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前言:肺癌是当今世界上严重威胁人类健康与生命的恶性肿瘤,其发病率和死亡率均居恶性肿瘤首位。目前对肺癌的治疗包括:手术、放疗、化疗等治疗方法,但现有的治疗方法副作用多,疗效不令人满意。肺癌的死亡率仍很高,5年生存率低于15%。所以,人们希望找到疗效好且不良反应低的治疗肺癌及其他恶性肿瘤的方法。近年来,从中药中提取的抗癌药物因其抗肿瘤作用确切,副作用小而成为国内外研究的热点。
本研究选取的药物土贝母苷甲(Tubeimoside-1)和长梗秦艽酮(Waltonitone)均为从中药中提取的三萜类化合物。土贝母为葫芦科植物土贝母的干燥块茎,具有抗病毒、抗炎、调节免疫等药理作用。土贝母苷甲是从土贝母中分离获得的有效成分之一,为五环三萜化合物。长梗秦艽为龙胆科龙胆属植物,主要用于治疗风湿性关节炎及肝胆疾病等。长梗秦艽酮是从长梗秦艽中分离得到的一个五环三萜化合物。国内外已有研究证实土贝母苷甲及长梗秦艽酮可抑制多种肿瘤细胞增殖,诱导肿瘤细胞凋亡。
本实验研究土贝母苷甲、长梗秦艽酮对肺癌A549细胞增殖的抑制作用及其分子机制,为深入研究土贝母苷甲、长梗秦艽酮抗肿瘤机制提供实验基础,为应用于临床治疗肺癌提供理论依据。
材料与方法:
一、土贝母苷甲、长梗秦艽酮对肺癌A549细胞增殖、凋亡的影响的研究采用四甲基偶氮噻蓝(MTT)法检测土贝母苷甲、长梗秦艽酮对A549细胞、人脐静脉内皮细胞(HUVEC)增殖的影响;采用流式细胞仪Annexin V/PI双染法检测细胞凋亡;荧光显微镜观察细胞核的形态变化;采用western blotting方法检测土贝母苷甲、长梗秦艽酮对凋亡相关蛋白Bcl-2、Bax的表达的影响。
二、长梗秦艽酮对肺癌A549细胞迁移、侵袭的影响的研究采用Transwell小室分析长梗秦艽酮对肺癌A549细胞迁移的影响;Transwell小室分析长梗秦艽酮对肺癌A549细胞侵袭的影响;Western blotting检测MMP-2、MMP-9侵袭相关蛋白的表达。
三、MicroRNA在长梗秦艽酮对肺癌A549细胞增殖抑制中的作用的研究利用AFFX miRNA表达谱芯片检测长梗秦艽酮作用前后A549细胞中miRNA表达差异,筛选出长梗秦艽酮抑制A549细胞作用的靶miRNA。
结果:
一、土贝母苷甲、长梗秦艽酮对肺癌A549细胞增殖、凋亡的影响MTT法检测结果显示随着浓度的加大和作用时间的延长,土贝母苷甲及长梗秦艽酮对A549细胞的增殖有明显的抑制作用,呈现明显的时间-剂量效应关系;长梗秦艽酮对HUVEC细胞的增殖无明显抑制作用。流式细胞检测细胞凋亡率表明随着土贝母苷甲、长梗秦艽酮浓度的增高,早期凋亡和晚期凋亡细胞的比例都逐渐增加,与对照组相比差异具有显著性。荧光电子显微镜观察土贝母苷甲、长梗秦艽酮作用后的细胞中可见染色体边集、核碎裂等典型的凋亡改变,而对照组没有相应的变化。经过不同浓度土贝母苷甲、长梗秦艽酮处理A549细胞24小时后,western blotting方法检测结果显示,随着土贝母苷甲、长梗秦艽酮浓度的不断增加,Bax蛋白表达水平逐渐升高,而Bcl-2蛋白表达水平随浓度的增加逐渐降低,Bax/Bcl-2的比值逐渐升高。
二、长梗秦艽酮对肺癌A549细胞迁移、侵袭的影响的研究应用Transwell小室检测长梗秦艽酮对肺癌A549细胞迁移、侵袭能力的影响,发现长梗秦艽酮处理后实验组细胞的迁移、侵袭能力有明显降低,迁移及侵袭过Transwell小室膜的细胞随药物浓度的增加逐渐减少,并具有剂量依赖性。采用western blotting方法检测MMP-2、MMP-9侵袭相关蛋白表达,随药物浓度的增加,MMP-2、MMP-9表达减少,并具有剂量依赖性。
三、MicroRNA在长梗秦艽酮对A549细胞增殖抑制中的作用AFFX miRNA表达谱芯片检测长梗秦艽酮作用前后A549细胞中miRNA表达差异,筛选出长梗秦艽酮抑制A549细胞的靶miRNA,其中27个miRNA表达显著差异(1.5倍以上改变)。
结论:
1、土贝母苷甲、长梗秦艽酮可以抑制肺癌A549细胞的增殖,这种抑制作用具有时间和浓度依赖性;其中长梗秦艽酮对HUVEC细胞的增殖无明显抑制作用,呈现高效低毒特点。土贝母苷甲、长梗秦艽酮抑制肺癌A549细胞的增殖是通过诱导其凋亡来实现的。
2、土贝母苷甲、长梗秦艽酮可能通过调控Bcl-2家族蛋白的表达诱发A549细胞凋亡。
3、长梗秦艽酮能够抑制A549细胞的迁移及侵袭能力。抑制移动、侵袭可能与抑制MMP-2、MMP-9表达有关。
4、多个miRNA参与了长梗秦艽酮对A549细胞的抑制作用。