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目的:本文研究新型鬼臼毒素衍生物LGN抑制人肺腺癌细胞株A549作用,并初步探讨其作用机制。方法:1利用体外抗肿瘤筛选的方法MTT法和SRB法检测LGN的体外抗肿瘤活性。MTT法测定LGN和阳性对照药依托泊苷(VP-16)体外对各肿瘤细胞(A549、SKVO3、LOVO、H ela、HepG-2、K562)及正常细胞(VEC、MC-3T3)的IC50值或GI50值。2利用Giemsa染色法在光学显微镜下观察LGN作用后A549细胞株细胞形态学的变化和利用Hoechst染色法在荧光显微镜下观察LGN作用后A549细胞株细胞核形态的变化。3利用DNAladder法分析LGN作用A549细胞后,细胞染色体是否出现规律的断裂情况(细胞凋亡特征)。4利用流式细胞术定量分析不同浓度LGN对A549细胞周期及其凋亡率的影响。5利用RT-PCR检测LGN在不同浓度(0.1μmol/L、0.5μmol/L、1μmol/L)对A549细胞p53、bcl-2、bax、p21、topoⅡα、PCNA、caspase-3mRNA表达的影响。6利用Western-blot检测LGN在不同浓度(0.1μmol/L、0.5μmol/L、1μmol/L)对A549细胞PCNA蛋白的表达。7LGN体内抗肿瘤作用通过昆明小鼠荷瘤模型检测。结果:1LGN体外抑制多种肿瘤细胞增殖利用常用的简便体外抗肿瘤筛选法:MTT和SRB法检测了LGN的体外抑制肿瘤增殖的作用,结果表明LGN对多种肿瘤细胞均有较好的抑制作用,IC50值为0.22~0.77μmol/L;对A549抑制作用尤其显著IC50值为0.22±0.11μmol/L,比阳性对照药依托泊苷(VP-16IC50值为4.99±0.45μmol/L)在体外显示了更强的抑制肿瘤增殖的效果大约高22倍。实验显示LGN对人的正常血管内皮细胞(VEC)和成骨细胞(MC-3T3)具有较低的毒性IC50值分别为28.41±1.49,21.63±1.11μmol/L,提示其对肿瘤细胞有较好的选择性。进一步通过SRB法测得LGN对多种肿瘤细胞的GI50为0.43~1.72μmol/L,与MTT结果一致。接着又通过生长曲线法观察不同浓度LGN对A549细胞作用7天后对其生长状态产生的影响,结果显示3μmol/L LGN在第二天就可以完全抑制肿瘤细胞的增殖,并呈剂量依赖性,同等浓度LGN对肿瘤细胞生长抑制效应强于阳性对照的VP-16。2LGN诱导肿瘤细胞凋亡2.1形态学观察:Giemsa染色和Hoechst33342荧光染色结果均显示LGN作用于A549细胞后,细胞出现染色体固缩、凝集,凋亡小体的产生,核膜的皱缩等凋亡的特征性改变。2.2生化学观察:DNA琼脂糖凝胶电泳显示LGN作用于A549细胞后出现典型“DNALadder”梯子图。2.3流式细胞仪检测:流式细胞仪检测显示A549凋亡细胞的比例与LGN浓度间具有良好的量效关系。以上结果均可以说明LGN能够诱导A549细胞发生凋亡。3LGN对A549细胞周期的影响流式细胞仪检测细胞周期分布显示LGN对A549各生长时相都有抑制效应,G1期细胞的比例下降,S期细胞的比例先略升高后降低,G2+M期细胞的比例增加明显,且呈明显的剂量依赖性,表明LGN可以将细胞阻滞在G2+M期。4LGN对A549凋亡相关基因mRNA和topoⅡα基因mRNA的测定RT-PCR结果显示不同浓度的LGN(0.5、4、8μmol/L)作用于A549细胞24h后,成剂量依赖性地上调了p21、bax、p53、caspase-3、topoⅡα的mRNA表达,同时降低bcl-2和PCNAmRNA的表达,同溶剂对照组相比有显著性的差异(P<0.05)。5LGN对A549PCNA蛋白表达的测定Western-blot结果显示不同浓度的LGN(0.5、4、8μmol/L)作用于A549细胞24h后,成剂量依赖性的下调PCNA蛋白表达,与溶剂对照组相比有显著性的差异(P<0.05)。6LGN体内抗肿瘤机制研究利用荷瘤鼠模型测定了不同浓度的LGN体内抗肿瘤活性:结果显示LGN体内有很好的抑瘤作用,20mg/kg weight组的抑瘤率达到了65.23%,且没有明显的系统毒性。结论:上述研究结果说明LGN体外能够抑制多种人源性肿瘤细胞的生长,尤其对肺腺癌细胞A549最为敏感,并且可以诱导A549发生显著的凋亡,并且将细胞阻滞在G2+M期。凋亡相关基因的表达调节是其诱导癌细胞凋亡的可能机制。