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TRIM21属于TRIM家族的成员,因包含有RING结构域,具有E3泛素连接酶的活性,能够对多种底物进行泛素化连接,因而具有广泛的功能。TRIM家族的多种蛋白被报道与癌症关系密切,而关于TRIM21,以往的研究主要集中在TRIM21介导的自身免疫性疾病、与病毒感染相关的抗病毒反应及对干扰素的调节等方面。TRIM21被报道在肝癌、弥漫大B性淋巴瘤(DLBCL)等癌组织中表达量降低,说明TRIM21可能在癌症的过程中扮演重要角色,但是其与癌症相关的具体的机制及信号途径仍是未知。我们早先的动物实验表明TRIM21能够通过p62/Keap1/NRF2/ARE途径调节细胞内的ROS水平,TRIM21缺失小鼠对三氧化二砷(As2O3)等强氧化剂的耐受性增加。干扰素具有抗病毒和抗肿瘤的双重作用,广泛应用于临床,IFN-γ被证实对多种肿瘤细胞具有抑制作用,但其对肝癌细胞的作用机制尚未完全阐明,对其机制的进一步研究有利于更好的应用IFN-γ对肝癌及其他疾病的临床治疗。分别有研究表明IFN-γ能够促进TRIM21表达和ROS的产生,IFN-γ促进细胞内ROS的产生,是IFN-γ发挥作用的关键步骤,同时基于TRIM21在调节细胞内ROS水平方面的作用,IFN-γ、TRIM21及ROS三者之间有着密不可分关系。但是尚未有直接证据表明TRIM21是否参与调节IFN-γ引起细胞内ROS水平增高以及抑制肝癌细胞增殖的过程,进一步阐明IFN-γ和TRIM21的关系和作用机制,有利于为IFN-γ和TRIM21在肝癌的诊断和治疗中的作用提供理论依据。目的利用TCGA数据库中的资料,比较TRIM21在肝癌和癌旁组织间表达的差异,并分析TRIM21的表达对肝癌患者预后的影响,以评价TRIM21在肝癌组织中的作用。进一步明确IFN-γ能否抑制肝癌细胞的增殖,及TRIM21/p62/Keap1/NRF2/ARE通路是否参与IFN-γ对肝癌细胞系氧化应激水平的调节,为评价TRIM21在临床上的应用奠定基础,同时为IFN-γ在肝癌治疗上的应用提供理论依据。方法首先进入UCSC网页(http://xena.ucsc.edu/)下载TCGA数据库中的TRIM21基因表达数据及临床资料,比较TRIM21在肝癌和癌旁组织间表达的差异。对肝癌组织样本的TRIM21基因表达进行由低到高排序,将样本均分为三组,进行生存分析,比较5年无复发生存率(RFS)及总生存期(OS),同时分析TRIM21的表达与临床病理资料之间的关联。其次,以SMMC-7721肝癌细胞系为模型,观察IFN-γ对肝癌细胞的抑制作用,检测IFN-γ作用后细胞TRIM21的表达及ROS的产生情况。用shTRIM21和shNC的慢病毒转染细胞后,比较细胞对于IFN-γ作用的差别,判断TRIM21是否参与IFN-γ抑制肝癌细胞的过程。通过免疫印迹、免疫荧光及RT-qPCR的方法检测IFN-γ处理后抗氧化相关蛋白的变化及在shTRIM21和shNC细胞之间的差异,判断TRIM21是否通过TRIM21/p62/Keap1/NRF2/ARE通路参与IFN-γ对肝癌细胞的抑制作用。结果1.通过TCGA数据库资料分析尚不能明确TRIM21在肝癌组织及癌旁组织表达的差异,但是TRIM21低表达组较中、高表达组具有更高的5年复发率,而中、高表达组之间无显著性差异。TRIM21低、中和高表达三组患者之间的总生存率无显著性差异。2.TRIM21的表达和肿瘤的TNM分期呈现负相关,具有肝炎病史的病人更容易具有TRIM21的高表达。3.IFN-γ能够抑制肝癌细胞的增殖,且在一定浓度范围内具有剂量依赖性。4.IFN-γ对TRIM21敲减的肝癌细胞抑制作用减弱,表明TRIM21参与了IFN-γ对肝癌细胞的抑制作用。5.IFN-γ能够诱导TRIM21的表达和促进细胞内ROS的产生。6.shTRIM21转染的细胞,IFN-γ处理后二聚体活性形式的p62增多,Keap1降解增多,NRF2向细胞核内转移增多,NRF2调控基因HMOX1、NQO1表达增多。同时结合IFN-γ对shTRIM21转染的细胞抑制作用减弱的实验结果,表明TRIM21/p62/Keap1/NRF2/ARE通路参与了IFN-γ对肝癌细胞的抑制作用。结论TRIM21的表达与肝癌患者根治性切除术后的复发及TNM分期呈现负相关,TRIM21在肝细胞中可能是一个抑癌基因的角色,参与肝癌的发生发展,所以TRIM21有可能成为肝癌诊断或预测指标,也有可能成为临床治疗的靶点。通过shTRIM21和shNC两组细胞的对比,发现IFN-γ可以通过引起细胞内ROS水平的增高抑制肝癌细胞增殖,TRIM21可以通过p62/Keap1/NRF2/ARE信号通路对抗氧化相关蛋白进行负调节,增加肝癌细胞对IFN-γ的敏感性。我们的这一发现具有以下几点重要的意义:首先,为IFN-γ的抗肿瘤效应提供了理论依据,对肝癌的治疗提供了新的选择。其次,可以利用TRIM21的抗氧化负调控作用,与传统放疗、化疗手段结合,提高肝癌的治疗效果。