR表达水平显著增高(P0.01);干扰BANCR表达,与常氧组相比si-NC组和si-BANCR组在低氧条件下MLVD均明显增加(P0.001),且沉默BANCR的表达,可显著降低PC细胞中MLVD水平(P0.05);低氧条件下培养两种PC细胞株,与BANCR-siRNA组相比,NC组HIF-1α蛋白及其mRNA表达水平显著增高。结论低氧条件下胰腺癌细胞株(SW1990、PANC-1)中BANCR表达增加,可在转录和翻译水平上调HIF-1α表达,在胰腺癌微淋巴管生成和淋巴结转移中扮演重要角色。     

核酶基因抑制肝癌细胞低氧诱导因子-1α表达的实验研究

目的 探讨靶向低氧诱导因子-1α(hypoxia inducible factor-1α,HIF-1α)核酶基因对肝癌细胞HIF-1α表达的调控.方法 采用脂质体介导的方法,将靶向HIF-1α核酶基因真核表达载体转染肝癌细胞Hep3B2,并予低氧条件诱导.于转染后48 h采用Western Blotting检测Hep3B2细胞中HIF-1α蛋白的表达水平;荧光报告基因方法检测HIF-1转录活性.结果 Hep3B2细胞低氧诱导后,HIF-1α蛋白表达水平、HIF-1转录活性增高(1.0±0.02),转染核酶基因400 μmol/L后48 h,Hep3B2细胞低氧诱导的HIF-1α蛋白表达水平明显下降,HIF-1转录活性下调(0.12±0.025,P＜0.05).结论 核酶基因可特异性抑制低氧诱导的肝癌细胞HIF-1α的表达,降低其转录活性.     

HIF-1α基因沉默对人肝癌SMMC-7721细胞VEGF和MMP-2基因表达的影响

目的探讨缺氧诱导因子-1α(hypoxia inducible factor-1α,HIF-1α)基因沉默对人肝癌SMMC-7721细胞中血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)和基质金属蛋白酶-2(matrix metalloproteinase-2,MMP-2)基因表达的影响。方法构建HIF-1α基因的RNA干扰(RNAi)表达载体(HIF-1α-shRNA-pGenesil-1)和阴性对照载体(shRNA-HK-pGenesil-1),并将其与质粒结合。将人肝癌SMMC-7721细胞分为沉默组、阴性对照组和空白对照组,分别转染HIF-1α-shRNA-pGenesil-1重组载体、shRNA-HK-pGenesil-1重组载体和空载体pGenesil-1。转染细胞经浓度为500μg/mL的G418溶液筛选后获得带有转染重组载体的细胞克隆,分别于常氧、低氧6 h、低氧12 h及低氧24 h条件下培养,再采用实时定量逆转录聚合链式反应(RT-PCR)检测细胞中HIF-1α mRNA、VEGF mRNA及MMP-2 mRNA的表达。结果常氧条件下,沉默组、阴性对照组和空白对照组细胞中均无HIF-1α mRNA的表达,且3组细胞中VEGF mRNA及MMP-2 mRNA的表达水平比较差异均无统计学意义(P0.05)。低氧培养6、12及24 h时,沉默组细胞中HIF-1α mRNA、VEGF mRNA及MMP-2 mRNA的表达水平均低于同时点空白对照组和阴性对照组(P0.05),但同时点空白对照组和阴性对照组比较差异均无统计学意义(P0.05)。与常氧条件对应组别比较,沉默组、阴性对照组和空白对照组各低氧条件组细胞中HIF-1α mRNA、VEGF mRNA及MMP-2 mRNA的表达水平均较高(P0.05);低氧条件下,3组细胞中HIF-1α mRNA、VEGF mRNA及MMP-2 mRNA的表达水平均呈下降趋势,同组内3个时点间两两比较差异均有统计学意义(P0.05)。结论利用RNAi技术有效沉默人肝癌SMMC-7721细胞中HIF-1α基因的表达后,VEGF mRNA和MMP-2 mRNA的表达水平均降低,提示沉默HIF-1α基因可抑制原发性肝癌的浸润和转移。     

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.     

基底细胞样乳腺癌中HIF-1α及Glut-1的表达及意义

目的:探讨缺氧诱导因子1α(HIF-1α)及葡萄糖转运蛋白1(Glut-1)蛋白在基底细胞样乳腺癌(BLBC)中的表达及临床意义。方法:采用免疫组化方法检测95例BLBC及其癌旁乳腺组织与708例非BLBC组织中HIF-1α及Glut-1蛋白的表达,分析两者表达与BLBC临床病理因素的关系。结果:HIF-1α及Glut-1蛋白在BLBC组织的阳性表达率均明显高于癌旁组织与非BLBC组织(均P0.05),两种蛋白的表达呈明显正相关(r=0.368,P0.05)。结论:HIF-1α和Glut-1的表达在BLBC组织中同时升高,两者可能共同参与了BLBC的发生、发展,并可能作为评估BLBC患者预后的指标。     

CoCl2模拟缺氧环境下肝癌细胞生物钟基因表达的变化

目的：观察氯化钴（CoCl2）模拟缺氧环境下肝癌细胞生物钟基因表达的变化。 方法：以不同浓度（0,50,100,200 μmol/L）的CoCl2处理肝癌细胞系Huh7细胞24 h后,用Western blot检测细胞中缺氧诱导因子1α（HIF-1α）的蛋白表达,real-time PCR检测细胞中生物钟基因CLOCK、BMAL1、Per1、Per2、Per3、Cry1、Cry2、CKIε的mRNA表达。 结果：Western blot结果显示,未处理Huh7细胞（0 μmol/L CoCl2）无HIF-1α表达,而各浓度的CoCl2处理后,Huh7细胞出现明显的HIF-1α的蛋白表达,且表达水平随CoCl2浓度增加而升高。real-time PCR结果显示,CoCl2处理后的Huh7细胞中Bmal1、Per1、Cry2的mRNA水平明显上调,而CLOCK、Cry1、Per2、Per3、CKIε的mRNA水平明显下调,且均呈CoCl2浓度依赖性（均P<0.05）。 结论：缺氧微环境可能是引起肝癌细胞生物钟基因表达异常的原因之一。

     

小分子RNA干扰沉默缺氧诱导因子1α加重缺氧状态肾小管上皮细胞的生长抑制和坏死

目的 探讨沉默缺氧诱导因子1α （HIF-1α）对缺氧状态肾小管上皮细胞增殖、凋亡和坏死的影响。 方法 利用氯化钴模拟缺氧状态,并应用小分子RNA干扰（siRNA）技术沉默HIF-1α基因表达。将细胞分成5组,分别是正常培养组、缺氧培养组、转染试剂组、阴性对照组和HIF-1α siRNA组。用MTT试验检测细胞的生长抑制率;用TUNEL法、半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶（aspase）-3蛋白定量法检测细胞的凋亡率;检测细胞上清液中乳酸脱氢酶（LDH）活力来测定细胞的坏死情况;用实时定量PCR法和Western印迹法检测细胞HIF-1α、HIF-2α、葡萄糖转运蛋白1（Glut-1）、血管内皮生长因子（VEGF） mRNA和蛋白表达水平。 结果 （1）siRNA的细胞转染效率为95%～100%。在常氧条件下,终浓度100 nmol/L 的HIF-1α siRNA沉默HIF-1α基因的效率为70%;在缺氧条件下,HIF-1α siRNA沉默HIF-1α基因的效率达到97%。（2）HIF-1α siRNA组细胞的生长抑制率显著高于其它组（P < 0.05）;细胞凋亡率在缺氧培养组、转染试剂组、阴性对照组和HIF-1α siRNA组4组间的差异无统计学意义（P > 0.05）;HIF-1α siRNA组细胞培养液中LDH水平显著高于缺氧培养组、转染试剂组和阴性对照组（P < 0.05）。（3）HIF-1α siRNA组细胞的HIF-1α、Glut-1、VEGF mRNA和蛋白表达量显著低于缺氧培养组、转染试剂组、阴性对照组（P < 0.05）;而HIF-2α mRNA和蛋白表达在缺氧培养组、转染试剂组、阴性对照组和HIF-1α siRNA组4组间的差异无统计学意义（P > 0.05）。 结论 siRNA沉默HIF-1α能显著抑制缺氧状态下肾小管上皮细胞Glut-1和VEGF表达,加重缺氧状态下肾小管上皮细胞的生长抑制和坏死。     

Stable Expression of Hypoxia-Inducible Factor-1α in Human Renal Proximal Tubular Epithelial Cells Promotes Epithelial to Mesenchymal Transition

Background

Late kidney allograft dysfunction is becoming a significant problem and tubular atrophy and interstitial fibrosis are main causes. It was reported that hypoxia could induce epithelial—mesenchymal transition (EMT) in renal tubular epithelial cells (TECs), and hypoxia-inducible factor-1 (HIF-1) is one of the important regulators of cellular adaptive to hypoxia.

Methods

In this study, we used an HIF-1αΔODD–expressing adenovirus, which could stably and functionally express HIF-1α under normoxia conditions, and used a hypoxia/reoxygenation cell model to simulate ischemia/reperfusion (I/R) injury in vitro, to investigate the effect of HIF-1α on EMT-related gene expressions.

Results

Our results demonstrated that HIF-1α could significantly upregulate α-smooth muscle actin expression, and reduced the E-cadherin expression in HK-2 cells during I/R injury. Moreover, miR-21 expression had a positive correlation with HIF-1α in this process.

Conclusion

These results suggest that HIF-1α may promote the EMT development through regulating fibrotic gene expression during I/R injury in human renal TECs, and miR-21 could be among the important regulatory pathways in the process.     

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。     

缺氧及沉默缺氧诱导因子-1α对BxPC-3细胞中RUNX3基因表达的影响

目的 观察缺氧及应用小干扰RNA (siRNA)沉默缺氧诱导因子-1α(HIF-1α)基因对胰腺癌细胞株BxPC-3中RUNX3基因表达的影响.方法 构建人RUNX3基因真核表达载体质粒pEGFP-RUNX3,CoC12化学模拟肿瘤缺氧环境,检测缺氧以及siRNA沉默HIF-1α对BxPC-3细胞中RUNX3基因在mRNA和蛋白水平的影响.结果 缺氧能使BxPC-3细胞中RUNX3基因的表达较常氧时显著升高[表达为(9.13±1.55),P＜0.05],siRNA转染BxPC-3细胞后能显著下调HIF-1α蛋白表达(抑制率90％),并导致RUNX3基因的表达也受到明显抑制.结论 缺氧促使BxPC-3细胞中HIF-1α在蛋白水平表达升高,缺氧时HIF-1α能上调RUNX3基因的表达水平.     

缺氧诱导因子-1α靶向siRNA重组表达载体的构建和鉴定

目的构建缺氧诱导因子-1α靶向siRNA重组表达载体。方法根据GeneBank提供的人缺氧诱导因子-1α的核苷酸序列选择设计4对发夹状结构的核苷酸序列,克隆到质粒PGenesil-1中,转化至DH5α菌株,提取质粒进行酶切鉴定和测序分析。结果经基因测序等证实缺氧诱导因子-1α靶向siR-NA重组表达载体碱基序列与设计完全一致。结论缺氧诱导因子-1α靶向siRNA重组表达载体构建成功,为进一步研究肿瘤生物学行为奠定了实验基础。