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目的: 食管癌是人类常见的恶性肿瘤,在消化道肿瘤中居第四位,且已成为世界上第六位致死性肿瘤。其中鳞状细胞癌是我国最常见的食管癌亚型。尽管临床上食管癌的许多治疗手段有所提高,但食管癌病人的总体5年生存率仍旧很低。而且,目前临床使用的传统化疗药物毒副作用较大而且极易产生耐药性。因此,寻找新的策略来治疗食管癌是迫切需要的。 木犀草素,一种天然植物性黄酮化合物,以糖苷的形式存在于多种蔬菜、水果和草药中。与许多其它黄酮化合物相似,木犀草素具有抗氧化、抗肿瘤、抗炎、心血管保护、免疫调节等药理特性,尤其是抗肿瘤作用逐渐受到人们的重视。通过抑制细胞增殖、促进细胞凋亡、诱导细胞周期阻滞、抑制转移和血管生成等多种机制,木犀草素在多种人类肿瘤中起到抗癌作用。但是木犀草素在食管癌中如何发挥其药理学活性及其对食管癌的抗肿瘤效应及分子机制并不十分清楚。本研究拟通过体外细胞学实验检测木犀草素对食管癌细胞增殖的影响和对细胞周期、细胞凋亡的影响及分子机制,并通过裸鼠皮下食管癌移植瘤模型评价其体内抗肿瘤效果,为促进木犀草素作为机制清晰的抗食管癌治疗药物提供科学理论依据。 材料和方法: 体外细胞实验 1.采用 CCK-8法、平板克隆形成实验和细胞形态学分析检测不同浓度的木犀草素对食管鳞状细胞癌EC1和KYSE450细胞的增殖抑制效应。 2.流式细胞学技术检测木犀草素对食管鳞状细胞癌 EC1和 KYSE450细胞周期和凋亡的影响。 3. JC-1检测木犀草素对食管鳞状细胞癌EC1和KYSE450细胞线粒体膜电位的影响。 4. Caspasae-3检测法检测木犀草素对食管鳞状细胞癌EC1和KYSE450细胞caspase-3活性的影响。 5. Western blotting检测木犀草素影响食管鳞状细胞癌EC1和KYSE450细胞周期和凋亡的分子机制。 体内动物实验 采用6周龄的雌性 BALB/C-nu小鼠,建立表达绿色荧光蛋白标记的人类食管癌(EC1-EGFP)小鼠模型。体内检测木犀草素对食管癌的抗肿瘤效应。 结果: 1.木犀草素抑制食管癌EC1和KYSE450细胞的增殖 不同浓度(0、10、20、40、80μM)的木犀草素分别处理食管癌 EC1和KYSE450细胞48h、72h后,与对照组相比,木犀草素明显抑制食管癌EC1和KYSE450细胞的增殖(P<0.05),并呈剂量依赖性。 2.木犀草素抑制食管癌EC1和KYSE450细胞克隆形成并引起细胞形态学的变化 平板克隆形成实验结果显示,与对照组相比,随着木犀草素浓度的增高, EC1和KYSE450细胞克隆形成数量和克隆形成大小均呈现明显下降趋势(P<0.05)。相差显微镜下观察EC1和KYSE450细胞形态发现,与对照组相比,木犀草素处理的两种食管癌细胞的形态均发生变化。 3.木犀草素通过阻滞细胞周期G2/M期来抑制食管癌EC1和KYSE450细胞的增殖 采用流式细胞术分析细胞周期分布。结果显示,与对照组相比,随着木犀草素作用于食管癌细胞EC1和KYSE450浓度的增加,G2/M期细胞比例均呈现出上升趋势(P<0.05)。 4.木犀草素可以降低食管癌EC1和KYSE450细胞线粒体膜电位 JC-1检测结果显示,与对照组相比,随着木犀草素作用于食管癌细胞EC1和KYSE450浓度的增加,细胞线粒体膜电位均呈现下降趋势(P<0.05)。 5.木犀草素通过诱导细胞凋亡来抑制食管癌EC1和KYSE450细胞的生长 通过AnnexinV-FITC/PI双染细胞后,流式细胞术检测结果表明,与对照组相比,随着木犀草素浓度的增加,食管癌EC1和KYSE450细胞的总凋亡率(早期凋亡和晚期凋亡)明显增高(P<0.05)。 6.木犀草素增加食管癌EC1和KYSE450细胞中caspase-3的活性 Caspase-3检测结果显示,与对照组相比,随着木犀草素作用于食管癌细胞EC1和KYSE450浓度的增加,细胞中caspase-3的活性均呈现增高趋势(P<0.05)。 7.木犀草素通过上调p21、p27阻滞食管癌细胞EC1和KYSE450细胞周期G2/M期和Bim蛋白水平诱导细胞凋亡。 Western blotting结果显示,随着木犀草素作用于食管癌细胞 EC1和KYSE450浓度的增加,p21、p27蛋白水平逐渐增高,提示木犀草素可能通过p21、p27来调节细胞周期,使细胞阻滞于G2/M期;同时Bim和cPARP蛋白水平的增加,提示木犀草素可能通过上调Bim来促进细胞凋亡。 8.木犀草素抑制裸鼠体内食管癌细胞增殖 本研究建立EC1细胞裸鼠皮下肿瘤模型,结果发现:经过木犀草素治疗的裸鼠,肿瘤的生长明显受到抑制。且与对照组相比,木犀草素治疗的裸鼠体重几乎没有变化。 结论: 1.木犀草素能有效抑制食管鳞状细胞癌 EC1和 KYSE450细胞的增殖,并明显抑制裸鼠皮下移植瘤的生长。 2.木犀草素能通过阻滞细胞周期G2/M期抑制食管癌EC1和KYSE450细胞的增殖。 3.木犀草素是通过上调Bim诱导食管癌EC1和KYSE450细胞的凋亡。