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本文研究手霉素(Manumycin)的体外抗肿瘤及其诱导肿瘤细胞凋亡的作用,初步探讨手霉素抗肿瘤作用机理,为将来这种新型药物的抗肿瘤作用开发提供理论基础和临床应用提供试验依据。
研究方法:
1.采用MTT法研究手霉素对肿瘤细胞株TE-13、MCF-7体外增殖反应的抑制作用;采用克隆形成试验研究了手霉素对具有克隆增生能力的肿瘤细胞株TE-13的克隆增生的抑制作用。
2.以体外对手霉素抑瘤试验效果比较明显的乳腺癌细胞株MCF-7为研究对象,采用Gimsa染色技术、透射电镜技术、流式细胞技术、DNA提取及琼脂糖凝胶电泳技术测定和观察手霉素诱导肿瘤细胞凋亡的作用与效果。用流式细胞技术检测手霉素诱导MCF-7细胞凋亡前后细胞bcl-2、bax表达水平的变化,初步分析了手霉素诱导肿瘤细胞凋亡的机制。
研究结果:
1.体外实验结果显示,手霉素对TE-13和MCF-7肿瘤细胞的增殖有较强的抑制作用,而且有较好的量效关系。而且对TE-13、MCF-7的抑制作用的IC50均小于35μmol/L。
2.手霉素诱导肿瘤细胞凋亡的作用与效果:
2.1.经Gimsa染色后光镜观察到细胞形态出现了明显的改变。未处理细胞呈菱形或多边形,形态饱满,较大,细胞核染色均匀,核仁清晰可见,未见凋亡细胞出现;而用药组细胞变圆,胞质浓缩,核着色不均匀,核物质边集碎成呈块,呈现典型的凋亡细胞形态学改变。随药物浓度增加,形态变化的细胞占比例也显著增加。
2.2.透射电镜观察在放大3500-20000倍的透射电镜下观察,可见手霉素处理的细胞胞体缩小,微绒毛减少,胞质浓缩,胞核局部向外呈锐角突起,核染色质高度浓缩,电子密度增高,边集于核膜下,有的核染色质呈半月形,有的出现核固缩和核碎裂,偶见凋亡小体。而对照组细胞未见有明显凋亡细胞形态特征。
2.3.经流式细胞学分析,用60μmol/L手霉素处理人乳腺癌细胞72h在DNA直方图的G1期峰前显现明显的细胞凋亡峰亚G1期峰。说明细胞核因为凋亡小体形成有DNA断裂,随手霉素剂量增加,凋亡细胞数明显增加,基本呈剂量依赖关系。
2.4.手霉素对MCF-7细胞周期的作用经流式细胞仪分析,在手霉素作用下,G0/G1期细胞明显减少,S期变化不显著,而G2/M期细胞比率显著上升,多数细胞被阻滞在G2/M期。
2.5.凋亡细胞的DNA凝胶电泳分析从对照组细胞中提取的DNA经凝胶电泳后,只在加样孔附近出现一条清晰的条带,而手霉素处理72h的细胞中提取的DNA经凝胶电泳后,则在加样孔后出现具有明显调亡特征的梯状电泳条带。提示细胞DNA已被降解为有规律大小的片段。
3.流式细胞仪分析的实验结果显示,在手霉素作用下,MCF-7细胞的bcl-2和bax蛋白表达水平无明显改变。
研究结论:
1.手霉素体外具有很强的抗肿瘤作用,可以抑制多种细胞增殖。
2.诱导肿瘤细胞凋亡是手霉素发挥抗肿瘤作用的一条重要途径。经手霉素作用后,肿瘤细胞bcl-2和bax蛋白表达水平无明显变化,手霉素诱导肿瘤细胞凋亡作用并非通过调控bcl-2和bax的表达水平实现。