HPPCn蛋白纯化及其与胶质瘤增殖的相关性研究

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研究背景和目的:  胶质瘤是成人中枢神经系统中最为常见的原发性颅脑肿瘤之一,约占原发性脑肿瘤的60%~70%。胶质瘤因其复杂的定位、侵袭性生物学行为、弥漫性浸润性生长和有限的外科手术治疗方案,进而面临治疗上的诸多困难与挑战。胶质瘤主要给予安全的手术切除继而给予放化疗,但是仍然有超过90%的胶质瘤病人会复发,中位生存期仅为15-18个月。目前研究发现胶质瘤在增殖、分化、凋亡等重要生物学过程中存在多个基因位点的突变,缺乏正常的基因调控,从而出现细胞的恶性增殖和侵袭性生长。肿瘤的形成是一个循序渐进的过程,涉及到多种反应过程,目前对导致胶质细胞恶性增殖的机制尚不十分清楚。电离辐射、化学物质以及遗传等都是胶质瘤发生的危险因素。为进一步了解胶质瘤的发生机制,进而改善胶质瘤的治疗效果,研究者一直都在寻找与胶质瘤的发生发展有着千丝万缕联系的分子标志物。HPPCn是一种新型的肝细胞刺激因子,属于酸性核磷蛋白32家族成员,ANP32家族蛋白是一类进化上高度保守的多功能蛋白,其功能涉及到增殖、分化、凋亡以及细胞运动等多种不同的生物学事件。随着研究的不断深入,发现 HPPCn与肝癌、前列腺癌、乳腺癌、结直肠癌等多种恶性肿瘤的进展密切相关。前期研究中,我们采用人多组织芯片分析结果显示 HPPCn呈多组织分布,但是在脑组织中表达水平最高。因此,我们有理由相信HPPCn与神经系统肿瘤的发生具有一定的相关性。  实验方法:  首先是高纯度 HPPCn蛋白的获得,采用一种新的冷休克表达系统,通过无缝克隆技术,构建人 pColdⅡ/HPPCn重组质粒,诱导重组质粒在大肠杆菌中的可溶性表达,根据 HPPCn的分子量、等电点等特性,采用镍离子亲和层析对重组表达产物进行纯化,考马斯亮蓝染色测定蛋白浓度,Image Quant LAS4000凝胶扫描分析蛋白纯度,Western blot分析重组蛋白特异性,对最终纯化产物进行体外功能学研究。  体外培养胶质瘤细胞系U251,研究HPPCn在体外实验中对U251细胞系是否具有作用,并且观察HPPCn对U251细胞的化疗药物替莫唑胺是否具有增敏作用,以 HPPCn刺激单用作为两者联合用药的对照组,再通过细胞增殖实验观察细胞增殖抑制。  临床收集胶质瘤样本40例,按照WHO对肿瘤的分级标准对收集的胶质瘤样本进行分级,提取样本组织总RNA,对剩余样本常规多聚甲醛固定、石蜡包埋、切片、HE染色。通过RT-PCR检测胶质瘤样本HPPCn mRNA的表达量,免疫组织化学染色检测HPPCn蛋白在胶质瘤组织中的表达。  结果:  第一部分:本实验采用新的表达载pColdⅡ,成功构建重组质粒,在大肠杆菌中诱导表达。HPPCn蛋白在0.1mmol/L的IPTG、培养温度16℃、过夜诱导时为可溶性表达,采用镍离子亲和层析纯化得到HPPCn的纯度达到95%,蛋白总量和纯度均达到了体内外活性研究的要求。  第二部分:在HPPCn蛋白单独作用时,U251细胞的增值活性(1.79±0.03、1.68±0.02、1.62±0.09、1.57±0.01、1.46±0.01)随着HPPCn浓度(0、10、50、100、200ng/ml)的增加而逐渐下降。同时,在替莫唑胺化疗的同时外源性补充 HPPCn的条件下,其细胞增殖能力及细胞活性显著低于替莫唑胺单用对照组。RT-PCR检测人胶质瘤样本中HPPCn的mRNA表达,随着胶质瘤WHO级别的升高,HPPCn的表达水平逐渐增加。与Ⅲ级、Ⅳ级胶质瘤相比,Ⅰ级、Ⅱ级胶质瘤中HPPCn mRNA的表达水平均较低(P<0.05),其中Ⅳ级胶质瘤HPPCn mRNA表达量最高。免疫组织化学染色检测胶质瘤样本病理切片中HPPCn的表达,HPPCn在40例脑胶质瘤样本中表达水平较高,阳性率达到72.5%。在22例恶性程度低(Ⅰ+Ⅱ)的组织中,HPPCn阳性表达13例,占59.10%;而在18例高级别(Ⅲ+Ⅳ)胶质瘤中,HPPCn阳性表达16例,占88.89%,HPPCn的阳性表达差异有统计学意义(P<0.05)。在性别分组比较中,男性组的阳性率为66.67%,与女性组(63.16%)无显著差异,大于50岁(64.28%)和小于等于50岁组(57.70%)的阳性率也无显著性差异(P>0.05)。  结论:  1.运用冷休克表达载体pColdⅡ和无缝克隆技术成功构建了HPPCn的重组表达质粒,HPPCn蛋白在大肠杆菌表达体系为可溶性表达,最终获得HPPCn纯度达到95%,符合体内外实验的标准。  2.HPPCn蛋白对U251细胞具有增殖抑制作用,同时对U251细胞具有化疗增敏性作用。  3.HPPCn表达水平与胶质瘤的恶性级别具有一定的量效关系。  4.HPPCn有望成为评价胶质瘤生物学行为及患者预后的重要参考指标之一,为胶质瘤的治疗提供了新的方向。
其他文献
研究目的: 主要目的是比较诱导化疗+同期化放疗与单纯同期化放疗在局部晚期鼻咽癌治疗中的毒性反应及疗效差异,次要目的是比较诱导化疗采用PF方案与TP方案之间的毒性反应和