人体血红素加氧酶-1的研究进展

血红素加氧酶（heme oxygenase,HO)是哺乳动物中血红素代谢的限速酶,HO－1是HO同功酶之一,主要分布在肝、脾、肺等多种脏器,具有调节和保护功能。作者拟从人体HO－1蛋白的晶体结构、HO－1的功能和HO－1表达的诱导因素,以及HO－1基因的表达与调控等研究进展做一综述。     

血红素加氧酶-1与支气管肺发育不良

血红素加氧酶(heme oxygenase,HO)是最广泛存在的抗氧化防御酶之一。血红素加氧酶-1(HO-1)是HO重要的同工酶,为一种氧化应激反应蛋白,具有机体保护作用。HO-1与HO分解产物组成机体重要的内源性保护系统,具有抗氧化损伤、抗炎及抗细胞凋亡等作用。支气管肺发育不良(bronchopulmonary dysplasia,BPD)是严重影响早产儿生存及远期生活质量的慢性肺部疾病,其发病机制复杂,氧化应激是其主要发病机制之一。HO-1作为一种重要的抗氧化剂,在BPD的发病过程中发挥重要作用。     

血红素加氧酶-1重组载体的构建及在胃癌细胞中的初步研究

目的构建人血红素加氧酶-1（hemeoxygenase-1,HO-1）及其突变体的真核表达载体,观察其在胃腺癌细胞中HO-1表达和活性变化,研究HO-1活性变化的胃腺癌细胞对顺铂抗药能力的变化,为进一步研究HO-1对肿瘤细胞影响机制奠定基础。方法根据GenBank中HO-1cDNA序列设计引物,调取基因并克隆入pcDNA3．1（＋）质粒中,构建表达人野生型HO-1与突变型HO-1（HO-1G143H）的重组质粒。脂质体介导重组质粒转染胃腺癌细胞BGC823,用RT—PCR和Western印迹法分别检测细胞中HO-1mRNA的表达和蛋白表达水平,体外测定HO—1活性变化,应用顺铂进行体外抗药性实验。结果酶切鉴定和测序证实,HO-1真核表达载体构建成功;转染质粒后的BGC823,HO-1的mRNA和蛋白的表达水平明显上升;转入野生型质粒的细胞HO-1活性上升,转入突变型质粒的细胞HO-1活性下降;HO-1活性下降BGC823细胞抗顺铂杀伤能力增强。结论构建了HO-1野生型与突变型真核表达载体;将其转入胃腺癌细胞,引起了HO-1的mRNA和蛋白表达的增加和活性变化;体外实验表明,HO-1活性下降的BGC823细胞抗顺铂能力增强。     

血红素加氧酶-1在消化系统疾病中的作用

血红素加氧酶-1(heme oxygenase-1,HO-1)是血红素分解代谢过程中的限速酶。HO-1及其降解产物(CO、胆绿素及Fe~(2+))能够通过各种途径调节机体免疫功能、抑制炎症反应和细胞凋亡,在消化系统疾病中发挥潜在的保护作用。该文综述了HO-1基因的表达和调节及其在胃肠道和肝病中的作用。     

血红素加氧酶-1在中枢神经系统疾病中的作用

血红素加氧酶-1(heme oxygenase-1,HO-1)是一种应激蛋白,可将血红素降解为胆绿素、游离铁和一氧化碳。目前,国内外普遍认为HO-1在神经系统损伤后的应激反应中有至关重要的作用,其表达量与神经元凋亡和神经变性密切相关。本文对近年来HO-1在神经系统损伤性疾病中的现有研究结果进行了总结分析,旨在为相关研究的发展提供新的思路和方向。     

血红素加氧酶-1对肝癌细胞细胞周期调控因子的影响

目的观察血红素加氧酶-1（heme oxygenase 1,HO-1）对人肝癌细胞HepG2细胞周期调控因子的影响。方法构建含有野生型和突变型HO-1基因的重组载体pcDNA3．1（＋）-wtHO-1和pcDNA3．1（＋）-mHO-1G143H。利用脂质体介导的方法将构建好的重组载体转染肝癌细胞系HepG2,以空载体转染作为对照组。通过G418筛选建立稳定表达野生型和突变型HO-1的HepG2肝癌细胞系。经半定量RT—PCR、Western印迹检测转染细胞系中HO-1 mRNA和蛋白的表达水平。在HO-1表达改变的稳转细胞系中,利用Western印迹检测转染细胞系中P21、P27蛋白表达水平。结果成功实现了野生型和突变型HO-1在HepG2细胞中的过表达;野生型和突变型HO-1过表达均能诱导抑癌基因p21和p27的表达。结论HO．1过表达诱导抑癌基因p21和p27的表达与血红素分解产物无关。HO-1可能通过其它机制调节p21和p27的表达。     

转染人血红素加氧酶-1基因对大鼠血管平滑肌细胞抗氧化损伤的作用

本实验构建含人血红素加氧酶-1（hHO-1)基因的逆转录病毒载体XM-6/hHO-1,将其导入离体培养的大鼠血管平滑肌细胞（vascular smooth muscle cells,VSMC),观察外源性hHO-1基因在VSMC内的表达及其抗活性氧损伤作用,结果表明：（1）hHO-1基因可在靶细胞中明显表达,转染VSMC的HO-1蛋白表达和HO酶活性分别比非转染细胞高1.8倍和2.0倍;（2）转染hHO-1的VSMC可对抗大剂量H2O2对细胞的损伤作用,表现为细胞存活率增加和乳酸脱氢酶（LDH）漏出减少,上述保护作用可被HO特异性抑制剂锌原卟啉IX（Zinc-proto-porphyrinIX,ZnPP-IX)所阻断,研究结果提示,外源性HO-1的过量表达可增加VSMC对抗氧化损伤的能力。     

沉默MDR1基因表达逆转肺癌A549/DDP细胞对顺铂的耐药性

本研究以A549/DDP细胞为实验对象,利用shRNA(short hairpin RNA)沉默MDR1基因,逆转人肺癌A549/DDP细胞对顺铂的耐药性。构建3种靶向MDR1基因重组干扰载体,稳定转染A549/DDP细胞,qRT-PCR检测MDR1 mRNA表达水平,Western blotting检测MDR1蛋白表达水平,MTT法检测细胞对顺铂的敏感性。结果显示成功构建了3种靶向MDR1的重组表达载体p2.1-1、p2.1-2和p2.1-3。3种干扰表达载体均能有效沉默A549/DDP细胞MDR1基因表达,其中p2.1-3对MDR1沉默效果最好,对mRNA和蛋白的沉默效率分别为51.47%和53.24%。转染p2.1-3的细胞对顺铂的IC50由(72.08±7.00)μmol/L降至(31.89±3.39)μmol/L,逆转率达到(67.60±5.70)%。这些结果表明靶向MDR1的重组干扰载体均能够有效抑制MDR1表达,其中p2.1-3干扰效果最佳并且能逆转A549/DDP细胞对顺铂的耐药性。     

诱导血红素加氧酶-1表达在器官移植中的保护作用

器官移植术中及术后移植器官的缺血再灌注损伤（ischemia-repeffusion injury,IRI）和免疫排斥反应一直困扰着外科医生.血红素加氧酶-1（heme oxygenase-1,HO-1）是血红素代谢过程中的限速酶,广泛分布于哺乳动物的各种组织细胞中.血红素在它的催化下降解代谢为一氧化碳（CO）、胆绿素和游离铁离子.HO-1在氧化应激、炎性反应、低氧和缺血等状态下均能高度表达.HO-1及其催化血红素代谢产物主要通过抗炎性反应、抗氧化反应、调节同种异体反应性T细胞的活性及增殖、抗内皮细胞凋亡、抑制内皮细胞活化等作用机制,对移植器官起到抗IRI和抗免疫排斥作用,从而增加移植器官成活率及延长其存活时间.     

Daintain/AIF-1强化了HepG2细胞顺铂耐药性的产生

目的：探讨炎症因子Daintain/AIF-1对肝癌细胞耐药性产生的影响。方法：利用MTT法测定耐药HepG2细胞株的IC50,流式细胞术测定耐药细胞株期凋亡率,HPLC方法检测隔耐药细胞株胞内顺铂的外排。结果：Daintain/AIF-1提高了HepG2耐药细胞株的IC50;再次受到相同剂量顺铂的攻击时,Daintain/AIF-1与顺铂联合运用构建的耐药细胞株凋亡率明显下降;Daintain/AIF-1促进了耐药细胞株胞内顺铂的外排。结论：此研究表明Daintain/AIF-1通过影响胞内顺铂的外排而促进了肝癌细胞对顺铂耐药性的产生。     

血红素加氧酶-1在肿瘤中的表达及生物学功能

血红素加氧酶-1(HO-1)是血红素分解代谢的关键酶,是一种广泛存在于人体各组织器官的抗氧化防御酶,在多种刺激条件下发挥抗氧化、抗炎及抑制细胞凋亡等重要生物学作用。近年研究发现,HO-1在多种人体肿瘤组织中表达增强,参与肿瘤血管生成、增殖、转移等多种生物学过程,与肿瘤的发生发展密切相关。同时,HO-1在化疗、放疗等应激条件下表达上调,可增强肿瘤的耐药性,使肿瘤对治疗的敏感性降低。我们简要综述HO-1在肿瘤中的表达及其对肿瘤发生、发展的影响。     

用siRNA沉默人血红素加氧酶-1基因降低胆红素水平

拟通过RNA干扰技术特异下调人血红素加氧酶-1(human heme oxygenase-1,hHO-1)基因的表达,减少hHO-1的产量从而降低胆红素的产生,探讨在胆红素产生前就阻断其产生,为临床早期防治新生儿高胆红素血症及胆红素中毒性脑病探索一种新的有效手段。针对hHO-1基因设计并化学合成三对小分子干扰RNA(small interfering RNA,siRNA)。采用脂质体转染法将siRNA转染入人肝脏细胞株HL-7702;荧光显微镜检测siRNA转染细胞的效率;转染siRNA1~2天后经RT-PCR和Western印迹方法检测hHO-1表达水平和蛋白质量;并采用HO-1诱导剂血红素诱导或hHO-1表达质粒转染细胞以上调hHO-1表达,检测siRNA干扰后hHO-1产量和酶活性。结果显示:设计的三对siRNA能不同程度的特异下调hHO-1表达,筛选获得抑制效果最佳的siRNA-3。siRNA-3抑制hHO-1呈现浓度与时间依赖性。与非特异对照siRNA及未处理组比较,血红素诱导和hHO-1表达质粒转染均能上调HL-7702细胞内hHO-1表达,提高hHO-1产量,但转染siRNA-3后hHO-1表达明显抑制,同时hHO-1活性随着基因表达下调而下降。实验表明设计合成的siRNA-3抑制效果明显。siRNA-3通过降解hHO-1,减少hHO-1产量,降低酶活性,最终减少胆红素产生,从而使RNA干扰技术成为降低新生儿高胆红素血症和胆红素中毒性脑病发生的一种候选方法。     

基因重组大肠杆菌表达血红素加氧酶-1及培养条件优化

【背景】血红素加氧酶-1 (HO-1)具有抗氧化应激、抗凋亡和抗纤维化等多种生理效应,有望成为一种新型药物应用于临床疾病的治疗。【目的】构建表达HO-1的基因重组大肠杆菌(Escherichiacoli),并优化其表达培养条件,实现HO-1高产率的表达。【方法】PCR法克隆集胞藻(Synechocystissp.)PCC6803的HO-1基因(ho1),构建重组质粒pET-28a-ho1,转化大肠杆菌BL21(DE3)菌株,单因素实验优化表达培养基的种类、诱导剂添加时间、诱导培养时间、诱导剂浓度和诱导培养温度。【结果】构建了表达HO-1的基因重组大肠杆菌BL21(DE3)/pET-28a-ho1菌株,用甘油(GY)培养基培养至菌体浓度OD_(600)约为0.8时,加入终浓度为0.1 mmol/L的IPTG诱导,30°C诱导培养6 h,HO-1的表达量最高,Ni-NTA柱分离纯化得到的HO-1收率占细胞总蛋白的10.9%。【结论】获得了可溶性表达HO-1的基因重组大肠杆菌及其较佳的培养条件,为进一步研究集胞藻来源的HO-1的酶学性质和应用奠定了基础。     

血红素加氧酶-1、树突状细胞和调节性T细胞在慢性气道炎症中的作用及相互关系

慢性气道炎症是多种肺部疾病的共同病理生理过程,是由多种炎症细胞、炎症介质及细胞因子相互作用所致的气道病变。血红素加氧酶(HO)-1、树突状细胞(DC)和调节性T细胞(Treg)参与了气道炎症并发挥不同的作用,表现在HO-1具有抗炎抗氧化及保护细胞的作用;DC除可导致或持续气道炎症反应外,也具有负向调控作用,可诱导免疫耐受而抑制炎症的发展;而Treg可发挥免疫调抑功能,以此维持免疫稳态及抑制气道炎症。HO-1、DC和Treg相互作用,影响着气道炎症的发生发展。现对三者在气道炎症中的作用及相互关系进行综述。     

血红素加氧酶1在斑马鱼低氧应激中的保护作用研究

实验探讨了低氧条件下血红素加氧酶1（Ho1）对斑马鱼的保护作用。Real-time PCR结果显示,低氧条件下斑马鱼ho1 mRNA水平在斑马鱼胚胎和离体培养细胞ZF4中显著增加,而在成鱼的不同组织中呈现不同的反应。低氧处理24h后,斑马鱼脑、鳃和肝脏中ho1 mRNA表达量明显上升,而在心脏和肾脏中ho1 mRNA表达量显著降低。用锌原卟啉IX（ZnPPIX）抑制ZF4细胞ho1的表达,采用CCK8试剂盒检测细胞存活率,结果显示抑制ho1表达可导致低氧条件下ZF4细胞存活率明显降低。利用Hoechst染色和caspase 3活性检测发现,在低氧条件下抑制ho1表达后ZF4细胞的凋亡率较对照组显著增加,而Ho1的诱导剂可显著降低低氧条件下抑制组的细胞凋亡率。这些结果表明斑马鱼Ho1可能通过抗细胞凋亡发挥低氧保护作用。     

小干扰RNA靶向EGFR基因逆转卵巢癌细胞顺铂耐药的研究

目的：探讨载体表达的小干扰RNA（siRNA）影响卵巢癌耐药细胞株EGFR基因的表达并逆转其顺铂耐药的可行性。方法：体外构建EGFR小发卡状RNA（shRNA）的表达质粒,脂质体法介导将其转染入SKOV3/DDP细胞。实验分为正常对照组、空质粒转染组、非特异性转染组和特异性转染组。采用逆转录聚合酶链反应（RT-PCR）检测EGFR mRNA的表达;使用免疫细胞化学法（ICC）检测EGFR蛋白的表达;使用四甲基偶氮唑蓝法（MTT）测定各组细胞对顺铂的半数抑制浓度（IC50）。结果：EGFR shRNA转染组细胞EGFR mRNA的表达与其他两组相比明显减弱（P〈0.01）,EGFR蛋白表达明显下调（P〈0.01）;顺铂敏感性比正常对照组提高了约2.5倍。结论：针对EGFR合成的siRNA能够有效地抑制EGFR mRNA和蛋白的表达,并能恢复其对顺铂的敏感性。应用RNAi技术,能够逆转卵巢癌细胞对化疗药物的耐药性。     

血红素加氧酶-1在缺血/再灌注损伤中的保护作用

血红素加氧酶-1(Heme Oxygenase-1,HO-1)是催化血红素分解的关键酶。近年来,人们对血红素降解产物的抗氧化、抗炎症等功能的认识推动了对HO酶系的研究。缺血／再灌注损伤(IRI)是一个重要的临床问题,而临床上对IRI的防治尚缺乏有效的方法。目前发现HO-1过表达具有抗IRI的作用,其保护作用的可能机制有：抗氧化作用、调节微循环、调节细胞周期和抗炎症作用。     

血红素加氧酶-1在对抗过氧化氢引起的血管低反应性中的作用

目的：研究HO-1的诱导剂是否可对抗H2O2引起的血管低反应性,并探讨其作用机制。方法：采用血管环灌流装置,观察胸主动脉环的收缩效应。结果：①SD大鼠腹腔注射高铁血红素后,主动脉HO-1活性和血中CO含量增高;同时,H2O2引起的血管收缩功能下降的现象明显改善。②KATP通道阻断剂优降糖,而非GC抑制亚甲蓝,可取消高铁血红素的抗H2O2损伤的作用。③Hemin＋H2O2组与单纯H2O2组的钙收缩曲线无明显差异。④无钙液中,高铁血红素可抑制H2O2引起的咖啡因和PE诱导的收缩幅度的下降。结论：诱导主动脉HO-1活性增加,可对抗氧化应激引起的血管收缩反应的低下,其机制可能是通过激活KATP通道,影响细胞内贮存钙的释放起作用。而与GC信号转导通路无关。     

血红素加氧酶-1显性负性突变体转基因小鼠模型的建立与鉴定

目的建立血红素加氧酶-1(heme oxygenase-1,HO-1)显性负性突变体G143H转基因小鼠模型。方法通过SalI/DraI酶切pCAGGHO-1G143H转基因表达载体,纯化回收HO-1G143H表达盒片段;通过显微注射把表达目的基因的DNA片段导入FVB小鼠受精卵原核,并移植给同期发情的假孕受体母鼠,获得子代小鼠;用PCR对子代鼠尾DNA进行鉴定,并用Southern blot对结果做进一步验证;通过RT-PCR、免疫组化和Western blot方法检测HO-1基因的表达。结果表达盒回收片段正确;假孕鼠出生的17只子代小鼠共有3只阳性,均为雄性;RT-PCR、免疫组化和Western blot结果表明,阳性小鼠体内的HO-1 mRNA与蛋白表达水平增高。结论成功建立HO-1显性负性突变体G143H表达的转基因小鼠,该模型为研究HO-1在体内的作用机制奠定了基础。     

顺铂肾损伤机制的研究及进展

顺铂(cDDP)是临床化疗最常用的药物之一.它是一种广谱抗肿瘤药,对实体肿瘤的疗效尤为明显,其疗效与剂量成正比.