基因芯片檢測HBV全基因組轉(zhuǎn)染HepG2細胞株早期基因的表達.pdf

1、研究背景:
　　 由乙型肝炎病毒(HBV)導致的乙型肝炎是嚴重危害人類健康的傳染病，可引起肝硬化、肝癌、終末期肝病等嚴重并發(fā)癥。目前全世界HBV感染者超過3.5億人，我國是HBV感染高發(fā)區(qū)，現(xiàn)癥的CHB患者為2000-3000萬人。干擾素和核苷類似物用于乙肝治療取得了一定效果，但存在諸多不足之處，如價格昂貴，療效并不理想，需要長期用藥，藥物耐藥逐年增長。而新藥的開發(fā)受制于基礎(chǔ)研究方面的不足，目前對病毒的生物學過程和宿主的病理學效

2、應(yīng)仍存在許多未知之處。
　　 對病毒感染和宿主反應(yīng)的研究應(yīng)從最基礎(chǔ)的水平起步。從HBV侵入人體開始，機體的整個組織細胞-免疫網(wǎng)絡(luò)-效應(yīng)分子-免疫效應(yīng)細胞等多個成分進入了一個整體信號協(xié)同的過程，涉及到的分子生物學機理十分復雜。在諸多的研究方法和工具中，采用高通量的基因芯片技術(shù)來探索病毒和宿主細胞之間龐大的信號網(wǎng)絡(luò)具有重要的意義。目前有關(guān)HBV感染的基因芯片研究主要包括HBV的不同蛋白成分對宿主細胞的影響、藥物治療及HBV感染的并發(fā)

3、癥方面，大多數(shù)研究結(jié)果存在分歧。由于HBV本身的異質(zhì)性、感染宿主的差異性和病理機制的復雜性，尤其是HBV作為一個整體侵入宿主細胞，不僅病毒自身各部分互相影響協(xié)調(diào)，宿主細胞更是多個復雜信號分子網(wǎng)絡(luò)的整體，因此上述研究是遠遠不夠的。目前有關(guān)HBV全基因組影響細胞基因表達的生物芯片研究甚少。我們采用Affy Human U1332.0A表達譜芯片研究HBV全基因組轉(zhuǎn)染的HepG2細胞株，該芯片包含了真核細胞的50000個基因，是完成本課題的有

4、力保障。
　　 研究目的:
　　 1觀察HBV全基因組瞬時轉(zhuǎn)染HepG2細胞株2952的基因表達譜變化，研究HBV急性期感染對宿主細胞的影響，探索HBV感染的發(fā)病機制。
　　 2進一步研究目前HBV感染的先天免疫發(fā)病機制中的兩大熱點-Toll樣受體信號途徑及NK細胞介導的信號途徑，包括部分信號分子在多個細胞株的表達，探討與HBV感染的關(guān)系。
　　 材料:
　　 采用本室構(gòu)建的HBV全基因組質(zhì)粒：p

5、BlueScript-2952經(jīng)搖菌抽提質(zhì)粒后，Lgu I酶切回收3.2kbHBV DNA片斷，轉(zhuǎn)染HepG2細胞，分別檢測細胞HBV RNA的表達，培養(yǎng)上清和細胞內(nèi)HBeAg、HBsAg的分泌。Trizol收集細胞并抽提總RNA行基因芯片檢測，對結(jié)果行生物信息學分析，包括上調(diào)和下調(diào)基因分類，基因功能分類，信號通路分析等等。實時定量聚合酶鏈反應(yīng)( RT-PCR)驗證部分基因在多個細胞株的表達。
　　 方法:
　　 1制備

6、HBV全基因組質(zhì)粒：引物設(shè)計，HBV全基因組擴增的PCR程序，PCR產(chǎn)物的純化，PCR產(chǎn)物的克隆，連接SK-載體，轉(zhuǎn)化感受態(tài)細胞及陽性克隆的篩選等方法見本課題既往研究。抽提質(zhì)粒后酶切回收純化HBV DNA。
　　 2 HBV全基因組的轉(zhuǎn)染采用Lipofectamine2000轉(zhuǎn)染HepG2細胞，轉(zhuǎn)染48小時后收集細胞備用。
　　 3免疫組化及IMX法檢測HBV抗原表達，原位雜交及實時定量PCR(RT-PCR)檢測HBV

7、mRNA表達。
　　 4基因芯片檢測：提取和純化細胞總RNA，分別合成和純化cDNA、cRNA，cRNA片段化，配制雜交液芯片雜交，洗脫芯片，掃描芯片及數(shù)據(jù)分析。
　　 5實時定量PCR驗證基因：設(shè)計引物，轉(zhuǎn)染細胞收集提取總RNA，逆轉(zhuǎn)錄后行兩步法定量PCR。研究抑癌基因Lumican、NK細胞的激活性受體KLC、抑制性受體KIR在HBV急性感染2952細胞株，HBV陰性的HepG2、7402、MHCC97-H細胞株，H

8、BeAg陽性的HepG2.2.15細胞株，HBsAg陽性的Alexander細胞株的表達。
　　 結(jié)果:
　　 1成功轉(zhuǎn)染HBV全基因組，免疫組化和IMX檢測到HBV抗原分泌，細胞表達HBV RNA，表明HBV全基因組轉(zhuǎn)染成功并在細胞復制翻譯。
　　 2基因芯片結(jié)果顯示瞬時轉(zhuǎn)染細胞株2952與空白轉(zhuǎn)染組HepG2細胞株比較，表現(xiàn)為143個基因(0.286％)的顯著性改變，包括77個基因顯示上調(diào)，66個基因下調(diào)，以

9、早期的炎癥因子和趨化因子表達上調(diào)最明顯，癌基因和抑癌基因的表達在早期不占主要。Toll受體信號途徑中的TLR4、IL-6、IL-8及干擾素誘導因子等表達上調(diào)；NK細胞激活性受體KLC和抑制性受體KIR均有激活，但KLC配體維甲酸受體應(yīng)答元件1基因表達下調(diào)。本課題既往已對TLR4信號途徑作了部分研究，故進一步研究選擇了NK細胞殺傷信號途徑中的兩個受體和參與病理性纖維化的抑癌基因Lumican。
　　 32952細胞株表達的抑制性受

10、體(KIR)為KIR3DL3，激活后使磷酸酶SHP和結(jié)合蛋白Vav等去磷酸化，該受體在e抗原陽性的急慢性HBV感染HepG2細胞株較e抗原陰性的慢性HBV感染Alexander細胞株明顯上調(diào)；激活性受體為KLRC2(Killer cell lectin-like receptor subfamily C，member2,又名NKG2C)，在表面抗原陽性的急性HBV感染2952細胞株和慢性HBV感染Alexander細胞株均表達上調(diào)。

11、r>　　 4抑癌基因Lumican在2952細胞株表達上調(diào)，但在慢性HBV感染的HepG2.2.15、Alexander細胞株則表達下調(diào)。
　　 5 Lumican、KIR、KLC三個基因在高侵襲性的MHCC97-H細胞株均無明顯表達。
　　 結(jié)論:
　　 1在HBV感染宿主細胞的急性期階段，主要表現(xiàn)為細胞抗感染反應(yīng)的激活，以炎癥因子、干擾素、趨化因子等的表達為主。先天免疫中的TLR家族信號途徑和NK細胞介導的

12、殺傷信號途徑顯著改變。
　　 2 KLC、KIR和抑癌基因在HBV急慢性感染及HBV陰性細胞株的不同表達體現(xiàn)了HBV的免疫逃避機制和致癌機理。HBeAg可能通過上調(diào)抑制性受體避免NK細胞樣的殺傷。
　　 3肝癌細胞株不僅表達NK細胞激活性受體的配體，也表達免疫細胞本身的受體，并受到HBV感染的影響，該基因是否在蛋白水平和體內(nèi)的肝實質(zhì)細胞有表達及表達的意義如何值得進一步研究。
　　 4 Lumican作為抑癌基因不