缺氧诱导因子1α经多配体蛋白聚糖1调控缺氧胶质瘤细胞增殖及替莫唑胺抵抗机制初探

作者：龚胜; 汪攀; 廖彬; 赵璐; 吴南^*

来源：中华神经外科杂志, 2023, 39(10).

• 神经胶质瘤
• 细胞缺氧
• 缺氧诱导因子1
• 多配体蛋白聚糖1
• 细胞增殖
• 转录调控
• 化疗抵抗

目的初步探讨缺氧诱导因子1α(HIF-1α)与多配体蛋白聚糖1(SDC1)在缺氧胶质瘤细胞增殖及替莫唑胺(TMZ)化疗抵抗调控中的相互作用。方法将U87细胞分为常氧组、常氧+TMZ组、常氧空载组、常氧空载+DMSO组、常氧空载+TMZ组、常氧SDC1过表达组、常氧SDC1过表达+TMZ组, 缺氧组、缺氧+TMZ组、缺氧空载组、缺氧敲除HIF-1α组、缺氧敲除HIF-1α组+TMZ、缺氧SDC1干扰组、缺氧空载+DMSO组、缺氧空载+TMZ组、缺氧SDC1干扰+TMZ组。采用低氧探针检测细胞缺氧情况;TMZ处理72 h后, 采用CCK-8法检测细胞增殖、流式细胞术检测细胞凋亡情况;敲除HIF-1α后, 于缺氧条件下培养细胞并给予TMZ处理2 、4 、6 、8 d, 检测细胞的乳酸脱氢酶(LDH)释放及细胞凋亡。采用实时荧光定量聚合酶链反应(RT-qPCR)和蛋白质免疫印迹(WB)法检测细胞HIF-1α、SDC1基因和蛋白质的表达量;采用染色质免疫共沉淀(ChIP)-qPCR(ChIP-qPCR)法检测HIF-1α与SDC1启动子结合情况。分析中国脑胶质瘤基因组图谱(CGGA)数据库(321例)、基因表达谱数据交互分析(GEPIA)数据库(681例)的肿瘤标本, 分析HIF-1α和SDC1基因在不同级别脑胶质瘤中的表达情况, 以及高、低表达SDC1脑胶质瘤患者生存期的差异;HIF-1α与SDC1基因在脑胶质瘤标本中表达的相关性。结果低氧探针检测证实缺氧组细胞处于缺氧状态。CCK-8和流式细胞术检测显示, 与常氧+TMZ组比较, 低氧+TMZ组细胞的存活率高、凋亡率低(均P<0.01)。WB检测显示, 与常氧组比较, 缺氧组细胞的HIF-1α表达高(P=0.040);缺氧敲除HIF-1α组HIF-1α的表达量低于缺氧空载组。缺氧敲除HIF-1α+TMZ组的LDH释放量和细胞凋亡率均高于缺氧空载+TMZ组(均P<0.01)。RT-qPCR检测显示, 与缺氧空载组比较, 缺氧敲除HIF-1α组的SDC1 mRNA表达量下降;WB检测显示, 缺氧敲除HIF-1α组SDC1蛋白的表达降低(均P<0.01);CCK-8检测显示, 常氧空载+TMZ组的细胞数量低于常氧空载+DMSO组和常氧过表达SDC1+TMZ组(均P<0.01);缺氧干扰SDC1+TMZ组和缺氧空载+TMZ组的数量均低于缺氧空载+DMSO组(均P<0.01), 而缺氧干扰SDC1+TMZ组细胞数低于缺氧空载+TMZ组(P<0.01)。流式细胞术检测显示, 常氧过表达SDC1+TMZ组细胞凋亡率显著低于常氧空载+TMZ组(P=0.030), 而缺氧干扰SDC1+TMZ组细胞凋亡率显著高于缺氧空载+TMZ组(P<0.01)。ChIP-qPCR分析显示, HIF-1α在SDC1启动子上的-1314～-1310处存在结合位点。GEPIA、CGGA数据库的数据分析结果显示, 在脑胶质瘤组织中HIF-1α、SDC1的表达水平高于非肿瘤脑组织, 且随着胶质瘤WHO级别的增高表达水平相应升高(均P<0.05)。脑胶质瘤组织的HIF-1α与SDC1 mRNA的表达呈正相关(P<0.05)。低表达SDC1组患者的生存期长于高表达SDC1组(P<0.01)。结论缺氧条件下, HIF-1α作为转录因子经SDC1促进胶质瘤细胞的增殖及TMZ的化疗抵抗。

• 单位
  重庆市人民医院