于飛?楊育華?趙陽(yáng)?通訊作者:黃天壬
摘要:目的:探究HBV X區(qū)A1762T/G1764A突變對(duì)人肝癌HepG2細(xì)胞自噬的影響。方法:體外培養(yǎng)人肝癌 HepG2細(xì)胞;將HepG2細(xì)胞隨機(jī)分為慢病毒空白載體(陰性對(duì)照)組、HBX-wt(野生型)組,HBX-A1762T/G1764A(實(shí)驗(yàn))組。實(shí)時(shí)熒光定量 PCR(RT-qPCR)法檢測(cè)各組細(xì)胞 LC3B、P62、Beclin-1的表達(dá)情況;蛋白印跡分析法檢測(cè)各組細(xì)胞LC3B、Beclin-1、P62蛋白的表達(dá)情況。結(jié)果:與陰性對(duì)照組和HBX-wt組相比,HBX-A1762T/G1764A組LC3B、Beclin-1基因表達(dá)水平升高(P <0.05),P62水平降低(P<0.05);與陰性對(duì)照組和HBX-wt組相比,HBX-A1762T/G1764A組LC3B、Beclin-1蛋白表達(dá)水平升高(P <0.05),P62蛋白表達(dá)水平降低(P<0.05)。結(jié)論:HBV X區(qū) A1762T/G1764A雙突變可能調(diào)控了肝癌HepG2激活了細(xì)胞自噬的發(fā)生。HBV X區(qū) A1762T/G1764A突變可能是HBV所致HCC診斷和治療的潛在靶點(diǎn)。
關(guān)鍵詞:肝癌,HBV,HBX 區(qū)A1762T/G1764A突變,自噬
【中圖分類號(hào)】R575 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1673-9026(2022)10--02
肝細(xì)胞癌(hepatocellular carcinoma, HCC簡(jiǎn)稱肝癌)是世界最常見(jiàn)的惡性腫瘤之一。在全球范圍內(nèi),已有20多億人感染了乙肝病毒,全球HCC病例中大約53%與HBV感染有關(guān)[1]。一些報(bào)道也表明,乙肝病毒的遺傳特征,包括乙肝病毒的基因型和特定的基因突變,與肝細(xì)胞癌的發(fā)生有關(guān)[2-5]。HBx由HBV的X開(kāi)放閱讀框編碼,在肝癌的發(fā)生過(guò)程中起著至關(guān)重要的作用。有研究表明, HBV X區(qū)A1762T/G1764A突變是肝細(xì)胞癌發(fā)生的獨(dú)立危險(xiǎn)因素[6]。HBV X 區(qū)的A1762T/G1764A突變?yōu)橛胁町惖臒狳c(diǎn)突變,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義[7]。
自噬是一種保守的過(guò)程,通過(guò)這種過(guò)程,細(xì)胞質(zhì)物質(zhì)包括錯(cuò)誤折疊的蛋白質(zhì)、受損的細(xì)胞器和各種入侵的病原體被移除,以維持細(xì)胞內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定[8]。有研究表明,HBx可以直接與第III類磷脂酰肌醇3-激酶I(PtdIns3K)結(jié)合,增強(qiáng)PtdIns3K的酶活性,并在Huh7.5細(xì)胞中誘導(dǎo)病毒DNA復(fù)制的自噬[9]。本研究在體外建立了人肝癌細(xì)胞HBX突變模型,以探討HBV X區(qū)A1762T/G1764A突變對(duì)人肝癌HepG2細(xì)胞株自噬的影響,為肝癌治療提供可能的新靶點(diǎn)。
1 ? 材料與方法
1.1主要材料與試劑
人肝癌HepG2細(xì)胞株,課題組前期購(gòu)買。特級(jí)澳洲胎牛血清、DMEM高糖型細(xì)胞培養(yǎng)基:美國(guó)Gbico公司。逆轉(zhuǎn)錄試劑盒以及qRT-PCR試劑盒:日本TaKaRa 公司。慢病毒表達(dá)載體HBX-A1762T/G1764A突變組、HBx野生型組、陰性對(duì)照組。HBX、PI3K、AKT、mTOR基因引物:上海生工生物工序股份有限公司。乙型肝炎病毒X多克隆抗體:美國(guó)Abcam公司。beta-Actin Rabbit mAb、LC3B Rabbit mAb、P62 Rabbit mAb、Beclin-1 Rabbit mAb:美國(guó)CST公司。
1.2 ?細(xì)胞分組和轉(zhuǎn)染
HepG2細(xì)胞用含10%胎牛血清的DMEM高糖型細(xì)胞培養(yǎng)基培養(yǎng)。取對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期細(xì)胞接種于6孔板中。待細(xì)胞密度約為30%-50%時(shí),按慢病毒使用說(shuō)明書進(jìn)行轉(zhuǎn)染。實(shí)驗(yàn)分組:(1)轉(zhuǎn)染慢病毒空白載體的陰性對(duì)照組(NC),轉(zhuǎn)染含HBX野生基因型序列的野生型組(WT),轉(zhuǎn)染含HBX野生基因序列發(fā)生A1762T/G1764A位點(diǎn)聯(lián)合突變的實(shí)驗(yàn)組(EG)。
1.3 ?RT-qPCR實(shí)驗(yàn)檢測(cè)HBX、LC3B、P62、Beclin-1的表達(dá)
按照Trizol試劑盒說(shuō)明書提取各組細(xì)胞總RNA,逆轉(zhuǎn)錄得cDNA,然后按照qRT-PCR試劑盒說(shuō)明進(jìn)行PCR擴(kuò)增。PCR反應(yīng)條件為:95 °C變性10min,60°C退火 30s、72 °C延伸 40min,共40個(gè)循環(huán)。以GAPDH為內(nèi)參,2-ΔΔCt法計(jì)算HBX、LC3B、P62、Beclin-1表達(dá)水平。引物序列見(jiàn)表1。
x
1.4 ?Western blot檢測(cè)HBx、LC3B、P62、Beclin-1蛋白表達(dá)
收集各組細(xì)胞,加入RIPA裂解液提取各組細(xì)胞總蛋白。取30μg蛋白樣品行SDS?PAGE凝膠電泳,轉(zhuǎn)膜、快速封閉液封閉后,加入一抗HBx、LC3B、P62、Beclin-1、β-actin (1∶1 000),4℃搖床孵化過(guò)夜;次日洗膜后加入1∶2000稀釋的山羊抗兔IgG作為二抗,室溫孵化1 h,TBST洗滌后,加入ECL顯色發(fā)光,凝膠成像儀成像。以為β-actin內(nèi)參,Image J軟件測(cè)定蛋白灰度值,計(jì)算各組各蛋白相對(duì)表達(dá)量。
1.5 ?統(tǒng)計(jì)學(xué)方法
以統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件GraphPad Prism 8.0分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并進(jìn)行繪圖,計(jì)量資料以平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差() 描述,多組間比較使用單因素方差分析,進(jìn)一步兩組間比較行LSD-t檢驗(yàn),當(dāng)P<0.05時(shí),差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2 ?結(jié)果
2.1 ?HepG2細(xì)胞慢病毒轉(zhuǎn)染驗(yàn)證
將提取的總蛋白進(jìn)行Western blot分析,結(jié)果如圖1所示:陰性對(duì)照轉(zhuǎn)染組未見(jiàn)任何條帶,而HBX-wt、HBX-A1762T/G1764A組在相對(duì)分子質(zhì)量約為17KD處存在顯著條帶,見(jiàn)圖1。以上結(jié)果說(shuō)明成功構(gòu)建了HepG2細(xì)胞模型。
2.2 ?HBX突變對(duì)HepG2細(xì)胞LC3B、P62、Beclin-1基因表達(dá)的影響
與陰性對(duì)照組和HBX-wt組相比,HBX-A1762T/G1764A組細(xì)胞LC3B、Beclin-1基因表達(dá)水平升高(P <0.05),P62基因表達(dá)水平降低(P<0.05),見(jiàn)表2。
2.3 ?HBX A1762T/G1764A突變對(duì)HepG2細(xì)胞LC3B、P62、Beclin-1蛋白表達(dá)情況的影響
與陰性對(duì)照組和HBX-wt組相比,HBX-A1762T/G1764A組LC3B、Beclin-1蛋白表達(dá)水平升高(P <0.05),P62蛋白表達(dá)水平降低(P<0.05)。見(jiàn)圖1。
3 ?討論
乙肝病毒感染仍然是一個(gè)主要的公共衛(wèi)生問(wèn)題,在世界范圍內(nèi)造成顯著的發(fā)病率和死亡率。約20億人,即世界人口的三分之一,有過(guò)去或現(xiàn)在感染過(guò)乙肝病毒的血清學(xué)證據(jù),目前約有3.5億人持續(xù)感染[2]。慢性乙肝可導(dǎo)致慢性活動(dòng)性肝炎、肝硬變和肝癌[3]。因此,探究HBV在HCC發(fā)生發(fā)展中的作用及機(jī)制,并在此基礎(chǔ)上尋找有效的措施防治HCC尤為重要。
自噬是一種分解代謝過(guò)程,通過(guò)引導(dǎo)陳舊/受損的細(xì)胞器(如線粒體)、蛋白質(zhì)聚集體和病原體進(jìn)行溶酶體降解來(lái)維持細(xì)胞的動(dòng)態(tài)平衡。溶酶體分解的產(chǎn)物(例如氨基酸和脂肪酸)被回收,并通過(guò)溶酶體膜運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞質(zhì)中。這些代謝物可以在蛋白質(zhì)和三磷酸腺苷的生產(chǎn)中重復(fù)使用[10]。在新陳代謝壓力或營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)不足的時(shí)期,自噬迅速上調(diào),以維持能量生產(chǎn),并為基本的細(xì)胞功能提供基石。同樣,缺乏葡萄糖或氨基酸或暴露在低氧環(huán)境中的細(xì)胞依賴自噬生存[11-12]。自噬缺陷導(dǎo)致蛋白質(zhì)在肝臟中積累,導(dǎo)致肝臟腫大、肝細(xì)胞死亡和肝功能衰竭[13]。HBV感染能夠誘導(dǎo)肝細(xì)胞自噬反應(yīng),但誘導(dǎo)自噬反應(yīng)的關(guān)鍵位點(diǎn)及具體是抑制還是激活作用目前處于探索之中。本研究發(fā)現(xiàn),與陰性對(duì)照組、HBX-wt組相比,HBX-A1762T/G1764A組HepG2細(xì)胞LC3B、Beclin-1基因表達(dá)水平升高(P <0.05),P62基因表達(dá)水平降低(P<0.05)。與此同時(shí)HBX-A1762T/G1764A組LC3B、Beclin-1蛋白表達(dá)水平升高(P <0.05),P62蛋白表達(dá)水平降低(P<0.05)。提示HBX的A1762T/G1764A雙突變可能在HepG2細(xì)胞的自噬過(guò)程中起到促進(jìn)作用,從而在HBV所致的HCC中起到了一定的作用。
綜上所述 HBV X區(qū)A1762T/G1764A突變可能通過(guò)促進(jìn)HepG2細(xì)胞的自噬,影響了肝癌細(xì)胞的細(xì)胞學(xué)功能,從而可能促進(jìn)HCC的發(fā)生發(fā)展。
參考文獻(xiàn):
1.Lee WM. Hepatitis B virus infection. N Engl J Med. 1997;337(24): 1733–45.
2.Baptista M, Kramvis A, Kew MC. High prevalence of 1762(T) 1764(A)mutations in the basic core promoter of hepatitis B virus isolated from black Africans with hepatocellular carcinoma compared with asymptomatic carriers. Hepatology. 1999;29(3):946–53.
3.Kao JH, Chen PJ, Lai MY, et al. Hepatitis B genotypes correlate with clinical outcomes in patients with chronic hepatitis B. Gastroenterology.2000;118(3):554–9.
4.Kao JH, Chen PJ, Lai MY, et al. Basal core promoter mutations of hepatitis B virus increase the risk of hepatocellular carcinoma in hepatitis B carriers. Gastroenterology. 2003;124(2):327–34.
5.Yu MW, Yeh SH, Chen PJ, et al. Hepatitis B virus genotype and DNA level and hepatocellular carcinoma: a prospective study in men. J Natl Cancer Inst.2005;97(4):265–72.
6.Yang HI, Yeh SH, Chen PJ, et al. Associations between hepatitis B virus genotype and mutants and the risk of hepatocellular carcinoma. J Natl Cancer Inst. 2008 Aug 20;100(16):1134-43. doi: 10.1093/jnci/djn243. Epub 2008 Aug 11.
7.鄭丹,鄧偉,黃天壬,等.廣西壯族自治區(qū)肝癌高發(fā)區(qū)HBV基因型、BCP/前C區(qū)突變與肝癌相關(guān)性的研究[J].中華流行病學(xué)雜志,2015,36(07):725-729.
8.Mizushima, N.; Komatsu, M. Autophagy: Renovation of Cells and Tissues. Cell 2011, 147, 728–741.
9.Sir, N.; Tian, Y.; Chen, W.-L.; et al. The early autophagic pathway is activated by hepatitis B virus and required for viral DNA replication. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2010, 107, 4383–4388.
10.Rabinowitz, J. D., and White, E. (2010) Autophagy and metabolism.Science 330,1344–1348
11. Marx, J. (2006) Autophagy: is it cancers friend or foe? Science 312,1160–1161
12.Rouschop, K. M., van den Beucken, et al. (2010) The unfolded protein response
protects human tumor cells during hypoxia through regulation of the autophagy genes MAP1LC3B and ATG5. J. Clin. Invest. 120,127–141
13.Komatsu, M., Waguri, S., Ueno, T., et al.(2005) Impairment of starvation-induced and constitutive autophagy in Atg7-deficient mice. J. Cell Biol. 169,425–434
基金項(xiàng)目:廣西自然科學(xué)基金資助(編號(hào):2019GXNSFDA245001)