超声破坏微泡靶向释放HIF-1α shRNA联合TACE治疗肝癌的实验研究

缺氧诱导因子1α（Hypoxia-inducible factor-1 alpha, HIF-1α）基因的激活和过度表达是经导管肝动脉栓塞化疗术(transcatheter arterial chemoembolization, TACE)后肝癌复发和转移的重要因素。因此，研究适当技术手段，尽可能地抑制HIF-1α的表达，是提高TACE治疗效果的重点。本研究试图构建针对HIF-1α的短发夹状RNA（small hairpin RNA，shRNA）表达质粒，将其包载于自制白蛋白微泡造影剂上，经肝动脉缓慢灌注携治疗基因的微泡，与此同时在病灶部位以超声波击碎微泡，微泡破坏产生的空化效应将导致微血管破裂、内皮细胞间隙增宽、肝癌细胞膜通透性增加、shRNA质粒释放入细胞，RNA干扰将特异性静默HIF-1α基因。超声辐照完毕后行TACE。探讨一种能有效抑制肝癌TACE治疗后复发和转移的新方案。

背景：缺氧诱导因子1α(HIF-1α)基因的激活和过表达是经导管肝动脉栓塞化疗术( TACE)后肝癌复发和转移的重要因素。方法及内容：1、构建针对HIF-1α的短发夹状RNA(shRNA)表达质粒；2、体外缺氧培养大鼠肝癌细胞walker256，利用超声靶向微泡破坏(UTMD)技术将质粒转染至细胞内，观察HIF-1α的沉默效果；3、构建wistar 大鼠肝癌模型。经大鼠尾静脉注入shRNA表达质粒与SonoVue的混合液，同时在大鼠肝癌部位用合适的超声条件击碎微泡，将shRNA质粒释放入细胞，观察沉默HIF-1α基因表达的效果和肿瘤大小的变化；超声辐照完毕后行TACE。实验分组：非治疗组、UTMD组、TACE组、UTMD+TACE组，对比分析各组对肝癌的治疗效果。重要结果 1、HIF-1α shRNA表达质粒构建成功；2、体外实验证实HIF-1α shRNA能够有效抑制缺氧条件下walker256细胞内HIF-1α 的表达；3、体内实验结果显示：非治疗组肿瘤持续增大，TACE组肝癌出现复发，UTMD组肝癌生长受抑制，TACE联合UTMD组肿瘤生长抑制明显，体积缩小，达到治愈肝癌的效果。关键数据 1、非治疗组术前、术后三天、术后7天、术后14天的肿瘤大小分别为：401.2±245.4mm3、1225.9±547.6mm3、2742.3±1549.1mm3、4888.4±3226.6mm3；2、UTMD组术前、术后三天、术后7天、术后14天的肿瘤大小分别为：321.8±177mm3、688.3±409.4mm3、729.6±487.9mm3、594.3±497.5mm3；3、TACE组术前、术后三天、术后7天、术后14天的肿瘤大小分别为：499.3±377.5mm3、900.7±589.1 mm3、1677.6±1395.2mm3、3336.3±2563.9mm3；4、UTMD+TACE组术前、术后三天、术后7天、术后14天的肿瘤大小分别为：518.6±334.1mm3、771.4±419.9mm3、421.5±298.7mm3、236.7±262.1mm3。科学意义：UTMD能有效介导HIF-1α shRNA转染至细胞内，沉默HIF-1α的表达，达到治愈肝癌、防止复发的目的，为基因治疗提供新的方法和思路。