天花粉蛋白抑制胃癌细胞生长及其分子机制研究

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目的:目前我国胃癌的发病率以及死亡率均居高不下。中药瓜蒌的块根含天花粉蛋白(trichosanthin,TCS),具有潜在的抗肿瘤作用。本文通过研究天花粉蛋白对人胃癌细胞诱导凋亡的作用,以期发现通过诱导细胞凋亡来抑制胃癌的新型中成药。同时,我们将在细胞内研究天花粉蛋白赖氨酸(K)173/精氨酸(R)174和赖氨酸(K)177的突变体对核糖体蛋白合成功能的抑制作用,进一步探讨天花粉蛋白抗肿瘤的分子机制。研究方法:取处于对数生长期的胃癌SGC7901细胞,用不同浓度的天花粉蛋白处理后,分别从细胞形态学及细胞生长增殖两方面来检测天花粉蛋白对胃癌SGC7901细胞的影响。应用流式细胞仪测定天花粉蛋白对胃癌SGC7901细胞周期及凋亡的作用。应用Western blotting 观察胃癌 SGC7901 细胞 caspase-9、caspase-3;PARP;pERK;ERK 的变化。同时,通过定点突变、质粒转化、扩增、提取、测序、转染等方法构建天花粉蛋白K173A/R174A和K177A的突变体,最后通过测定荧光素酶活性,对比野生型天花粉蛋白及突变K173A/R174A和K177A后的天花粉蛋白对核糖体蛋白合成的抑制作用。研究结果:(1)天花粉蛋白处理后的胃癌SGC7901细胞出现了皱缩、变形,对胃癌SGC7901细胞的生长有明显的抑制作用。(2)天花粉蛋白可以将胃癌SGC7901细胞阻滞于S期。(3)天花粉蛋白诱导胃癌SGC7901细胞发生凋亡,并且细胞凋亡呈现出浓度依赖性。(4)Western blotting 法检测结果显示:caspase-9,caspase-3,PARP 表达降低,呈浓度依赖性。并且随着天花粉蛋白浓度的升高,ERK表达降低,天花粉蛋白处理(7.0和14 μM)激活ERK,磷酸化ERK升高。(5)在细胞内,野生种天花粉蛋白能抑制荧光素酶活性,突变种K173A/R174A对荧光素酶活性抑制作用强于野生种天花粉蛋白,突变种K177A对荧光素酶活性抑制作用最强。研究结论:天花粉蛋白可以抑制胃癌SGC7901细胞的生长,诱导细胞凋亡。天花粉蛋白能激活ERK信号通路,说明天花粉蛋白诱导细胞凋亡与ERK信号通路有关。野生种天花粉蛋白及突变后的天花粉蛋白均具有抑制细胞核糖体蛋白合成的作用,且K177A突变体抑制核糖体蛋白合成的能力强于K173A/R174A突变体,K173A/R174A突变体抑制核糖体蛋白合成的能力强于野生型天花粉蛋白。
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