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海洋微生物种类高达100万种以上,其代谢产物的多样性也是陆地微生物无法比拟的。醌类化合物是一类广泛存在的小分子化合物,如蒽环类抗生素、表阿霉素、柔红霉素、紫草素、大黄酚、维生素K3等,它们具有多种生物活性。随着人们对海洋微生物代谢产物研究的深入,一些结构新颖且活性良好的醌类化合物从海洋微生物代谢产物中被分离出来。
红树是一种陆地向海洋过渡的特殊群落,特殊的生存环境,使其微生物代谢产物具有不同于陆地产物的特点。本文所研究的1403-B是从海洋红树内生真菌次级代谢产物中分离出的新化合物,属醌类,对肿瘤细胞有抑制生长的作用。
研究目的:
本研究主要是找寻1403-B抑制生长作用明显的肿瘤细胞,初步探讨机制,为临床抗肿瘤提供候选药物。
研究内容与结果:
一、1403-B对不同来源肿瘤细胞生长抑制作用的研究
采用MTT法检测不同来源的肿瘤细胞,在不同浓度1403-B(2.5μmol/L、5.0μmol/L、10μmol/L、20μmol/L、40μmol/L)处理48h后细胞的存活情况,结果如下:
1.1 1403-B抑制鼻咽癌细胞株HONE-1的生长
MTT实验表明,用2.5μmol/L、5.0μmol/L、10μmol/L、20μmol/L、40μmol/L1403-B处理鼻咽癌细胞株HONE-148h后,细胞存活率分别为124.3%±18.6%、120.6%±10.1%、88.6%±12.1%、62.1%±5.4%、54.1%±2.1%,当1403-B为20μmol/L时,与对照组相比,存活率有统计学差异(P<0.05),半数抑制率(IC50)为35.7μmol/L。
1.2 1403-B抑制鼻咽癌细胞株CNE-2的生长
MTT实验表明,用2.5μmol/L、5.0μmol/L、10μmol/L、20μmol/L、40μmol/L1403-B处理鼻咽癌细胞株CNE-248h后,细胞存活率分别为86.6%±12.1%、83.2%±9.0%、67.8%±6.4%、61.3%±9.8%、42.0%±18.7%,当1403-B为10μmo/L时,与对照组相比,存活率有统计学差异(P<0.05),半数抑制率(IC50)为35.6μmol/L。
1.3 1403-B抑制鼻咽癌细胞株5-8F的生长
MTT实验表明,用2.5μmol/L、5.0μmol/L、10μmol/L、20μmol/L、40μmol/L1403-B处理鼻咽癌细胞株5-8F48h后,细胞存活率分别是112.4%±4.8%、108.9%±4.5%、102.8%±6.4%、62.1%±4.9%、38.5%±1.4%,当1403-B为20μmol/L时,与对照组相比,存活率有显著统计学差异(P<0.01),半数抑制率(IC50)为31.7μmol/L。
1.4 1403-B抑制肺癌细胞A549的生长
MTT实验表明,用2.5μmol/L、5.0μmol/L、10μmol/L、20μmol/L、40μmol/L1403-B处理肺癌细胞株A54948h后,细胞存活率分别为71.3%1.9%、68.1%±1.4%、54.6%±3.0%、34.7%±3.9%、19.9%±0.2%,当1403-B为2.5μmol/L时,与对照组相比,存活率有显著统计学差异(P<0.01),半数抑制率(IC50)为20.0μmol/L。
1.5 1403-B抑制肝癌HepG2的细胞生长
MTT实验表明,用2.5μmol/L、5.0μmol/L、10μmol/L、20μmol/L、40μmol/L1403-B处理肝癌细胞株HepG248h后,细胞存活率分别为68.6%±14.8%、71.5%±3.9%、54.9%±10.4%、36.2%±5.9%、24.5%±3.0%,当1403-B为2.5μmol/L时,与对照组相比,存活率有统计学差异(P<0.05),半数抑制率(IC50)为13.3μmol/L。
1.6 1403-B抑制肝癌细胞B7402的生长
MTT实验表明,用2.5μmol/L、5.0μmol/L、10μmol/L、20μmol/L、40μmol/L1403-B处理肝癌细胞株B740248h后,细胞存活率分别是90.3%±5.7%、74.8%±3.0%、67.9%±10.2%、45.1%±2.1%、37.1%±0.8%,当1403-B为5.0μmol/L时,与对照组相比,存活率有统计学差异(P<0.05),半数抑制率(IC50)为19.8μmol/L。
1.7 1403-B抑制视网膜母细胞瘤细胞Rb的生长
MTT实验表明,用2.5μmol/L、5.0μmo/L、10μmol/L、20μmol/L、40μmol/L1403-B处理视网膜母细胞瘤Rb48h后,细胞存活率分别为84.6%±1.4%、69.8%±4.3%、67.0%±2.5%、58.7%±1.8%、53.1%±0.5%,当1403-B为2.5μmol/L时,与对照组相比,存活率有显著统计学差异(P<0.01),半数抑制率(IC50)为44.0μmol/L。
1.8 1403-B抑制前列腺癌细胞PC3的生长
MTT实验表明,用2.5μmol/L、5.0μmol/L、10μmol/L、20μmol/L、40μmol/L1403-B处理前列腺癌细胞PC348h后,细胞存活率分别为87.6%±3.3%、76.7%±6.0%、69.3%±3.6%、49.1%±3.4%、14.5%±0.9%,当1403-B为2.5μmol/L时,与对照组相比,存活率有统计学差异(P<0.05),半数抑制率(IC50)为21.1μmol/L。
1.9 1403-B抑制胃癌细胞SGC7901的生长
MTT实验表明,用2.5μmol/L、5.0μmol/L、10μmo/L、20μmol/L、40μmol/L1403-B处理胃癌细胞SGC790148h后,细胞存活率分别为51.5%±7.7%、39.7%±9.3%、16.1%±3.3%、12.2%±0.2%、3.5%±0.7%,当1403-B为5.0μmol/L时,与对照组相比,存活率有显著统计学差异(P<0.01),半数抑制率(IC50)为3.8μmol/L。
二、1403-B对正常细胞生长抑制作用的研究
采用MTT法检测不同浓度1403-B(2.5μmol/L、5.0μmol/L、10μmol/L、20μmol/L、40μmol/L)处理48h后,正常肝细胞系和原代培养人脐静脉血管内皮细胞的存活情况,结果如下:
2.1 1403-B对正常肝细胞系生长的抑制作用
MTT实验表明,用2.5μmol/L、5.0μmol/L、10μmol/L、20μmol/L、40μmol/L1403-B处理正常肝细胞系Chang liver cells48h后,细胞存活率分别为106.1%±6.6%、96.4±0.7、67.1%±1.6%、40.4%±0.6%、27.7%±1.6%,当1403-B为10μmol/L时,与对照组相比,存活率有统计学差异(P<0.05),半数抑制率(IC50)为17.5μmol/L。
2.2 1403-B对原代培养人脐静脉血管内皮细胞生长的抑制作用
MTT实验表明,用2.5μmol/L、5.0μmol/L、10μmol/L、20μmol/L、40μmol/L1403-B处理原代培养人脐静脉内皮细胞HUVEC48h后,细胞存活率分别为90.4%±8.1%、98.1%±3.9%、82.1%±1.0%、43.3%±5.0%、26.1%±1.3%,当1403-B为10μmol/L时,与对照组相比,存活率有统计学差异(P<0.05),半数抑制率(IC50)为22.4μmol/L。
三、1403-B对肿瘤细胞及正常细胞的半数抑制率
由统计学软件,根据实验结果,计算出1403-B对各种实验细胞的半数抑制率(IC50)。结果表明,1403-B对SGC7901的半数抑制率远远低于其对正常细胞的半数抑制率。
四、1403-B诱导胃癌细胞SGC7901凋亡
4.1 1403-B诱导SGC7901细胞凋亡的形态学变化
Hochest33342染色观察细胞形态,荧光显微镜下,细胞随药物浓度增高逐渐出现核皱缩、染色质浓集、核碎裂等典型凋亡形态变化。
4.2 1403-B剂量依赖性诱导SGC7901细胞凋亡
Annexin V/PI凋亡细胞流式计数,说明1403-B呈剂量依赖性诱导胃癌细胞SGC7901凋亡。
五、1403-B诱导胃癌细胞凋亡的机制研究
结论及研究意义:
1.发现了一种新型海洋来源抗肿瘤化合物。
2.该化合物对胃癌细胞SGC7901具有明显的生长抑制作用,半数抑制率远远低于对正常细胞的抑制作用,为胃癌的治疗提供了候选药物。
3.证明1403-B通过激活线粒体凋亡通路和死亡受体通路诱导胃癌细胞凋亡。