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《河北医科大学》 2008年
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慢病毒介导的间皮素基因沉默抑制卵巢上皮性癌生长转移的研究

王莉  
【摘要】: 卵巢上皮性癌(简称卵巢癌)恶性程度高,在妇科恶性肿瘤中死亡率最高,多数患者发现时已是晚期,虽然采取手术和化疗等治疗方法,晚期卵巢癌患者五年生存率仅30%,如能早期发现治疗,五年生存率高达90%。临床迫切需要敏感、特异的诊断和监测卵巢癌病情的指标和有效的治疗手段。 间皮素(Mesothelin MSLN)是一种肿瘤分化抗原,通常仅表达在体腔表面的间皮细胞,在恶性胸膜间皮瘤、胰腺癌和卵巢癌等恶性肿瘤中过表达。间皮素基因编码69 kDa的前体蛋白,溶蛋白性裂解导致32 kDa溶解性片段巨核细胞强化因子(Megakaryocyte-potentiating factor MPF)释放入血或退化,剩余的40 kDa片段通过糖基磷脂酰肌醇锚定于细胞表面,即通常所指间皮素。间皮素可能通过与CA125的结合调节细胞间的粘附来促进卵巢癌腹膜转移,这种结合是N聚糖依赖性的相互作用,两者亲和力高且快。间皮素是CA125的配子,间皮素和CA125结合被阻断可能会抑制或延迟卵巢癌腹膜种植转移,可能成为新的治疗靶点来抑制肿瘤的播散。可溶性间皮素相关蛋白(Soluble mesothelin-related protein SMRP)结构与间皮素基本相同,只是羧基端没有锚定于细胞膜而释放入血,可以在肿瘤患者血清中检测到,可用于卵巢癌的诊断、疗效监测和预后。间皮素还是一种新的靶向治疗分子,一种间皮素特异性免疫毒素SS1P在动物实验中证实有效,应用于恶性间皮瘤、卵巢癌、胰腺癌的Ⅰ期临床实验的患者能够耐受其副作用。 本课题组前期研究已经发现间皮素基因是卵巢癌组织中表达上调最显著的基因,随后证实间皮素和CA125的蛋白在卵巢上皮性癌组织高表达并与分级和组织学类型密切相关,并成功制备了可溶性间皮素单克隆抗体2H10,具有很高的特异性。 但是间皮素的功能还不十分清楚。本课题拟进一步探讨上皮性卵巢癌中间皮素和CA125之间的共定位关系;在体内外水平研究间皮素在卵巢癌细胞生长转移中的作用;初步尝试利用间皮素基因沉默慢病毒对卵巢癌进行基因治疗;自行研发用于SMRP检测的ELISA试剂盒。 第一部分间皮素和CA125在卵巢上皮性肿瘤中的表达及其生物学意义 目的:研究上皮性卵巢癌细胞系及人体卵巢肿瘤组织中间皮素和CA125的表达及定位,探讨两者之间的共定位关系及生物学意义。 方法:间接免疫荧光双标记染色法检测人卵巢上皮性肿瘤组织和卵巢癌细胞系中间皮素和CA125的定位表达。采用Western blotting检测间皮素蛋白在人卵巢癌细胞系中的表达水平。并检测卵巢癌细胞对人工基底膜材料Matrigel的粘附能力。 结果:双标记免疫荧光细胞化学染色可见间皮素标记为红色荧光,主要分布在细胞膜,CA125标记为绿色荧光,主要分布在细胞膜,二者完全重叠呈黄色荧光,说明间皮素和CA125共定位表达。卵巢上皮性癌组织间皮素的蛋白表达荧光值(1639.2±181.92)显著高于交界性卵巢上皮性肿瘤(590.8±126.9)、卵巢良性上皮性肿瘤(227.69±26.54)和正常卵巢皮质表面上皮(213.0±24.37) ,差异有统计学意义(F=178.20,p0.05);病理分级中G2、G3级的蛋白表达(1642.63±44.58;1701.57±54.73)显著高于G1级(1553.99±57.2)( F=10.01, p0.05);组织学类型中浆液性囊腺癌和宫内膜样癌的蛋白表达(1723.81±33.20; 1673.81±70.27)显著高于粘液性囊腺癌(1466.12±94.93) (F=18.61,p0.05);间皮素的蛋白表达与年龄、分期及血清CA125的水平均无显著相关性(p0.05 )。CA125的蛋白表达与间皮素的蛋白表达存在显著一致性(r=0.95, p0.05)。卵巢癌细胞间皮素蛋白相对表达量依次为OVCAR-3(1.57±0.07)、SKOV3(1.33±0.04)、3AO(1.03±0.08), OVCAR-3、3AO、SKOV3对人工基底膜Matrigel的粘附率分别为(70.4±2.5)%、(45.7±2.1)%、(47.3±3.9)%。OVCAR-3比3AO、SKOV3粘附能力强(p0.01)。 结论:卵巢上皮性癌组织中间皮素和CA125高表达,存在共定位表达关系。间皮素表达与卵巢癌的分级和类型有关,并可能与细胞粘附功能存在正相关关系。 第二部分间皮cDNA过表达和RNA干扰重组慢病毒载体及稳转细胞株的构建和鉴定 目的:构建间皮素cDNA过表达和RNA干扰重组慢病毒载体,慢病毒介导的基因转移的方法建立间皮素过表达和基因沉默稳转细胞株,用于间皮素的功能研究和基因治疗。 方法:根据间皮素基因信息设计合成小干扰序列,插入到慢病毒质粒pRNAT-U6.2/Lenti中,慢病毒包装后感染SKOV3细胞,筛选有效干扰序列,选择干扰效率最高的大量包装。利用反转录的方法获取间皮素cDNA,插入到慢病毒质粒pWPXL-MOD中,测序后慢病毒包装。用慢病毒感染卵巢癌细胞,经筛选获取稳转细胞。用Western blotting、免疫荧光染色法检测间皮素蛋白表达变化。 结果:测序结果证明4种小干扰慢病毒质粒、阴性对照质粒和cDNA过表达慢病毒质粒的插入序列完全正确,慢病毒包装成功。慢病毒感染SKOV3细胞后证实重组慢病毒LV-MSLN-shRNA4的干扰效率最高,为90%,LV-MSLN-cDNA可以升调间皮素蛋白表达约50%,慢病毒感染SKOV3细胞后成功筛选出SKOV3-MSLN-cDNA过表达细胞株、SKOV3-MSLN-shRNA基因沉默细胞株和SKOV3-MSLN-neg阴性对照细胞株。荧光免疫组化的共聚焦照片显示间皮素基因沉默细胞SKOV3-MSLN-shRNA定位于细胞膜的间皮素蛋白表达明显弱于阴性对照细胞SKOV3-MSLN-neg、亲本细胞SKOV3和过表达细胞SKOV3-MSLN-cDNA。 结论:间皮素cDNA过表达和RNA干扰重组慢病毒载体的构建和慢病毒包装成功,间皮素表达得到了调控;稳转细胞株建株成功。为今后间皮素功能研究和基因治疗奠定了基础。 第三部分间皮素对卵巢癌细胞生长及粘附侵袭迁移功能的影响目的:探讨间皮素表达变化对卵巢癌细胞生长及与人工基底膜之间或与间皮细胞之间的体外粘附功能的影响,以及间皮素对卵巢癌细胞体外侵袭迁移功能的影响。 方法:利用前面慢病毒介导基因转移方法建立的间皮素过表达和基因沉默卵巢癌稳转细胞株,用细胞增殖实验和克隆形成率测定其生长特性;用人工基底膜材料Matrigel和间皮细胞作为粘附介质进行粘附功能检测;Transwell小室法检测卵巢癌细胞的侵袭迁移能力。 结果: SKOV3-MSLN-shRNA、SKOV3、SKOV3-MSLN-neg以及SKOV3-MSLN-cDNA的细胞增殖个数分别为(9.89±2.0)×105 ,(19.81±2.5)×105,(18.9±2.24)×105,(23.68±2.35)×105,结果比较差异有显著性(F=32.905,p0.01)。SKOV3-MSLN-shRNA的粘附率((12.12±2.21)%)显著低于其余三组((50.74±2.65)% , (49.78±3.2)% , (55.22±3.92)%) (F=213.96,p0.05)。侵袭实验中,干扰组侵袭细胞数(7.5±1.78)少于其余三组((29.3±2.36),(27.1±3.21)、(32.9±3.67)),差异有统计学意义(F=159.64,p0.01)。SKOV3-MSLN-shRNA迁移细胞数也少于其余三组。间皮细胞培养成功, SKOV3-MSLN-shRNA粘附于间皮细胞的数目显著下降。 结论:间皮素基因沉默后抑制了细胞生长、粘附和侵袭迁移功能,体外实验证明间皮素参与肿瘤细胞的粘附侵袭迁移过程,可能参与肿瘤细胞种植转移到腹腔。 第四部分间皮素对卵巢癌裸鼠移植瘤生长的影响及基因治疗研究 目的:在体内水平验证间皮素在卵巢癌细胞生长、粘附侵袭转移中的作用,观察慢病毒对实验动物的影响。 方法:利用间皮素过表达和基因沉默卵巢癌稳转细胞腹腔注射建立裸鼠移植瘤模型,接种14天后处死荷瘤裸鼠,观察腹腔移植瘤成瘤情况;卵巢癌细胞和慢病毒同时腹腔内注射观察成瘤;慢病毒隔日腹腔内注射观察成瘤;单独慢病毒腹腔内注射,观察慢病毒对全身及腹腔各脏器的毒副作用。 结果:SK-MSLN-shRNA腹腔移植瘤个数和体积明显少于SKOV3和SK-MSLN-neg细胞(p0.01),间皮素基因沉默导致卵巢癌细胞体内生长明显抑制。卵巢癌细胞SK和LV-MSLN-shRNA慢病毒单次同时腹腔内注射后,干扰组腹腔移植瘤个数和体积略少于对照组和过表达组,但没有统计学差异。LV-MSLN-shRNA慢病毒隔日腹腔内注射明显抑制了SKOV3细胞腹腔种植(p0.01)。三种慢病毒腹腔注射后,裸鼠未见明显的病理变化。 结论:间皮素基因沉默时,腹腔种植减少,延缓了卵巢癌的转移。间皮素小干扰慢病毒抑制了卵巢癌细胞的种植转移。慢病毒治疗对实验动物没有毒性,是一种安全的治疗方法。第五部分间皮素血清检测ELISA试剂盒的研制 目的:用间皮素原核表达质粒的重组蛋白制备SMRP检测ELISA试剂盒。 方法:用真核质粒酶切后将间皮素基因构建到间皮素原核表达质粒,制备间皮素重组蛋白,用纯化后的间皮素重组蛋白免疫小鼠,将小鼠脾细胞和SP2/0骨髓瘤细胞融合,筛选并建立稳定表达SMRP抗体的细胞克隆,抗体效价用ELISA的方法检测,杂交瘤细胞腹腔注射得到高效价的抗体,筛选针对不同抗原表位决定簇的抗体,得到一对最合适的抗体制成ELISA试剂盒。 结果:间皮素原核表达质粒pMLSN-cDNAY构建成功,制备的间皮素重组蛋白纯度达到82%,成功筛选出21株稳定表达间皮素抗体的细胞株,得到一对抗体制成ELISA试剂盒,灵敏度(10 ng/ml)、稳定性、重复性等指标均达到标准。 结论:检测SMRP的ELISA试剂盒研制获得初步成功。
【学位授予单位】:河北医科大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:R737.31

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7 徐坚;血管紧张素Ⅱ和血管内皮细胞生长因子对心包积液淋巴转归机制的实验研究[D];浙江大学;2003年
8 宋娇;间皮素与KAI1在子宫内膜癌中表达的临床意义及相关性分析[D];郑州大学;2010年
9 吕杨;卵巢肿瘤患者大网膜结节性组织细胞/间皮细胞增生[D];第四军医大学;2011年
10 杨宏;中药丹皮酚防治腹膜粘连的研究[D];天津医科大学;2007年
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