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背景:癌症严重威胁人类的健康，癌症的化学治疗是治疗癌症的主要手段之一，其中抗代谢类药物的地位举足轻重。吉西他滨是一种周期特异性抗代谢药物，临床主要用于非小细胞肺癌、胰腺癌、膀胱癌、乳腺癌及其他实体肿瘤的治疗。但是，吉西他滨嘧啶环4位氨基易被快速代谢而失活。另外，吉西他滨的脂溶性差，并可能存在着肿瘤细胞易产生耐药性等问题，这些问题限制了吉西他滨的进一步临床应用。SL-01是一种新型的吉西他滨4位氨基酰化衍生物。我们的前期研究表明，SL-01具有稳定性好、半衰期延长，且对非小细胞肺癌和结肠癌抑制作用强等特点。本研究采用多种体内外试验方法对SL-01对人乳腺癌增殖的抑制活性进行了评价，探讨了作用机制。
方法:以MTT法评价了SL-01对人乳腺癌细胞MCF-7增殖的抑制作用;Hoechst33258染色法和AnnexinV/PI法分别检测了SL-01诱导MCF-7细胞凋亡作用;碘化丙啶染色流式细胞术法检测SL-01对MCF-7细胞周期阻滞作用;Westernblotting法检测了SL-01对MCF-7细胞周期调节蛋白表达的影响;以裸鼠异位肿瘤模型，灌胃给药评价SL-01对MCF-7肿瘤组织的抑制活性;Westernblotting法检测SL-01对MCF-7肿瘤凋亡蛋白表达的影响;TUNEL染色法检测SL-01诱导MCF-7细胞凋亡作用;Westernblotting法检测SL-01对MCF-7肿瘤增殖细胞核抗原PCNA和核因子NF-κB表达影响;病理组织学方法检查了SL-01对裸鼠肝脏及胃肠道的毒性作用。
结果:MTT结果显示，SL-01(0.125μM-2.0μM)明显抑制体外生长的MCF-7细胞，其抑制活性呈现剂量依赖性关系。SL-01对MCF-7细胞72hIC50值为0.64μM。以1μM的SL-01和吉西他滨与MCF-7细胞作用72h，其抑制率分别为62.9％和58.3％。Hoechst33258染色显示，2μMSL-01明显诱导MCF-7细胞凋亡，细胞核染色质浓染，固缩或集聚核膜周边，或呈块状碎裂改变。AnnexinV/PI染色结果显示，0.5μM-2.0μMSL-01处理MCF-7细胞24h，诱导细胞凋亡率分别为20.4％、30.93％和34.3％。碘化丙啶染色流式检测结果显示，SL-01能明显引起MCF-7细胞处于G1期阻滞，0.5μM-2.0μMSL-01处理24h后G1期细胞比例分别上升为59.3％、74.6％和77.8％。Westernblotting分析显示，SL-01处理24h，明显上调MCF-7细胞p53，p-ATM和p21Wafl/Cip1，下调cyclinD1表达。SL-01对裸鼠体内生长的MCF-7肿瘤抑制作用非常明显，以三天一次灌胃给予12.5、25、50μmol/kgSL-01三周后，其抑瘤率分别为10.1％、34.5％和66.5％，每三天静脉注射25μmol/kg吉西他滨三周后抑瘤率为68.4％。TUNEL染色结果显示，12.5、25、50μmol/kgSL-01处理三周后，MCF-7肿瘤组织的TUNEL阳性染色水平显著增加，显示凋亡率分别为19.4％、23.5％和33.8％。Westernblotting分析显示，SL-01显著上调MCF-7肿瘤中cleavedcaspase-9和cleavedPARP，明显降低easpase-3和caspase-9蛋白表达水平，同时上调MCF-7肿瘤Bax与Bcl-2比值。此外，SL-01还显著下调PCNA和NF-κB的表达。病理组织学检查未发现SL-01引起肝脏和胃肠道明显病变。
结论:SL-01对体内外生长的乳腺癌细胞MCF-7具有较强的抑制作用。SL-01的抗癌活性可能与其上调p53表达引起的细胞G1期阻滞和激活caspases信号通路诱导凋亡有关。SL-01可能是一种有效的口服抗癌药物，可用于未来的吉西他滨替代治疗。