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目的:信号转导子和转录激活子3(signal transducer andactivator of transcription3, STAT3)信号通路在人类多种肿瘤中持续激活,影响肿瘤细胞增殖、凋亡、浸润及转移。低氧诱导因子-1α(hypoxia-inducible factor-1α,HIF-1α)是机体在低氧条件下产生的一个转录因子,它能调节多种低氧反应基因的转录。本实验通过单独和联合抑制喉癌Hep-2细胞中HIF-1α和STAT3的表达探讨低氧微环境下HIF-1α和STAT3对喉癌Hep-2细胞放疗及化疗抵抗作用的影响。方法:首先分别在37℃、5%CO2、20%O2和95%湿度条件下的恒温培养箱中培养人喉鳞状细胞癌Hep-2细胞和稳定转染HIF-1αshRNA的Hep-2(Hep-2HIF-1α-/-)细胞,取对数生长期细胞,分别用于以下实验:1分别于常氧及低氧条件下培养Hep-2细胞及Hep-2HIF-1α-/-细胞,Western Blot检测HIF-1α的表达情况。2低氧条件培养喉癌Hep-2细胞及Hep-2HIF-1α-/-细胞,予不同浓度的AG490(0μg/ml、30μg/ml、50μg/ml、100μg/ml)作用24h用MTT法检测细胞增殖情况。3以50μg/ml的AG490作用于喉癌Hep-2细胞及Hep-2HIF-1α-/-细胞,Western Blot检测细胞中HIF-1α、P-STAT3的表达情况。4以50μg/ml的AG490分别与不同放射剂量(0Gy、5Gy、10Gy、15Gy、20Gy)的放射线照射及不同浓度顺铂(0μg/ml、0.5μg/ml、1μg/ml、2μg/ml、5μg/ml)联用,用MTT法检测细胞增殖情况。结果:1AG490在体外低氧条件下能够有效的抑制Hep-2细胞及Hep-2HIF-1α-/-细胞的生长,且具有浓度依赖性,随机区组设计资料的方差分析显示:各浓度处理组细胞存活率的总体均数间差异具有统计学意义,(F=572.884, P<0.01);Hep-2细胞及Hep-2HIF-1α-/-细胞组间的细胞存活率的差异也具有统计学意义,(F=160.114,P<0.01)。且相同浓度下对Hep-2HIF-1α-/-细胞存活率的影响强于Hep-2细胞。2Western blot结果显示AG490在浓度为50μg/ml时明显抑制P-STAT3的表达,无论是在Hep-2细胞(t=6.0927,P<0.01),还是在Hep-2HIF-1α-/-细胞(t=8.6536,P<0.01),均具有统计学意义。在没有AG490的作用下,沉默HIF-1α对P-STAT3的表达的影响不大,(t=2.1421,P>0.05),没有统计学意义。然而AG490抑制P-STAT3后HIF-1α的表达受到影响,(t=3.5626,P<0.05),差异具有统计学意义。3AG490联合放疗与化疗与单独应用放、化疗干预Hep-2细胞及Hep-2HIF-1α-/-细胞相同时间,MTT结果显示:(1)单独放射线照射可以抑制Hep-2细胞及Hep-2HIF-1α-/-细胞的增殖。Hep-2细胞及Hep-2HIF-1α-/-细胞组间的细胞抑制率的差异也具有统计学意义。联合50μg/mlAG490时各放射剂量对喉癌细胞的抑制作用增强,明显高于单独应用相同剂量的放射线照射。(2)顺铂在体外低氧条件下能够有效的抑制Hep-2细胞及Hep-2HIF-1α-/-细胞的生长,且具有浓度依赖性,(F=10.646, P<0.05);Hep-2细胞及Hep-2HIF-1α-/-细胞组间的细胞抑制率的差异也具有统计学意义,(F=402.043,P<0.001)。50μg/ml的AG490联合顺铂用药组,当0.5μg/ml顺铂作用于Hep-2细胞时q值小于1.15,其余各组q值均大于1.15,说明50μg/ml的AG490与0.5μg/ml的顺铂对喉癌细胞的抑制为相加作用,而与1.0μg/ml顺铂、2.0μg/ml顺铂、5.0μg/ml顺铂起协同作用,OD图可见曲线右移,也提示协同作用的存在。结论:1单独抑制STAT3、HIF-1α均可抑制细胞的增殖。2联合抑制STAT3和HIF-1α可增加喉癌细胞的放射治疗和化疗的敏感性。