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[目的]
人乳头瘤病毒(human papillomavirus,HPV)感染与宫颈癌的发生关系甚为密切,其癌蛋白可通过影响血管生成促进宫颈癌的发展。然而HPV感染与肺癌发展的关系目前还不完全清楚。肺癌是典型的血管依赖性病变,与其他实体瘤相比血管更丰富,更易发生侵袭与转移;且肺癌组织中的内皮增殖是正常组织的30倍~40倍,更易启动肺癌的血管生成。因此,本文拟通过体内外血管生成模型的建立探讨HPV-16癌蛋白(E6和E7)对肺癌血管生成的影响,以寻找HPV感染相关肺癌防治的潜在分子靶点。
[方法]
本文采用HPV通用引物(MY09和MY11)对肺癌细胞系(NCI-H446、NCI-H460、A549和NCI-H1299)进行HPV感染情况分析。在pEGFP-N1空载体上分别插入HPV-16 E6和HPV-16 E7癌基因及其突变型基因构建pEGFP-N1-HPV-16 E6、E6mutant、E7、E7mutant(分别简称16 E6、16 E6mut、16 E7、16 E7mut)四种重组质粒。HPV-16阴性的肺癌细胞系(A549和NCI-H460)瞬时转染含16 E6或16 E7的质粒,以转染空载体(empty vector)、含16 E6mut或16 E7mut的质粒作为阴性对照,仅加转染试剂的细胞用作模拟转染对照(简称为Con)。转染后20 h,采用蛋白质印迹(Western blotting)分析缺氧诱导因子(hypoxia inducible factor,HIF)-1α蛋白表达的变化、酶联免疫吸附剂测定(enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)检测细胞条件培养液中的血管内皮细胞生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)浓度、real-timeRT-PCR测定HIF-1α和VEGF mRNA水平,并且通过体外血管生成模型分析转染后细胞条件培养液对体外血管生成的影响。转染质粒后的A549细胞通过与基质胶混合,皮下注射裸鼠构建体内模型,10天后取出基质胶拍照并检测血红蛋白含量,同时用免疫组织化学(immunohistochemistry,IHC)法测定HIF-1α和VEGF蛋白表达,进而分析HPV-16癌蛋白对体内血管生成的影响。
[结果]
PCR分析显示肺癌细胞系(NCI-H446、NCI-H460、A549和NCI-H1299)在450bp(HPV通用引物扩增产物长度)处未见扩增条带,而阳性对照组(已知的HPV阳性宫颈癌细胞CaSki)有明显条带。双酶切、PCR以及测序结果表明本实验成功构建pEGFP-N1-HPV-16 E6、E6mut、E7和E7mut四种质粒。16 E6和16 E7质粒转染组的细胞HIF-1α蛋白表达明显高于对照组(阴性对照组和模拟转染对照组);但16 E6和16 E7质粒转染组细胞的HIF-1αmRNA表达水平同转染对照组相比未见明显改变。另外,16 E6和16 E7质粒转染细胞组VEGFmRNA和蛋白表达水平均明显高于转染对照组(P<0.01),体外模型中16 E6和16 E7质粒转染组的血管生成明显增多,结果分析显示16 E6和16 E7质粒转染组血管总长度明显大于对照组(P<0.05)。体内模型也显示16 E6和16 E7质粒转染组血管生成较对照组明显,并且16 E6和16 E7质粒转染组的血红蛋白含量及HIF-1α和VEGF蛋白表达较对照组高,特别是VEGF蛋白表达的差异更明显。
[结论]
HPV-16 E6和E7癌蛋白过表达可促进体内外肺癌模型血管生成,这可能与HPV-16 E6和E7癌蛋白增强HIF-1α蛋白、VEGF蛋白表达有关,因此,HIF-1α和VEGF可发展为HPV感染相关肺癌防治的潜在分子靶点。