Phỏt hiện virut EBV trờn bệnh nhõn ung thư vũm họng bằng phản ứng PCR Lờ Thanh Hà*; Nguyễn Lĩnh Toàn* Nguyễn Đỡnh Phỳc**; Lờ Thanh Hũa*** Tóm tắt Từ bệnh phẩm là mụ sinh thiết của 3
Trang 1Phỏt hiện virut EBV trờn bệnh nhõn ung thư vũm họng bằng phản ứng
PCR
Lờ Thanh Hà*; Nguyễn Lĩnh Toàn*
Nguyễn Đỡnh Phỳc**; Lờ Thanh Hũa***
Tóm tắt
Từ bệnh phẩm là mụ sinh thiết của 3 bệnh nhõn (BN) được chẩn đoỏn ung thư vũm họng (UTVH), phỏt hiện hệ gen EBV bằng phản ứng PCR Sử dụng kỹ thuật dũng húa và giải trỡnh tự, toàn bộ chuỗi ARN thụng tin đoạn gen LMP-1 của EBV được xỏc định trong cả 3 mẫu bệnh phẩm nghiờn cứu
* Từ khoỏ: Ung thư vũm mũi họng; EBV; LMP-1
Detect Epsstein-Barr virus in patients with nasopharyngeal carcinoma by
polymerase chain reaction
Summary
Genomic DNA from biopsy tissue of 3 patients with nasopharyngeal carcinoma (NPC) was extracted Using PCR, cloning and sequencing, the entire mRNA of the LMP-1 gene of EBV was detected We detected EBV in biopsy tissue of these 3 patients
* Key words: Nasopharyngeal carcinoma; EBV; LMP-1
ĐẶT VẤN đề
Ung thư vũm mũi họng là một loại khối
u ỏc tớnh xuất phỏt từ lớp biểu mụ phủ của
vựng vũm mũi họng Loại ung thư này
được xếp vào cỏc khối u biểu mụ của
đường tiờu hoỏ và hụ hấp trờn, là một
trong 5 loại ung thư phổ biến nhất ở người
Việt Nam và hay gặp nhất trong ung thư
vựng tai mũi họng Trờn thế giới, cũng hay
gặp ở cỏc nước vựng Đụng Nam Á và phớa
nam Trung Quốc [6]
Về nguyờn nhõn của bệnh, cú rất nhiều giả thiết, tập trung thành ba nhúm chủ yếu
đú là do virut Epstein-Barr, do di truyền và
do cỏc yếu tố mụi trường, tập quỏn ăn uống, hoỏ chất Trong thời gian gần đõy, cú rất nhiều cụng trỡnh nghiờn cứu của cỏc tỏc giả trong và ngoài nước về mối liờn quan
giữa virut Epstein-Barr và ung thư vũm mũi
họng
EBV là một thành viờn thuộc nhúm herpesvirut týp 4 gõy nhiễm bệnh trờn người [3] Cấu trỳc
* Bệnh viện 103
** Học viện Quân y
*** Viện Công nghệ Sinh học
Phản biện khoa học: PGS TS Nguyễn Thái Sơn
hệ gen của EBV là chuỗi ADN xoắn kộp,
mạch hở, kớch thước khoảng 172 kb Hệ
gen của EBV gồm 6 tổ hợp gen mó húa cho
cỏc loại protein khỏng nguyờn, ký hiệu là
EBNA, đú là EBNA-1, EBNA-2, EBNA-3A, EBNA-3B, EBNA-3C và EBNA-LP và 3 tổ hợp gen mó húa cho protein màng là
LMP-1, LMP-2A và LMP-2B [LMP-1, 5]
Trang 2Nhiễm tiềm tàng EBV là khởi đầu sớm
cho quá trình tiến triển ung thư [8] Trong
các protein có vai trò quan trọng đối với quá
trình tiến triển thành UTVH ở giai đoạn
sớm, LMP-1 là một loại đặc biệt do protein
này có khả năng gây ung thư thực nghiệm
trên chuột và LMP-1 cũng có khả năng gây
ra nhiều kiểu biến đổi kiểu hình tế bào
lympho B và tế bào biểu mô khác [2] Một
bằng chứng quan trọng chứng minh vai trò
của LMP-1 trong quá trình tiến triển UTVH
là protein LMP-1 biểu hiện và tìm thấy trong
78% số mẫu mô bệnh nhân UTVH Sản
phẩm ARN thông tin của LMP-1 là kết quả
ghép-nối (splicing) của 3 chuỗi exon, chịu
trách nhiệm tổng hợp protein màng có phân
tử lượng là 63 kDa LMP-1 có mức độ biến
đổi cấu trúc rất cao giữa các chủng, đặc
biệt ở vùng gen của exon 3 tại đầu 3’, trong
đó có những chủng EBV phân lập ở Việt
Nam [4, 7]
Trong nghiên cứu này sử dụng phản
ứng PCR, kỹ thuật dòng hóa và giải trình tự
để xác định sự tồn tại đoạn gen LMP-1 của
EBV trong mẫu mô sinh thiết của 3 BN được
chẩn đoán xác định là UTVH
ĐèI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP
nghiªn cøu
1 Đối tượng nghiên cứu
Mẫu mô sinh thiết của BN UTVH tại
Bệnh viện Tai Mũi Họng TW được sử dụng
để tách ADN tổng số, bao gồm cả hệ gen
của virut
2 Phương pháp nghiên cứu
* Phản ứng PCR:
Phản ứng PCR được thực hiện dùng cặp mồi do chúng tôi thiết kế như sau:
LMP1F (mồi xuôi):
5’-ATGGAACGCGACCTTGAGAG-3’
LMP1R (mồi ngược):
5’-TTAGTCATAGTAGCTTAGCTGAAC-3’
Sản phẩm của toàn bộ gen LMP-1 có kích thước 1,3 - 1,35 kb, thay đổi tuỳ từng chủng Chu trình nhiệt của phản ứng như sau:
940C 1 phút
550C 1 phút
720C 2 phút
35
40C Nhiệt độ bảo quản tạm thời sản phẩm
* Dòng hóa và giải trình trình tự:
Sản phẩm đoạn gen LMP-1 của EBV, sau khi tinh sạch, dòng hoá vào plasmid vector pCR2.1 (Invitrogen Inc.) Chọn lọc và tách chiết ADN plasmid tái tổ hợp theo quy trình của hãng Bioneer (Hàn Quốc) Trình
tự nucleotid ADN của plasmid tái tổ hợp mang gen LMP-1 được giải trình trên máy
tự động ABI-3100 Genetic Analyzer Phân tích chuỗi nucleotid bằng các chương trình SeqEd1.03, AssemblyLIGN1.9, MacVector 8.2 (Accelrys Inc.) và so sánh đối chiếu bằng chương trình GENEDOC 2.6.002 (http:// www.nrbsc.org/gfx/genedoc/)
28
KÕT QU Ả nghiªn cøu
VÀ BµN LU ẬN
Trang 31 Kết quả thực hiện PCR, dòng hoá
sản phẩm và tách dòng
Bằng cặp mồi LMP1F-LMP1R, sản phẩm
PCR thu được có kích thước dự kiến
khoảng 1.300 bp Kết quả điện di kiểm tra
sản phẩm PCR trên gel agarose 0,8% trình
bày ở hình 1 cho thấy đoạn ADN của EBV
có độ dài khoảng 1.300 bp Như vậy, hệ
gen của EBV đã được tách từ mô sinh thiết
của BN UTVH và sau khi thực hiện PCR đã
cho sản phẩm ADN có chất lượng và kích
thước phù hợp
Hình 1: Kết quả điện di kiểm tra sản phẩm
PCR trên thạch agarose 0,8% M: Thang
chuẩn ADN Đường chạy 1 - 3: sản phẩm
PCR 3 mẫu ADN lần lượt của BN 1, 2, 3
Kiểm tra sản phẩm dòng hóa bằng điện
di trên thạch agarose 0,8% (hình 2) Khi cắt
ADN plasmid tái tổ hợp có chứa sản phẩm
PCR (gen LMP-1) đã cho 2 băng ADN: 3,9
kb của vector và khoảng 1.300 bp của gen LMP-1 đang nghiên cứu
H×nh 2: Kết quả t¸ch dßng đoạn gen LMP-1
EBV trên thạch agarose 0,8% M: Thang chuẩn AND Đường chạy 1 - 3: sản phẩm tách dòng 3 mẫu ADN lần lượt của BN 1, 2, 3
2 Kết quả giải trình tự gen LMP-1
Đoạn ADN thu được gọi là khung gen của LPM-1, kích thước khoảng 1,3 kb, chính xác hơn sau khi phân tích là 1.268
bp, bao gồm 3 exon và 2 intron, có cấu trúc giống như tất cả các khung gen LMP-1 của các chủng trên thế giới [4]
30 60 90 120 ATGGAACGCGACCTTGAGAGGGGCCCACCGGGCCCGCCACGGCCCCCTCTAGGACCCCCCCTCTCCTCTTCCATAGGCCTTGCTCTCCTTCTCCTGCTCTTGGCGCTACTGTTCTGGCTG
M E R D L E R G P P G P P R P P L G P P L S S S I G L A L L L L L L A L L F W L>
EBVS7-VN-mRNA _>
150 180 210 240 TATATCATTATGAGTGACTGGGCTGGAGGAGCGCTCCTTGTCCTCTATGCCTTTGCTCTAATGCTTATTATTATCATTCTGATCATCTTTATCTTCAGAAGAGACCTTCTCTGTCCACTT
Y I I M S D W A G G A L L V L Y A F A L M L I I I I L I I F I F R R D L L C P L>
EBVS7-VN-mRNA _>
270 300 330 360 GGAGGTTTTGGTCTACTCCTACTGATGATCACCCTCCTGCTCATCGCTCTTTGGAATTTGCACGGACAGGCATTGTACCTTGGAATTGTGCTGCTCATCTTCGGCTGCTTACTTGTCTTA
G G F G L L L L M I T L L L I A L W N L H G Q A L Y L G I V L L I F G C L L V L>
EBVS7-VN-mRNA _>
390 420 450 480 GGTCTCTGGATCTACTTCTTGGAGATTCTCTGGCGGCTTGGTGCCACCATCTGGCAGCTTTTGGCCTTCATCCTAGCCTTCTTCCTAGACATCATCCTGCTTATTATTACTCTCTATCTA
G L W I Y F L E I L W R L G A T I W Q L L A F I L A F F L D I I L L I I T L Y L>
EBVS7-VN-mRNA _>
510 540 570 600 CAACAAAACTGGTGGACTCTATTGGTTGATCTCCTTTGGCTCCTCCTGTTTCTGGCCATTTTAATCTGGATGTATTACCATGGACAACGACACACTGATGAACACCACCACGATGACTCC
Q Q N W W T L L V D L L W L L L F L A I L I W M Y Y H G Q R H T D E H H H D D S>
EBVS7-VN-mRNA _>
630 660 690 720 CTCCCGCACCCTCAACAAGCTACCGACGATTCTAGCCATGAATCTGACTCTAACTCCAACGAGGGCAGACACCACCTGCTCGTAACTGGAGGCGCCGACGGACCCCCACTCTGCTCTCAA
L P H P Q Q A T D D S S H E S D S N S N E G R H H L L V T G G A D G P P L C S Q>
EBVS7-VN-mRNA _>
750 780 810 840 AACCTACGCGCACCTGGATGTGGTCCTGACAATGGCCCACAGGACCCTGACAACACTGATGCCAATGGCCCACAGGACCCTGACAACACTGATGACAATGGCCCACAGGACCCTGACACC
N L R A P G C G P D N G P Q D P D N T D A N G P Q D P D N T D D N G P Q D P D T>
30 60 90 120 ATGGAACGCGACCTTGAGAGGGGCCCACCGGGCCCGCCACGGCCCCCTCTAGGACCCCCCCTCTCCTCTTCCATAGGCCTTGCTCTCCTTCTCCTGCTCTTGGCGCTACTGTTCTGGCTG
M E R D L E R G P P G P P R P P L G P P L S S S I G L A L L L L L L A L L F W L>
EBVS7-VN-mRNA _>
150 180 210 240 TATATCATTATGAGTGACTGGGCTGGAGGAGCGCTCCTTGTCCTCTATGCCTTTGCTCTAATGCTTATTATTATCATTCTGATCATCTTTATCTTCAGAAGAGACCTTCTCTGTCCACTT
Y I I M S D W A G G A L L V L Y A F A L M L I I I I L I I F I F R R D L L C P L>
EBVS7-VN-mRNA _>
270 300 330 360 GGAGGTTTTGGTCTACTCCTACTGATGATCACCCTCCTGCTCATCGCTCTTTGGAATTTGCACGGACAGGCATTGTACCTTGGAATTGTGCTGCTCATCTTCGGCTGCTTACTTGTCTTA
G G F G L L L L M I T L L L I A L W N L H G Q A L Y L G I V L L I F G C L L V L>
EBVS7-VN-mRNA _>
390 420 450 480 GGTCTCTGGATCTACTTCTTGGAGATTCTCTGGCGGCTTGGTGCCACCATCTGGCAGCTTTTGGCCTTCATCCTAGCCTTCTTCCTAGACATCATCCTGCTTATTATTACTCTCTATCTA
G L W I Y F L E I L W R L G A T I W Q L L A F I L A F F L D I I L L I I T L Y L>
EBVS7-VN-mRNA _>
510 540 570 600 CAACAAAACTGGTGGACTCTATTGGTTGATCTCCTTTGGCTCCTCCTGTTTCTGGCCATTTTAATCTGGATGTATTACCATGGACAACGACACACTGATGAACACCACCACGATGACTCC
Q Q N W W T L L V D L L W L L L F L A I L I W M Y Y H G Q R H T D E H H H D D S>
EBVS7-VN-mRNA _>
630 660 690 720 CTCCCGCACCCTCAACAAGCTACCGACGATTCTAGCCATGAATCTGACTCTAACTCCAACGAGGGCAGACACCACCTGCTCGTAACTGGAGGCGCCGACGGACCCCCACTCTGCTCTCAA
L P H P Q Q A T D D S S H E S D S N S N E G R H H L L V T G G A D G P P L C S Q>
EBVS7-VN-mRNA _>
750 780 810 840 AACCTACGCGCACCTGGATGTGGTCCTGACAATGGCCCACAGGACCCTGACAACACTGATGCCAATGGCCCACAGGACCCTGACAACACTGATGACAATGGCCCACAGGACCCTGACACC
N L R A P G C G P D N G P Q D P D N T D A N G P Q D P D N T D D N G P Q D P D T>
0.5kb
2.3kb
9.4kb 23.0kb 4.3kb 6.5kb
2.0kb
M 1 2 3
0.5k
2.3k
4.3k
6.5k
9.4k
23.0k
Trang 4Hình 3: Trình tự mARN gen LMP-1 của EBV (1.116 bp)
Mũi tên chỉ dẫn vị trí ghép nối giữa exon 1 và 2, giữa exon 2 và 3 để tạo nên mARN hoàn chỉnh
Trang 5Sau khi bỏ 2 intron, chúng tôi thu được chuỗi nucleotid ARN thông tin của 1 chuỗi gen có
độ dài 1.113 bp Kết quả giải trình tự và sắp xếp nulceotid và acid amin của gen LMP-1 của
một chuỗi (hình 3)
KÕT LU ẬN
Sử dụng cặp mồi LMP1F-LMP1R, chúng tôi đã thực hiện thành công phản ứng PCR 3 mẫu ADN tách chiết từ mô sinh thiết của 3 BN được chẩn đoán UTVH Sản phẩm thu được
đã dòng hóa và giải trình tự gen, phân tích kết quả cho thấy đây chính là đoạn gen LMP-1 của EBV Kết quả cuối cùng cho thấy trong cả 3 mẫu sinh thiết của 3 BN UTVH đều có tồn tại EBV Như vậy, có thể sử dụng quy trình trong nghiên cứu này để phát hiện EBV ở BN UTVH
30
TÀI LI ỆU THAM KHẢO
1 Nguyễn Đình Phúc và Lê Thanh Hòa Virut Epstein-Barr gây ung thư vòm mũi họng và một số
phương pháp hiện đại ứng dụng trong chẩn đoán Tổng quan Tạp chí Công nghệ Sinh học 2008, 6 (2), tr.1-18
2 Cohen JI Virology and molecular biology of Epstein-Barr virus In Epstein-Barr virus Edited by
Tselis A and Jenson HB Taylor and Francis Group LLC, New York NY.2006, pp.21-37
3 Kaye KM, Izumi KM, Kieff E Epstein-Barr virus latent membrane protein 1 is essential for
B-lymphocyte growth transformation Proceedings of the National Academy of Sciences USA 1993, 90 (19), pp.9150-9154
4 Middeldorp JM, Brink AA, van den Brule AJ, Meijer CJ Pathogenic roles for Epstein-Barr virus
(EBV) gene products in EBV-associated proliferative disorders Crit Rev Oncol Hematol 2003, 4 (1), pp.1-36
5 Miller WE, Edwards RH, Walling DM and Raab-Traub N Sequence variation in the Epstein-Barr
virus latent membrane protein 1 J Gen Virol 1994, 75 (10), pp.2729-2740
6 Murray PG and Young LS Epstein-Barr virus infection: basis of malignancy and potential for
therapy Expert Rev Mol Med 2001, 3 (28), pp.1-20
7 Nguyen-Van D, Ernberg I, Phan-Thi Phi P, Tran-Thi C, Hu L Epstein-Barr virus genetic variation
in Vietnamese patients with nasopharyngeal carcinoma: full-length analysis of LMP1 Virus Genes 2008,
37 (2), pp.273-281
8 Pathmanathan R, Prasad U, Sadler R, Flynn K, Raab-Traub N Clonal proliferations of cells infected with Epstein-Barr virus in preinvasive lesions related to nasopharyngeal carcinoma The New
England Journal of Medicine 1995, 333, pp.693-698