利用RNAi技术阻抑hTERT和Bi-1双基因表达治疗鼻咽癌的实验研究

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[目的]   鼻咽癌(nasopharyngeal carcinoma,NPC)是我国华南地区的高发性恶性肿瘤,研究表明其发病除与EB病毒感染、化学致癌物有关外,与遗传易感基因也有密切的关系。近年来,RNA干扰(RNA interference,RNAi)的研究进展非常迅速,这项技术极有可能用于肿瘤临床治疗。本研究拟从基因治疗的角度出发,首先在细胞水平上研究以RNAi的方式抑制人鼻咽癌低分化细胞株CNE-2中人端粒酶末端逆转录酶(human telomerase reverse transcriplase,hTERT)和Bax抑制因子-1(Bax inhibitor-1,Bi-1)基因的表达对细胞增殖和凋亡的影响,其次通过建立鼻咽癌裸鼠移植瘤模型从动物整体水平研究以RNAi方式抑制上述两个靶基因后基因表达的变化和对肿瘤生长的影响,从而探讨治疗鼻咽癌的新策略。   [方法]   首先,用以前筛选构建的重组质粒:即以pcDNA3.1(+)为载体构建的含T7启动子的shRNA真核表达载体shRNA-TR、shRNA-Bi-1、shRNA-TR-Bi-1和各自的阴性对照载体,hTERT和Bi-1基因的最佳干扰靶点为(hTERT,gi:AF015950,2474~2492位;Bi-1,gi:23271944,738~760位)。用LipofectamineTM2000(Lip)将各重组质粒转染至鼻咽癌细胞株CNE-2内,并用流式细胞术(FCM)检测转染率;用MTT法观察干扰载体及转染试剂对CNE-2细胞生长增殖的影响;测量Caspase-3活性并结合FCM来检测细胞凋亡;用Real-Time PCR法检测shRNA重组质粒对hTERT和Bi-1基因表达的抑制效果;用Western-blot观察抑制相关基因后其蛋白质表达的变化;采用Hoechst33258染色,并用荧光显微镜观察鼻咽癌细胞形态学的变化;用细胞创伤愈合实验观察细胞迁移能力的变化;用软琼脂克隆形成实验观察细胞克隆形成能力。   其次,建立鼻咽癌裸鼠移植瘤模型;用上述重组质粒与Lip的混合物瘤内注射后测量肿瘤体积及计算肿瘤生长抑制率,绘制生长曲线;用HE染色观察瘤组织病理改变;用Real-time PCR法检测各重组质粒作用瘤组织后hTERT和Bi-1基因mRNA表达情况;用免疫组化检测各重组质粒作用瘤组织后hTERT和Bi-1蛋白的表达情况;并用TUNEL法检查肿瘤组织细胞凋亡。   [结果]   体外水平结果:Lip对质粒pEGFP-N1的转染率为66.26%。分别转染7种shRNA的重组质粒(pcDNA3.1(+)、shRNA-TR、shRNA-TRs、shRNA-Bi-1、shRNA-Bi-1s、shRNA-TR-Bi-1、shRNA-TR-Bi-1s)后,shRNA-TR、shRNA-Bi-1和shRNA-TR-Bi-1组的CNE-2细胞生长增殖能力降低,其中shRNA-TR-Bi-1组的生长增殖能力最低(P<0.01);转染shRNA-TR、shRNA-Bi-1和shRNA-TR-Bi-1重组质粒后,荧光显微镜下可见部分鼻咽癌细胞出现典型的凋亡形态学变化;与未处理组相比,shRNA-TR、shRNA-Bi-1和shRNA-TR-Bi-1组中hTERT和Bi-1的mRNA表达水平明显下调(P<0.01)且蛋白的表达也相应减弱。细胞的迁移能力、克隆形成能力均有所降低,其中以shRNA-TR-Bi-1组更明显(P<0.05)。   体内观察结果:成功建立鼻咽癌移植瘤模型:与未处理组、Lip组和pcDNA3.1(+)相比,用各重组质粒与脂质体的复合物治疗后,shRNA-TR、shRNA-Bi-1和shRNA-TR-Bi-1组的瘤体积增长减慢,瘤组织出现细胞凋亡现象及病理性改变,以shRNA-TR-Bi-1组更明显;shRNA-TR、shRNA-Bi-1和shRNA-TR-Bi-1组中瘤组织hTERT和Bi-1的mRNA表达水平显著下调(P<0.01)且蛋白表达也相应减弱。   [结论]   Lip介导靶向作用人hTERT和Bi-1基因的重组干扰质粒在体外能特异、有效地阻抑目的基因的表达,鼻咽癌细胞株CNE-2的增殖、迁移,克隆形成能力受到一定的抑制,出现明显的细胞凋亡;在体内同样也能阻抑靶基因的表达,鼻咽癌移植瘤的生长减慢。
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