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背景及目的:结直肠癌是一种高发病率和高死亡率的癌症,2000年WHO统计显示,男性和女性结直肠癌的发病率为9.4%和10.0%,其中年龄是一个重要的危险因素,平均为67岁。在中国,结直肠癌的发病率仅次于胃癌、食道癌,并随着生活水平的提高及饮食结构的改变,其发病率有逐年增高的趋势。目前,结肠癌的治疗方法主要有手术、放化疗及中医药治疗,而常见化疗药物有5-氟尿嘧啶、丝裂霉素和环磷酰胺等,传统的化疗药物吸收利用率低且易出现大的毒副作用,人类正迫切要找到一种新的治疗方法。现有研究显示,肿瘤细胞存在死亡受体DRs(Deathreceptors),而TNF超家族成员肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体TRAIL(TNF related apoptosis inducing ligand)则可通过结合受体DR4(Deathreceptor4)及DR5(Deathreceptor5)诱导肿瘤细胞凋亡【1】。在本次实验中,我们通过构建抗人DR5单链抗体(aDR5ScFv),探讨其是否能诱导结肠癌SW480细胞凋亡及其凋亡的可能机制,为今后研究特异性抗肿瘤治疗方法或研制免疫导向药物奠定基础。方法:1、本实验室构建重组质粒pEt22b+aDR5ScFv,转入大肠杆菌E.coliB12,后经IPTG诱导表达抗人DR5单链抗体(aDR5ScFv),再用凝胶电泳法分析aDR5ScFv的纯度。2、在一定浓度的aDR5ScFv作用下,采用流式细胞仪检测结肠癌sw480细胞表面DR受体的表达情况。3、将aDR5ScFv稀释成7个浓度,分别作用于鼠结肠癌sw480细胞4h和12h,采用MTT法观察aDR5ScFv抗体对结肠癌sw480细胞的毒性效应。4、将2个不同浓度的aDR5ScFv分别作用于结肠癌sw480细胞12h后,收集细胞,加入凋亡检测试剂,用流式细胞仪检测细胞的凋亡情况。5、运用Hoechst33342对细胞进行染色,在荧光显微镜下观察细胞凋亡形态变化。6、在aDR5ScFv抗体作用于鼠结肠癌sw480细胞后,收集细胞总蛋白,运用Westernblotting检测凋亡相关蛋白的表达。结果:1、实验组中结肠癌sw480细胞表面的DR5表达率为89.21%。2、MTT法检测结果显示,浓度为0.00219、0.004375、0.00875、0.0175、0.035、0.07、0.14mg/ml的aDR5ScFv分别作用于结肠癌sw480细胞4h和12h后的细胞抑制率(%)为18.3±1.3、22.1±1.5、32.4±1.3、34.2±1.2、38±1.1、45.2±1.0、60.3±1.3和27.1±0.4、32.6±1.8、35.4±1.6、40.7±1.13、54.3±0.42、75±1.51、89±1.85,随着抗体浓度的增加和作用时间的延长,细胞抑制率明显上升。3、流式细胞仪结果显示,浓度为0.004375mg/ml和0.035mg/ml的aDR5ScFv作用于结肠癌sw480细胞12h后,其细胞凋亡率分别为21.87%和42.3%。4、荧光显微镜观察显示,相对于对照组(细胞形态呈圆形,无核固缩,无细胞凋亡)而言,实验组(aDR5ScFv作用于结肠癌sw480细胞后)细胞在200倍视野下可见中晚期凋亡,在400倍视野下中晚期凋亡细胞中,可见核固缩碎裂。5、Westernblotting检测结果显示,相对于对照组而言,实验组中促进细胞凋亡的相关蛋白active-caspase3、pro-caspase3、8、bid、jun、均表达上调。同时,抑制细胞凋亡的相关蛋白erk、akt、xiap表达下调,而tipe则上调。结论:1、结肠癌sw480细胞的DR表达率高,非常适合用于研究新型抗肿瘤药物。2、抗人DR5单链抗体(aDR5ScFv)明显促进结肠癌sw480细胞的凋亡,是寻找抗肿瘤治疗的一个重要方面。3、抗人DR5单链抗体(aDR5ScFv)促进结肠癌sw480细胞凋亡可能与caspases、bid、erk等相关调控因子通路密切相关。