基础与临床-课件.ppt
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1、p53基因治疗的基础与临床研基因治疗的基础与临床研究究 第一部分研究第一部分研究 p53对人胃癌细胞放射对人胃癌细胞放射敏感性和热敏感性的作用敏感性和热敏感性的作用 国家自然科学基因课题(国家自然科学基因课题(95规划)规划)4种不同种不同p53状况胃癌细胞状况胃癌细胞4Gy剂量剂量照射后,仅照射后,仅wtp53细胞出现了明显的细胞出现了明显的G1期阻滞期阻滞(分别占原细胞总数的分别占原细胞总数的67.967.9和和61.161.1),和细胞凋亡,和细胞凋亡(比例分比例分别达别达13.0%和和15.3%)。而其他。而其他3种种p53异常的细胞都没有出现明显的异常的细胞都没有出现明显的G1期阻滞
2、和凋亡效应。期阻滞和凋亡效应。4种胃癌细胞种胃癌细胞4Gy照射后照射后w细胞、细胞、M细胞、细胞、neo细胞和细胞和823细胞生存率分别为细胞生存率分别为0.108 0.006、0.155 0.004、0.147 0.007和和0.140 0.013,W细胞生存率显著地低于后三种细胞(细胞生存率显著地低于后三种细胞(p0.05)4种胃癌细胞肿瘤种胃癌细胞肿瘤10Gy照射后体积抑制曲线:照射后体积抑制曲线:w细胞肿瘤放射反应曲细胞肿瘤放射反应曲线明显受到抑制线明显受到抑制p53对人胃癌细胞热敏感性的作用对人胃癌细胞热敏感性的作用4 4种不同种不同p53p53状况胃癌细胞在状况胃癌细胞在4242C
3、 C 2 h 2 h 或或4343C 30minC 30min后后8 8h h,仅,仅W W细细胞胞S S期比例明显增加期比例明显增加(P0.05P0.05)分)分别占别占53.553.5或或50.050.0,凋亡比率凋亡比率分别达分别达10.5%10.5%和和12.3%12.3%。而其他。而其他3 3种种细胞的细胞的S S期比例无明显增高期比例无明显增高 ,凋,凋亡比例都为亡比例都为0(0(p0.05)p0.05)。4 4种细胞种植肿瘤两次种细胞种植肿瘤两次43C 20min加热后,加热后,w细细胞肿瘤抑制曲线增长缓慢,到胞肿瘤抑制曲线增长缓慢,到20天时仅增大了天时仅增大了1倍倍,而其他而
4、其他3种细胞肿瘤增长迅速,到种细胞肿瘤增长迅速,到20天时增大了天时增大了2.7 3.6倍倍,生长速度显著地高于生长速度显著地高于W细胞细胞(P0.05)。第二部分研究第二部分研究重组人重组人p53腺病毒对人胃癌细胞腺病毒对人胃癌细胞放射敏感性和热敏感性作用放射敏感性和热敏感性作用Bax凋亡凋亡坏死坏死激活免疫系统激活免疫系统产生细胞因子和淋巴细胞产生细胞因子和淋巴细胞提高抗肿瘤体液免疫和细胞免疫力提高抗肿瘤体液免疫和细胞免疫力免疫系统免疫系统转染率与病毒剂量转染率与病毒剂量 病毒量为病毒量为50 MOI时,四种胃癌细时,四种胃癌细胞感染率胞感染率40%左右;左右;100 MOI时,时,感染率
5、达感染率达8090%(multiplicity of infection,MOI,效靶比)。效靶比)。Adp53表达定位表达定位 1:100MOI效靶比效靶比Adp53产生产生细胞高转染率(细胞高转染率(100)和)和p53基因在基因在细胞内高表达细胞内高表达,产,产生生G2/M期阻滞和凋亡增加和期阻滞和凋亡增加和细胞增殖抑制细胞增殖抑制图图1 100MOI Adp53感染感染4种种胃癌细胞胃癌细胞48小小时后时后p53蛋白的蛋白的免疫组化染色。免疫组化染色。Adp53感染细感染细胞核着棕色。胞核着棕色。显示显示p53表达在表达在细胞核内并达细胞核内并达到到100转染。转染。1.Marker
6、2.W+Adp53 3.W control 4.M+Adp53 5.M control 6.neo+Adp53 7.neo control 8.823+Adp53 9.823 control图图2:Western blot印记法显示印记法显示4种胃癌细胞种胃癌细胞100MOIAdp53感染感染后后48小时,在小时,在53KD位置上均有位置上均有一条清晰的杂交带,表明一条清晰的杂交带,表明 p53蛋蛋白高表达。白高表达。Wt Mut Neo BGC-823图图3.4种胃癌细胞种胃癌细胞100MOIAdp53感染后感染后48小时小时TUNEL法染色显示法染色显示高比率凋亡细胞被染成棕高比率凋亡细胞
7、被染成棕色。色。表表1 Adp53结合结合4Gy照射胃癌细胞存活率照射胃癌细胞存活率 存活分数存活分数 细胞系细胞系 Ad-p53组组 4Gy组组 p53+4Gy组组 Wtp53 0.6260.019 0.1170.013 0.0940.001 Mutp53 0.3690.024 0.1690.002 0.0760.009 Neo 0.5180.016 0.1520.004 0.1100.005 823 0.5260.023 0.1500.005 0.1080.025 注:采用Hotelling T2 检验表明Ad-p53+4Gy组存活分数显著低于4Gy组(P0.001)Adp53结合放射实验
8、结合放射实验 表表2 Adp53结合结合4Gy照射对照射对4种胃癌细胞的细胞周期和凋亡的影响(种胃癌细胞的细胞周期和凋亡的影响(FCM法)法)细胞系细胞系 条件条件 G1 S G2/M Sub-G1 凋亡率比值凋亡率比值Wtp53 对照组 48.25.0 29.64.0 22.24.0 4.91.1 Adp53 43.612.0 31.810.5 24.616.5 10.61.6 4Gy 61.04.2 25.19.9 13.97.5 13.42.0 Adp534Gy 41.512.0 21.76.5 36.8 15.5 39.9 5.0 3.0#Mutp53 对照组 48.512.0 39.
9、55.5 12.010.0 5.52.0 Adp53 40.32.0 38.716.0 21.010.0 17.93.2 4Gy 40.514.0 44.516.0 14.03.0 12.74.0 Adp534Gy 34.84.0 34.316.5 30.8 11.0 45.5 10.0 3.6Neo 对照组 44.05.0 33.36.5 22.75.0 7.02.5 Adp53 39.25.5 34.76.5 26.17.5 18.02.9 4Gy 43.09.0 30.27.5 26.86.5 11.45.0 Adp534Gy 29.78.0 36.27.5 34.1 9.5 25.1
10、2.5 2.2823 对照组 52.03.0 34.85.5 13.24.0 5.13.0 Adp53 42.54.0 39.82.0 21.66.0 15.84.8 4Gy 53.612.5 29.510.5 16.92.0 11.83.0 Adp534Gy 40.82.5 1.39.0 27.9 7.0 29.8 6.3 2.5 表表3 Adp53结合结合4Gy照射照射4种胃癌细胞的凋亡率种胃癌细胞的凋亡率(TUNEL法法)凋亡率(凋亡率(%)细胞系细胞系 对照组对照组 Ad-53 4Gy p53+4Gy 凋亡率比值凋亡率比值 Wt-p53 1.0 18.0 0.5 12.0 2.0 40
11、.0 2.5 3.3*Mut-p53 0.0 28.0 2.0 3.0 1.0 48.0 3.5 16.0 Neo 0.0 26.0 3.0 5.5 0.5 36.0 0.5 6.5 BGC823 0.0 25.0 4.0 5.0 1.0 35.0 1.5 7.0 *凋亡率比值凋亡率比值Adp534Gy的凋亡率的凋亡率/单纯单纯4Gy的凋亡率的凋亡率nW细胞肿瘤细胞肿瘤Adp53对对6Gy照射的抑瘤率比值为照射的抑瘤率比值为1.41,而而对对M细胞肿瘤为细胞肿瘤为1.91。图图5.2示示Adp53结合结合6Gy照照射对射对M细胞肿瘤的抑制作用细胞肿瘤的抑制作用 图图5.1示示Adp53结合结合
12、6Gy照射照射对对W细胞肿瘤的抑制作用细胞肿瘤的抑制作用相对体积相对体积相对体积 表表1 Adp53结合加温对结合加温对W细胞周期和凋亡的作用(细胞周期和凋亡的作用(FCM)条件条件 G1 S G2/M Sub-G1 热增效比热增效比对照 38.76.2 39.37.3 22.01.6 2.61.7Adp53 38.52.4 26.82.7 34.71.0 8.50.742C 2h 36.85.0 37.83.9 25.36.0 6.54.843C 0.5h 42.07.1 34.04.7 24.04.3 14.212.2Adp53+42C 2h 44.85.1 21.86.7 34.0 2.
13、9 21.4 9.8 3.3Adp53+43C0.5h 35.82.1 40.57.6 23.8 7.1 22.5 12.2 1.6 表表2 Adp53结合加温对结合加温对M细胞周期和凋亡的作用(细胞周期和凋亡的作用(FCM)条件条件 G1 S G2/M Sub-G1 热增效比热增效比对照 45.81.5 34.80.5 20.00.8 2.21.5Adp53 41.32.4 33.56.2 25.87.8 8.25.242C 2h 41.35.0 36.512.2 22.05.9 4.71.543C 0.5h 43.83.9 38.54.7 17.55.1 7.512.2Adp53+42C
14、2h 42.510.8 32.03.3 25.3 13.4 9.8 2.4 2.1Adp53+43C0.5h 41.52.5 36.39.9 22.5 12.5 13.3 0.5 1.8 时间(天)时间(天)图图6.1 Adp53结合结合43 C0.5h W细胞细胞肿瘤抑制曲线肿瘤抑制曲线 时间(天)时间(天)图图6.2 Adp53结合结合43 C0.5h W细胞细胞肿瘤抑制曲线肿瘤抑制曲线相对体积相对体积 W细胞种植肿瘤相对生长曲线细胞种植肿瘤相对生长曲线(见图见图6.1):单纯:单纯43 C 0.5h加温、单纯加温、单纯Adp53和和Adp53结合结合43 C 0.5h,肿瘤抑制率分别为,
15、肿瘤抑制率分别为15.8%、21.8%和和27.2%,Adp53的热增效比为的热增效比为1.7。M细胞种植肿瘤相对生长曲线(见图细胞种植肿瘤相对生长曲线(见图6.2):单纯加温、单纯):单纯加温、单纯Adp53和和Adp53结合加温,肿瘤抑制率分别为结合加温,肿瘤抑制率分别为24.2%、31.0%和和37.8%,Adp53的热的热增效比为增效比为1.6。临床研究临床研究Gene Therapy dreamp53 基因放疗基因放疗 野生型野生型p53p53促进放射线引发的细促进放射线引发的细胞周期阻滞和凋亡。而变异胞周期阻滞和凋亡。而变异p53 p53 减弱甚至取消这种效应减弱甚至取消这种效应
16、腺病毒介导腺病毒介导p53p53恢复肿瘤细胞内恢复肿瘤细胞内p53p53的功能,提高肿瘤细胞放射的功能,提高肿瘤细胞放射敏感性。敏感性。试验材料试验材料 重组人重组人p53腺病毒注射液(今又生)腺病毒注射液(今又生)今又生结构:今又生结构:E1基因缺失的携带人野基因缺失的携带人野生型生型p53基因的基因的5型腺病毒型腺病毒Adp53 structure Gendicine is an E1 substituted replication-incompetent recombinant adenovirus encoding the human p53 gene.E1A/E1Bdeletionp
17、53Structural proteinsE4E2E3病毒表面的蛋白质与细病毒表面的蛋白质与细胞表面的蛋白质通过胞表面的蛋白质通过“配子与配体配子与配体”结合的结合的方式,整个病毒颗粒被方式,整个病毒颗粒被细胞吞噬入细胞内。在细胞吞噬入细胞内。在细胞浆内,病毒外壳与细胞浆内,病毒外壳与内核的内核的DNA分离,其分离,其中外壳蛋白质被降解;中外壳蛋白质被降解;DNA进入细胞核。在进入细胞核。在核内,核内,DNA转录出转录出RNA(mRNA),mRNA从胞核出来进入细胞浆;从胞核出来进入细胞浆;在胞浆翻译出在胞浆翻译出 p53蛋白蛋白质质,p53蛋白质通过内蛋白质通过内质网系统再进入到细胞质网系统
18、再进入到细胞核与核内的核与核内的DNA结合,结合,以调节以调节DNA(基因)(基因)表达。表达。P53基因治疗的临床机理 瘤内注射今又生瘤内注射今又生p53基因及其靶基基因及其靶基因的表达因的表达 治疗治疗P53基因基因 上调上调P21基因及基因及Bax基因基因 下调下调VEGF基因基因 方法:方法:IHC和和RTPCR及测序及测序免疫组化法评价今又生瘤内注射后免疫组化法评价今又生瘤内注射后p53基因表达基因表达.张子苑张子苑NPC例,注药前例,注药前p53Adp53注射后注射后p53+75%刘凯恶性神经鞘瘤例刘凯恶性神经鞘瘤例 注药前注药前P53+75%,PCR+P53基因表达基因表达张沂择
19、舌癌例,注药前张沂择舌癌例,注药前P21张沂择注药后张沂择注药后P2150丁先进丁先进NPC例,注药前例,注药前P21丁先进注药后丁先进注药后P21 25P21基因表达基因表达丁先进丁先进NPC,注药前,注药前Bax丁先进注药后丁先进注药后Bax2550郑昌华郑昌华NPC例,注药前例,注药前Bax郑昌华例注药后郑昌华例注药后Bax50%张沂择例注药后张沂择例注药后Bax25-50张沂择舌癌例注药前张沂择舌癌例注药前Bax丁先进丁先进NPC例注药前例注药前VEGF75丁先进例注药后丁先进例注药后VEGF马冰清平滑肌肉瘤例注药前马冰清平滑肌肉瘤例注药前VEGF75%马冰清例注药后马冰清例注药后VE
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