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背景:
前列腺癌是男性常见恶性肿瘤,而且极易发生骨转移。此前有研究提示肝细胞生长因子Kringle 1结构域(HGFK1)基因能够明显抑制肿瘤血管生成,同时能够阻断表皮生长因子(EGF)对于表皮生长因子受体(EGFR)的激活作用。
目的:
(1)体内实验观察肝细胞生长因子Kringle 1结构域(HGFK1)基因对人前列腺癌裸鼠胫骨骨髓腔内移植瘤生长及转移的治疗作用,并初步探讨其相关机制。
(2)体外实验观察肝细胞生长因子Kringle 1结构域(HGFK1)基因对人前列腺癌细胞株PC3细胞增殖及转移的治疗情况,并初步探讨其相关机制。
方法:
一、体内实验方法
(1)构建携带有HGFK1基因和增强型绿色萤光蛋白基因(EGFP)的腺相关病毒载体(rAAV- HGFK1,rAAV-EGFP)。
(2)通过向裸鼠胫骨骨髓腔内注射人前列腺癌细胞株PC-3细胞悬液建立人前列腺癌裸鼠骨移植瘤模型。
(3)通过向瘤内和尾静脉内注射PBS、rAAV-EGFP或rAAV-HGFK1分别治疗荷瘤裸鼠。
(4)观察三个治疗组的裸鼠人前列癌骨移植瘤模型的肿瘤生长情况、生存时间、肿瘤内血管密度及转移情况。
(5)免疫组化方法观察三组裸鼠肿瘤组织增殖及转移相关指标的变化。
二、体外实验方法
(1)腺相关病毒转染情况观察:rAAV-EGFP转染PC3细胞后,在荧光显微镜下观察PC3细胞内绿色萤光蛋白的表达情况。计算转染细胞效率。RT-PCR法测定rAAV-HGFK1转染PC3细胞后HGFK1的表达情况。
(2)细胞增殖情况观察: CCK8法(WST-8法)观察PBS、rAAV-EGFP及rAAV-HGFK1治疗后,前列腺癌细胞株PC3细胞生长曲线的变化情况。
(3)细胞转移情况观察:伤口愈合实验观察PBS、rAAV-EGFP及rAAV-HGFK1治疗后,前列腺癌细胞株PC3细胞迁移能力的变化情况。Transwell实验观察PBS、rAAV-EGFP及rAAV-HGFK1治疗后,前列腺癌细胞株PC3细胞侵袭能力的变化情况。 (4)转移相关分子机制的初步研究:RT-PCR方法了解PBS、rAAV-EGFP及rAAV-HGFK1治疗后,转移相关基因的变化情况。
结果:
一、体内实验结果(1) 移植瘤种植情况观察:左下肢胫骨平台处注射PC3细胞4周后,经病理组织学检查确认全部成瘤。
(2) 肿瘤生长情况观察:导入的HGFK1基因对肿瘤生长有明显的抑制作用,抑瘤率达46.69%。
(3)裸鼠生存时间观察:裸鼠的生存时间明显延长,PBS和rAAV-EGFP对照组中位生存时间分别为47 天和49天,而rAAV-HGFK1治疗组的中位生存时间为 68天。rAAV-HGFK1治疗组与两对照组之间的差异有显著的统计学差异(P<0.05)。
(4)转移情况观察:在对照的PBS注射组和rAAV-EGFP注射组,腹腔淋巴结转移的发生率均是100%。而治疗组却仅有20%。rAAV-HGFK1治疗组与两对照组之间的差异有显著的统计学差异(P<0.05)。
(5)病理组织学观察:光镜下的观察证实了rAAV-HGFK1对肿瘤细胞增值、转移以及肿瘤内血管生成的抑制作用。
一、体外实验结果
(1) 腺相关病毒转染PC3细胞情况观察:PC3细胞转染rAAV-EGFP72小时后,绿色萤光蛋白的表达率为:39%,rAAV-HGFK1转染PC3细胞72小时后,RT-PCR法观察发现,HGFK1mRNA明显表达。
(2) PC3细胞增殖情况观察:生长曲线观察发现rAAV-HGFK1治疗组PC3细胞增殖较PBS组及rAAV-HGFK1治疗组显著减慢。
(3) PC3细胞转移能力观察:伤口划痕实验及Transwell实验观察发现rAAV-HGFK1治疗组PC3细胞迁移侵袭能力较PBS组及rAAV-HGFK1治疗组显著降低。
(4)PC3细胞内转移相关分子的观察:RT-PCR方法检测发现rAAV-HGFK1治疗组尿激酶型纤维蛋白酶原激活剂(urokinase type plasminogen activator,uPA)及甲状旁腺激素相关蛋白(Parathyroid hormone-related protein,PTHrP) mRNA水平的表达较PBS组及rAAV-HGFK1治疗组显著降低。
结论:
(1)HGFK1在体内及体外均明显地抑制了骨髓微环境内前列腺癌肿瘤细胞的增殖及转移能力,体内肿瘤血管生长也受到了明显的抑制。
(2)荷瘤裸鼠的生存时间显著延长。
(3)HGFK1治疗使得PC3细胞内转移相关分子uPA及PTHrP mRNA水平的表达显著降低,提示HGFK1在体内及体外试验中表现出来的转移抑制作用可能与此二者的表达受抑制有关。
(4)该研究提示HGFK1为前列腺癌治疗尤其是前列腺癌骨转移的治疗提供了一个潜在的新药物。