冬凌草甲素诱导肿瘤细胞死亡的机制研究

来源 :沈阳药科大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:passkakaxi
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本文对冬凌草甲素体外抗肿瘤活性进行了较为系统的研究,主要阐述了冬凌草甲素在三种肿瘤细胞:人黑色素瘤A375-82细胞,人宫颈癌HeLa细胞,小鼠纤维瘤L929细胞中诱导细胞死亡的不同机制。 在测定了三种来源血液的肿瘤细胞(人红白血病细胞系,K562;人组织淋巴瘤细胞,U937;人早幼粒白血病细胞,HL-60)和人黑色素瘤细胞,A375-S2;人宫颈癌细胞,HeLa;人乳腺癌细胞,MCF-7;小鼠纤维肉瘤细胞,L929细胞毒时发现三种血液系统的瘤株均对冬凌草甲素敏感,半数抑制浓度分别为:IC50(K562):16.2±1.2μmol/L,IC50(U937):27.1±2.3/μmol/L,IC50(HL-60):20.4±3.6μmol/L,另外三种人源细胞中以A375-S2细胞最敏感,IC50:15.1±1.2μmol/L,对其中鼠源细胞L929较敏感,IC50:35.6±4.2/μmol/L。冬凌草甲素在对敏感细胞株有效浓度下作用于人外周血单核细胞(PBMC)12 h,没有细胞毒作用,但随着浓度的增加,对PBMCs具有较弱的细胞毒作用。 在A375-S2细胞实验中,Hoechst 33258荧光染色后证明34.3 μmol/L冬凌草甲素作用细胞12 h时出现明显的凋亡小体,DNA电泳则表明大剂量的冬凌草甲素(137.4μmol/L)作用细胞12 h时出现坏死特有的弥散泳带。采用流式细胞术及LDH活力测定进一步证明冬凌草甲素诱导A375-S2细胞死亡是平衡于凋亡与坏死之间。合适剂量的冬凌草甲素诱导细胞凋亡。且冬凌草甲素作用细胞12 h时,caspase-3的活力是对照组6.5倍,caspase-9的活力也显著升高。caspase家族抑制剂与caspase-3抑制剂明显抑制冬凌草甲素诱导的细胞死亡率,同时免疫印迹法结果提示caspase-3的底物之一——无活性的PARP蛋白逐渐被消化。以上结果提示caspase-3,-9被激活。在线粒体途径中,用免疫印迹法发现冬凌草甲素改变了促凋亡蛋白Bax与凋亡抑制性蛋白Bcl-xL的表达比率,但对凋亡抑制性蛋白Bcl-2蛋白表达没有影响,同时促进cytochrome c释放到胞浆中。实验结果进一步显示:在冬凌草甲素作用细胞12 h时使肿瘤抑制因子p53蛋白及细胞外信号调节蛋白激酶(ERK)发生磷酸化,却抑制p38激酶的激活,对c-Jun N-末端蛋白激酶——JNK的表达没有影响。继续采用了p53蛋白的上游P13K家族抑制剂——wortmannin与MEK/ERK抑制剂PD98059,考察其对冬凌草甲素诱导A375一52细胞死亡的影响,结果发现:这两种抑制剂均能有效抑制细胞死亡,免疫印迹法发现:PD98059可抑制Bax/Bcl一xL的表达比率的增加及cytochrome。释放,wortnlanin既可抑制p53蛋白磷酸化又可抑制Bax的表达,但对cytochrome。释放没有显著影响。以上结果说明:冬凌草甲素通过改变Bax旧cl一xL的表达比率,进而引起cytochrome。释放,继续启动了下游的casPase一9,一3引起细胞凋亡,这一过程依赖于p53及ERK激活。 在L929细胞实验中,冬凌草甲素没有启动经典的凋亡途径,LDH活力测定表明,诱导细胞坏死的能力强于凋亡,尽管caspaspe家族抑制剂及casPasPe一3抑制剂均增强了L929细胞对冬凌草甲素的敏感性,说明casPases在此信号途径中起保护细胞的作用,通常认为PARp蛋白为casPase一3的底物之一,但在冬凌草甲素的作用12 h pARp一前体被消化激活,且casPaspe家族抑制剂及casPaspe一3抑制剂均不能阻止其降解,反而加强。此实验结果提示:在冬凌草甲素作用于L929细胞后激活了其他的不同于casPas。家族的蛋白作用于PARp。此外,冬凌草甲素通过增加Bax忍cl一2的表达比率,上调ERK蛋白磷酸化,抑制p38蛋白磷酸化而促使细胞死亡。 在HeLa细胞实验中,形态学变化及DNA电泳都证明冬凌草甲素诱导HeLa细胞凋亡,且启动了经典的信号途径,实验表明casPase一3抑制剂能阻止冬凌草甲素诱导的细胞死亡率,抑制caPase一3的活力升高,且减弱DNA片断化的形成。进一步的实验结果提示:冬凌草甲素通过改变Bax忍。1一xL与Bax/B。1一2的表达比率激活casPase一3,使其底物ICAD被降解,释放出激活casPase一3的核酶(cAD)引起细胞凋亡。另外,在冬凌草甲素的作用下,MAPK家族成员ERK与泪呵K被激活,不影响p38激酶的活化。通常,I‘Ba与核内因子哪一‘B结合,抑制其进入核内。实验中发现:IKBa的表达减少,磷酸化IKBa的表达增加,提示NF一KB被激活。有趣的是冬凌草甲素促使COX一2的表达,这一实验结果暗示:在HeLa细胞中COX一2的表达与癌症的发生无关。 本文在证明冬凌草甲素选择性杀伤癌细胞,对人外周血单核细胞具有很弱的细胞毒作用,并首次探讨冬凌草甲素在A375一s2细胞,L929细胞和HeLa细胞中诱导细胞死亡的机制。
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