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肝纤维化(hepatic fibrosis,HF)是一组非常常见的慢性肝疾病的病理学综合征。在整个肝纤维化的发生发展过程中,肝细胞内会发现许多基因的发生异常表达,并增加发展为肝细胞性癌的危险性。在肝纤维化的发生过程中,肝星状细胞(hepatic stellate cells,HSCs)的活化增殖是其中的一个重要环节。肝星状细胞位于窦周Disse间隙内,在正常状态下,HSC主要储存和代谢维生素A,合成与分泌少量的细胞外基质(extracellular matrix,ECM)。当HSC受刺激过度激活时,转变成具有增生活性的、产生纤维的具收缩特性的肌成纤维细胞并表达α平滑肌肌动蛋白(Alpha smooth muscle actin,α-SMA)合成异常增多的ECM超过肝清除能力导致其在肝内聚集是肝纤维化形成的重要机制。有研究表明适当浓度的脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)可刺激HSC,使其提高增殖率和表达细胞内胶原增强。LPS诱导的细胞模型能够较好地模拟出肝纤维化形成过程中HSC在数量和功能方面的主要改变,为HSC活化的研究提供了一个较为全面的细胞模型。 小泛素相关修饰物(small ubiquitin-like modifier, SUMO)基因家族有四个家庭成员,其通过共价连接修饰靶蛋白,并参与蛋白质间的相互作用,调控细胞内靶蛋白分布及其功能。我们研究发现随着肝纤维化程度的加深,SUMO-1的表达增强。SUMO-1可能通过大量增强TGF-β1以及PDGF的表达,进而促进HSC的增殖和活化,促进其分泌大量胶原,并减少胶原降解而导致大量胶原异常沉积,表现出的作用是促进肝纤维化。SUMO-1可可以修饰其他生长因子,维持相关蛋白质的稳定性,从而调控肝纤维化甚至的肝癌的发展过程。因此,我们设计该实验进一步研究SUMOs在肝纤维化过程中的作用及其机制,为肝纤维化的治疗提供新的思路。本实验首先利用Western blot及定量PCR检测LPS刺激HSC-T6模拟肝纤维化的过程中SUMO-1表达水平的变化,进一步了解SUMO-1在肝纤维化中的作用。然后我们通过针对SUMO-1慢病毒转染LPS激活后的HSC-T6,利用Western blot及定量PCR证实SUMO-1的表达水平的确得到干扰及上调,再利用流式细胞仪检测转染后各组细胞株的细胞周期及凋亡,以期阐明SUMO-1在肝纤维化中的作用机制。 第一部分不同浓度LPS刺激HSC-T6 SUMO-1的表达水平变化 目的: 探讨能模拟肝纤维化时LPS刺激大鼠肝星状细胞的最佳浓度 方法: 分别用终浓度为0,1ug/ml,10ug/ml,100ug/ml,200ug/ml的LPS刺激HSC-T624小时后分别提取RNA及蛋白质,后利用定量PCR及western blotting检测SUMO-1的表达水平及利用western blotting检测α-SMA的表达水平。 结果: 定量PCR发现浓度为的10ug/ml LPS刺激HSC-T6其SUMO-1的表达水平最高,各组差异具有统计学意义(P<0.05)。Western blot验证SUMO-1上述规律并且与α-SMA的表达规律一致,各组差异具有统计学意义(P<0.05)。 结论: LPS能够有效激活HSC-T6,在浓度为的10ug/mlLPS可最好模拟肝纤维化,与SMUO-1的表达规律一致。结果说明SMUO-1可能在LPS激活HSC-T6过程中取到一定作用。 第二部分SUMO-1表达变化后对HSC-T6增殖的影响及其机制研究 目的: 初步探索SUMOs在HSC-T6激活过程中的作用及其机制 方法: 将人工合成的针对SUMO-1基因的siRNA慢病毒及SUMO-1过表达慢病毒载体转染HSC-T6,采用定量PCR和Western blot方法检测转染后HSC-T6中SUMO-1的表达变化,并利用流式细胞仪检测HSC-T6的周期及凋亡。后用Realtime PCR检测SUMO-2及SUMO-3的表达水平。 结果: 人工合成的针对SUMO-1基因的siRNA慢病毒能抑制肝星状细胞中SUMO-1基因的表达但SUMO-2及SUMO-3的表达上调,而SUMO-1过表达慢病毒载体转染肝星状细胞后SUMO-1表达增强但SUMO-2及SUMO-3的表达水平下调,与对照组相比差异有统计学意义(P<0.05)。转染后HSC-T6的周期及凋亡,各组差异无统计学意义(P>0.05)。 结论: SUMO-1 siRNA沉默肝星状细胞中SUMO-1基因效果良好但与SUMO-2和SUMO-3的表达水平呈现相反的趋势,HSC-T6的周期及凋亡均未出现明显变化。本部分结果说明SUMOs中各族基因在功能上可互补并共同导致HSC-T6的激活。