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醉椒素(Kavain)是从胡椒科植物卡瓦胡椒中提取出来的活性成分,是α-吡喃酮类化合物,具有调节双向神经递质,抗抑郁焦虑、抗惊厥、镇静催眠、局部麻醉等多种作用,近十年研究发现,Kavain还具有抗肿瘤活性,但作用机制尚不清楚。本文采用体外实验筛选Kavain对多种抗肿瘤细胞的抑制作用,并进一步研究了Kavain对敏感细胞株人前列腺癌PC-3细胞周期和凋亡机制的影响。
1.Kavain体外抗肿瘤作用
五种肿瘤细胞(人宫颈癌Hela细胞,人前列腺癌PC-3细胞,人食管癌EC9706细胞,人胃癌SGC-7901细胞,人乳腺癌MCF-7细胞)经过6.25、12.5、25、50、100μg/ml的Kavain分别作用24,48,72h后,采用MTT法检测5种肿瘤细胞的抑制率并计算IC50,选择对Kavain的敏感细胞株进行研究。结果显示,Kavain对人前列腺癌PC-3细胞有明显的抗肿瘤活性,对其他4种肿瘤细胞抗肿瘤活性稍弱;而且不同浓度的Kavain可不同程度的抑制PC-3细胞的生长。通过倒置显微镜从形态学上观察Kavain对各种肿瘤细胞的作用,结果表明,Kavain在50μg/ml时对人前列腺癌PC-3细胞有明显的抑制作用,从微观上观察到PC-3细胞在形态上有明显的变化。采用流式细胞仪检测Kavain对PC-3细胞周期的变化影响。结果表明,药物作用细胞24 h后,药物浓度为50μg/ml时,G0/G1期细胞增加到73.62%,于对照组的49.96%相比,S期细胞由到对照组的31.1%减少到22.91%,G2/M期细胞有一定的减少。可知Kavain诱导人前列腺癌PC-3细胞于G0/G1期阻滞,并且具有浓度依赖性。通过Annexin V-FITC/PI双染法检测Kavain对PC-3细胞凋亡的影响,结果表明随着药物浓度的升高,人前列腺癌PC-3细胞早期凋亡率和晚期凋亡率都有明显增加,证实了Kavain能够诱导PC-3细胞的凋亡,且具有明显的浓度依赖性。
2.Western-blot法检测Kavain对人前列腺癌PC-3细胞凋亡蛋白caspase-9,caspase-3,Bcl-2,Bax表达的影响
Western-Blot法检测Kavain作用人前列腺癌PC-3细胞24h后Caspase-3,Caspase-9,Bcl-2,Bax蛋白水平的表达。通过0,12.5,25,50μg/mL的Kavain作用PC-3细胞24h后,Caspase-3,Caspase-9,Bax蛋白的表达被上调,Bcl-2蛋白的表达水平被下调。分析结果,Kavain可能是通过上调Caspase-3,Caspase-9,Bax蛋白,下调Bcl-2蛋白而阻滞细胞周期并诱导细胞凋亡的产生。
3.Kavain的细胞动力学研究
人前列腺癌PC-3细胞经过12.5μg/ml的Kavain分别作用15、30、60、120、240、480min后进行细胞摄取的研究,对细胞进行处理并用高效液相色谱法检测细胞内药物的含量。结果显示在一定时间内,细胞内的药物量随孵育时间增长而增加,1h左右达到顶峰。人前列腺癌PC-3细胞经12.5μg/ml的Kavain作用60min后,将药物培养基换为新鲜培养基分别作用15、30、60、120、240min进行细胞消除的研究,结果表明在一定时间内,细胞内的药物量随时间增加而减少,2h左右达到平衡。