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结肠癌(colorectal cancer, CRC)是常见的恶性消化道肿瘤之一,据2011年的统计资料显示,全世界每年结肠癌的新增病例数高达120万,每年约有60.87万患者死于结肠癌。而在我国,结肠癌的发病率和死亡率也呈不断上升趋势。所以,如何做好结肠癌的预防工作以及降低其发病率和死亡率已经成为当今医学界研究方向之一。虽然近年来结肠癌在诊断、手术、放疗和化疗等方面均取得了一些进展,但仍难以解决癌症转移及复发的难题。片仔癀(Pien Tze Huang, PZH)是有着450多年历史的传统中成药,由三七、麝香、牛黄、蛇胆等多种天然药材组成,具有清热解毒、散瘀止血、消肿定痛的功效。片仔癀现已用于治疗肿瘤尤其是消化道肿瘤,显示了良好的临床疗效。但其具体作用的分子机制尚不明确。因此,研究片仔癀的作用机制将为该药用于结肠癌的临床治疗提供合理、准确的理论依据。结肠癌的发生与细胞异常增殖及细胞凋亡受抑制密切相关,而IL-6/STAT3信号通路与上述方面有着密不可分的联系。已证实,IL-6/STAT3信号转导通路异常激活介导的Cyclin D1、Bcl-2等过度表达将导致细胞过度增殖和凋亡抑制而引发肿瘤。Cyclin D1是一个与细胞周期相关的核蛋白,作为细胞周期重要的调控因子在肿瘤的发生、发展过程中起着不可或缺的作用。研究表明,Cyclin D1作为G1期细胞周期素,主要作用是促进细胞通过G1/S卡点(checkpoint)。Cyclin D1表达受STAT3表达与活化的控制。正常细胞中Cyclin D1受到严格的控制,Cyclin D1通过与其配体(CDK4)结合发挥生物学效应,Cyclin D1过度表达则会缩短G1期间隔,降低细胞对促细胞分裂剂的依赖性,从而促进细胞增殖。Bcl-2是公认的细胞周期抑制基因,是调控细胞凋亡的一个重要因素,能多阶段、多层次地阻断凋亡过程,其过度表达与结肠癌的发生、演变有密切关系。Bax与Bcl-2同属于Bcl-2家族,但Bax是促凋亡蛋白,Bcl-2与Bax的比例失衡是导致细胞增殖和凋亡失衡的重要因素之一。增殖细胞核抗原(proliferating cell nuclear antigen, PCNA)是一种与细胞增殖和DNA复制关系密切的调控蛋白,在细胞增殖过程(即S期)中呈现高表达。p21作为增殖抑制剂,能够通过抑制PCNA功能发挥抗增殖作用。Caspase-3是引起细胞凋亡的关键执行分子,与DNA断裂、染色质凝聚和凋亡小体形成有关。正常状态下Caspase-3以酶原的形式存在于胞浆中,没有活性;但在细胞发生凋亡时Caspase-3被激活,Caspase-3的活化最终导致DNA断裂、降解,引起细胞凋亡。血管新生在肿瘤的生长和发展过程中也发挥着极其重要的作用。新生血管为肿瘤生长提供了充分营养同时也为肿瘤的血行转移提供了便利。肿瘤生长至一定程度时能够通过释放大量的分子来调节并诱导血管的生成。其中血管内皮生长因子(VEGF)是研究最多也是最重要的促血管生成因子之一,它与肿瘤的生长、侵袭和转移以及肿瘤患者的低存活率和不良预后有密切相关性。而STAT3通路除了与细胞的增殖和凋亡有着密切的联系,还与血管新生有关。STAT3被活化后,激活了STAT3通路,刺激肿瘤细胞的血管新生。本研究采用MTT法、流式细胞技术、RT-PCR、Western Blot、ELISA、Bio-plex悬液芯片和免疫组化等检测方法,从分子、细胞和动物在体水平分别探讨片仔癀对肿瘤细胞增殖、凋亡、血管新生及其对IL-6/STAT3信号通路的影响,为片仔癀治疗结肠癌提供理论依据。第一部分片仔癀对HT-29细胞增殖、凋亡及IL-6/STAT3通路影响的研究目的:探讨片仔癀对HT-29细胞增殖、凋亡,以及对IL-6/STAT3通路的影响。方法:选用HT-29细胞为实验对象,给予不同剂量浓度的片仔癀进行干预。采用MTT法、流式细胞技术、RT-PCR、Western Blot、DAPI、Bio-plex悬液芯片等方法检测片仔癀对HT-29细胞增殖和凋亡的影响,以及片仔癀对HT-29细胞STAT3磷酸化水平的影响。结果:片仔癀对HT-29细胞具有抑制增殖和诱导凋亡的作用;且片仔癀的抗增殖及促凋亡作用与影响IL-6/STAT3信号通路有关。结论:片仔癀抑制HT-29细胞增殖和诱导凋亡作用,是通过影响IL-6/STAT3信号通路中Cyclin D1、CDK4、PCNA、p21、Bcl-2、Bax和Caspase-3表达,并影响STAT3的激活和磷酸化来实现的。第二部分片仔癀抗血管新生机制研究目的:探讨片仔癀抗血管新生角度的作用机理。方法:选用鸡胚绒毛尿囊膜(chicken chorioallantoic membrane, CAM)、人脐静脉内皮细胞(HUVEC)和HT-29细胞为实验对象,采用MTT法、FCM技术、划痕损伤、RT-PCR、ELISA法、ECMatrix system等方法进行血管生成形态学及分子生物学检测。结果:片仔癀能够显著抑制CAM的血管生成;抑制HUVEC的增殖、迁移和血管网形成;降低HUVEC和HT-29细胞的VEGF表达,均呈剂量依赖性。结论:片仔癀抗血管内皮细胞增殖和血管新生及抑制VEGF表达可能与影响STAT3信号通路有关。第三部分片仔癀抑制裸鼠移植瘤生长及其机制研究目的:探讨片仔癀在体情况下对肿瘤细胞增殖、凋亡、血管新生及IL-6/STAT3通路的影响。方法:构建移植瘤动物模型,并加以一定剂量浓度的片仔癀(0.234g/kg)进行干预。采用RT-PCR、免疫组化、Western Blot、Bio-plex悬液芯片等方法从组织学及分子生物学水平,验证片仔癀对荷瘤裸鼠肿瘤细胞增殖、凋亡和血管增生的干预效果及其对IL-6/STAT3信号通路的影响。结果:片仔癀具有抑制移植瘤生长、抑制荷瘤裸鼠肿瘤细胞增殖、促进凋亡、抑制血管新生的作用;并且片仔癀干预后能够影响IL-6/STAT3信号通路。结论:片仔癀作用的分子机制与影响IL-6/STAT3通路有关。