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姜黄素(Curcumin,Cur)是一种从姜科植物姜黄的块茎中分离提取得到的多酚类化合物。现代药理学研究认为姜黄素可能具有抗氧化,抗炎和抗肿瘤等多种药理学功能。近期研究发现,姜黄素可能通过促氧化行使其抗癌作用。人脑胶质瘤属于颅内常见的原发性肿瘤,术后难根治,易复发,死亡率高,常见的术后防治常以放射治疗为主。本实验在生物化学体系中检测了姜黄素对羟自由基,超氧阴离子产生和蛋白质氧化损伤的作用,并检测了姜黄素作用于人脑胶质瘤U87细胞后细胞增殖,细胞形态,活性氧变化,NADPH氧化酶活性和细胞凋亡,探讨了姜黄素诱导人脑胶质瘤U87细胞株凋亡是否与姜黄素的抗氧化及其潜在的促氧化性有关。以期为进一步了解姜黄素的药用机理及进一步应用提供科学依据。结果如下:1.甲基紫法作用表明,1~5μmol/L姜黄素对羟自由基的清除能力逐渐上升。7~10μmol/L时显著下降,说明高浓度姜黄素清除能力降低,可能具有促氧化作用。在蛋白氧化损伤测定中,姜黄素降低自由基AAPH对牛血清白蛋白(BSA)的氧化损伤;姜黄素对超氧阴离子的生成有一定的抑制作用,但在Cu2+存在下,姜黄素的抗氧化活性下降,对自由基损伤的BSA保护作用降低。2.MTT法检测细胞增殖率结果表明,姜黄素、H2O2对U87细胞的增殖都有抑制作用。10μmol/L和20μmol/L姜黄素联合100μmol/L H2O2使得增殖抑制加强,说明姜黄素可能通过加强H2O2作用-促氧化抑制细胞生长。3.倒置显微镜形态学观察显示,10μmol/L和20μmol/L姜黄素、100μmol/L H2O2作用后可以引起细胞形态的改变,特别是姜黄素与H2O2联合处理后,胞体收缩变圆等现象明显增加。4.Hoechst 33258荧光染色,AO/EB荧光染色和线粒体膜电位实验结果显示10μmol/L和20μmol/L姜黄素、100μmol/L H2O2可使细胞核或细胞质中出现染色质凝聚、核质边缘化等凋亡特征,细胞凋亡现象明显。姜黄素和H2O2单独或联合处理24 h后细胞的线粒体膜电位出现下降,说明细胞线粒体受损。同时,细胞周期结果显示,经姜黄素和H2O2作用后,细胞出现了S期阻滞的现象。5.DCFH-DA单染和NADPH氧化酶酶活性实验结果显示:10μmol/L和20μmol/L姜黄素单独或联合100μmol/L H2O2作用2 h后引起细胞内活性氧上升,6 h后细胞内活性氧水平下降;姜黄素单独处理或与H2O2联合作用3 h后细胞的NADPH氧化酶酶活上升,6 h后NADPH氧化酶酶活下降,NADPH氧化酶抑制剂APO可对细胞NADPH氧化酶的酶活性干预,3 h与6 h后细胞的酶活性均下降。DHE荧光探针检测U87细胞内超氧化物的变化,进一步说明10μmol/L,20μmol/L姜黄素单独处理或与100μmol/L H2O2联合作用3 h和6 h后可引起细胞内超氧化物含量的上升。本研究各项指标显示,姜黄素可能在一定的生物化学体系内表现出抗氧化活性下降,对蛋白质的保护作用下降,甚至促氧化的现象;同时,姜黄素单独或与H2O2联合作用,可使细胞的线粒体受损,细胞内活性氧水平上升,NADPH氧化酶活性增高,细胞内超氧化物含量上升,发生S期阻滞效应,出现细胞凋亡现象。综合以上说明,姜黄素可能通过诱导人脑胶质瘤细胞内活性氧升高(如超氧化物)引起细胞凋亡。