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研究背景与目的口腔癌是一种不断增长的、严重威胁人类健康的全球恶性疾病。目前,临床上口腔癌常规的治疗方法主要有手术、放疗、化疗以及不同方法联合治疗。近年来,尽管在临床诊断及治疗方面都有了很大的进展,但口腔癌患者的五年生存率仍处于较低水平。长春新碱(Vincristine,VCR),一种微管蛋白聚合抑制剂,是口腔癌治疗的基础化疗药物之一。与大多数抗肿瘤药物一样,多药耐药是限制VCR在临床应用的主要因素。质子泵抑制剂(Proton pump inhibitors,PPIs),是通过降低胃壁细胞H+-K+-ATPase活性而抑制胃酸分泌的一类药物,近年来其抗肿瘤活性受到研究者的广泛关注,并且与化疗药物合用能够增强治疗效果,但其作用机制并不完全明确。PPIs安全性较好,本身具有抗肿瘤作用,在联用中可减小化疗药物剂量,降低毒性,还有临床实验报道PPIs联用镇吐剂可减轻化疗导致的胃肠道反应。在本论文中,我们从细胞和动物两个方面观察研究了质子泵抑制剂泮托拉唑(Pantoprazole,PPZ)与VCR合用对人口腔上皮癌KB/V耐药细胞的增殖、凋亡、周期、侵袭转移以及肿瘤组织生长的影响,并对其可能的作用机制进行了探讨。实验方法1.检测PPZ预处理是否能增加VCR对KB及KB/V细胞的细胞毒性。本论文首先采用MTT方法观察PPZ对KB及KB/V细胞增殖的影响,筛选合用中PPZ的剂量。接着采用MTT方法和克隆形成实验观察PPZ预处理24h是否可增加VCR对KB及KB/V细胞的细胞毒性。同时,检测了 PPZ与VCR合用对人正常组织细胞的毒性作用。2.检测PPZ与VCR合用对KB/V细胞凋亡的影响。采用Hoechst 33342核酸染色方法及Annexin V-FITC/PI双染实验检测PPZ预处理24h与VCR合用后KB/V细胞的凋亡变化,并采用Western blotting方法检测PPZ和VCR对凋亡相关蛋白表达水平的影响。3.检测PPZ与VCR合用对KB/V细胞周期分布的影响。采用PI染色法检测PPZ预处理与VCR合用后KB/斤细胞周期分布变化,进一步检测细胞周期调控蛋白表达水平的变化。4.检测PPZ和VCR合用对KB/V细胞迁移和侵袭能力的影响。采用划痕实验和Transwell实验检测PPZ和VCR合用后KB/V细胞迁移和侵袭能力的变化,并采用Western blotting方法检测PPZ和VCR对KB/V细胞中MMPs表达的影响。5.探讨PPZ增强KB/V细胞对VCR化疗敏感性的分子机制。采用罗丹明123胞内蓄积实验和Western blotting方法检测PPZ和VCR合用对KB/V细胞中P-gp蛋白功能和表达的影响。采用pH计检测在非缓冲体系中,不同浓度PPZ处理不同时间后KB/V细胞的上清培养基pH值作为胞外pH(pHe)值,并与V-ATPase抑制剂Baf-A1的作用做对比,观察PPZ是否抑制KB/V细胞泌酸功能,并对PPZ处理后KB/V细胞的V-ATPase表达水平进行检测。为了进一步检测PPZ对VCR细胞毒性的协同作用与V-ATPase的关系,实验中采用MTT方法观察加入Baf-A1后对PPZ与VCR合用的协同生长抑制作用的影响。通过Western blotting实验观察PPZ和VCR合用对KB/V细胞中EGFR/MAPK和PI3K/Akt/mTOR信号通路的调控情况。6.检测PPZ与VCR合用对体内KB/V细胞移植瘤的生长抑制作用将KB/V细胞接种到裸鼠体内建立移植瘤模型,观察PPZ和VCR对移植瘤生长和重量的影响;检测PPZ预处理能否提高VCR的抗肿瘤疗效及对裸鼠体重和胃部组织形态的影响;检测PPZ预处理能否降低VCR治疗的毒副作用,采用Western blotting实验检测瘤体组织中凋亡相关蛋白的表达变化。实验结果1.PPZ显著增强KB及KB/V细胞对VCR的敏感性。实验结果发现PPZ对VCR抗肿瘤生长的协同增强作用在KB/V细胞中更加突出,且对人正常细胞HUVECs,GES-1及HL-7702均无明显细胞毒作用。2.PPZ和VCR联合应用可诱导KB/V细胞凋亡。两药合用可通过促进Caspase 3和PARP裂解,上调Bax表达以及下调Bcl-xL和Bcl-2蛋白表达,从而诱导KB/V细胞线粒体通路相关的细胞凋亡。3.PPZ与VCR合用促进KB/V细胞阻滞于G2/M期。细胞周期阻滞作用可能与上调p21及下调Cyclin B1,cdc2及p-cdc2的表达有关。4.PPZ与VCR合用能通过下调MMP-2和MMP-9蛋白的表达,从而抑制KB/V细胞的侵袭和转移能力。5.PPZ与VCR合用对药物外排蛋白P-gp的表达及外排功能都有抑制作用,其中主要是PPZ的作用。6.PPZ处理后KB/V细胞的胞外pH没有明显升高,对V-ATPase的表达无明显抑制作用,而且,Baf-A1的干预不仅增强了 PPZ对KB/V细胞的生长抑制作用,也显著增强了 PPZ与VCR合用对KB/V细胞的协同抑制作用。综合以上结果表明,在KB/V细胞中,PPZ可能并不是通过抑制V-ATPase以减弱细胞泌酸功能而发挥抗肿瘤作用以及逆转耐药作用。7.PPZ与VCR合用能够协同抑制KB/V细胞中的EGFR/MAPK和PI3K/Akt/mTOR 通路。8.体内实验证实,PPZ和VCR合用对KB/N移植瘤有明显的协同生长抑制作用,且PPZ能减轻VCR治疗中导致的毒副反应。实验结论PPZ和VCR合用能够协同抑制KB/V细胞及移植瘤的生长增殖,诱导细胞凋亡和G2/M期阻滞,抑制KB/V细胞的侵袭转移。进一步探讨其分子机制,PPZ和VCR的协同抗肿瘤作用可能与抑制P-gp的表达和外排活性,以及下调EGFR/MAPK和PI3K/Akt/mTOR信号通路有关,与PPZ的抑酸作用以及V-ATPase的表达水平无关。研究意义PPZ有望成为一种新型肿瘤化疗佐剂,PPZ和VCR的联合应用将为口腔癌(尤其是针对VCR产生耐药性的口腔癌)的治疗提供一种有前景的治疗策略。