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研究背景:卵巢癌在妇科恶性肿瘤中的死亡率位居第一,晚期卵巢癌患者5年生存率仅有约30%,且多数接受规范治疗后的患者会出现病情复发的情况。卵巢癌治疗以手术联合紫杉醇和铂类为基础的化疗药为主,在单次药物疗程治疗后,药物通常不能完全杀死患者体内的卵巢癌细胞,残留的肿瘤细胞在疗程结束后继续生长甚至转移到腹腔等其他部位,最终导致患者死亡。化疗失败的原因可以分为以下三大类:药物代谢动力学因素、肿瘤微环境以及肿瘤细胞特异性。关于药物代谢动力学对化疗失败的影响已有众多实验证明,药物杀伤肿瘤细胞的比例与血药浓度-时间曲线下面积(AUC)成正比,而在不同患者体内会因不同的药物代谢差异、肿瘤血管分布差异及药物代谢中的酶活性而导致患者疗效不同。已有研究证实,化疗药物进入人体后到达肿瘤细胞的浓度远低于初始给药浓度,这与肿瘤中药物的分布与肿瘤内部压力梯度有关,肿瘤组织间液的静水压因为肿瘤压迫往往高于正常微血管压,导致大分子物质难以穿透血管,从而难以进入肿瘤内部,这种情况在肿瘤中央部位更明显,同时肿瘤中的血管分布以及肿瘤间质成分等的阻隔作用,这些都会导致药物在肿瘤中的分布不均。综上推测,在紫杉醇进入人体后,由于药物代谢以及药物不容易进入肿瘤组织,导致真正分布到肿瘤中的药物浓度相对较低。人们同时亦发现无论在离体还是体内实验中低浓度的紫杉醇都会因触发上皮间质转化而导致乳腺癌细胞的侵袭迁移能力增强。综上,我们猜测紫杉醇的肿瘤杀伤作用因剂量不同会有明显区别,高剂量时因为紫杉醇的毒性作用,肿瘤细胞的生长受到明显的抑制,细胞不容易存活;而低浓度紫杉醇对细胞抑制能力有限,残存的细胞恶性程度可能会增强。本研究以此为依据,考虑在低浓度紫杉醇作用后存活的卵巢癌细胞可能为摆脱不利的生存环境而产生促迁移因子,从而增强自身的迁移能力,这是本课题要初步探究的问题。而在多次的化疗中,促迁移因子是否会稳定表达,最终导致不良的结局,仍是本课题需要进一步探索的问题。研究目的:探究低浓度紫杉醇作用后存活卵巢癌细胞迁移能力的变化以及相关机制。研究方法:1.使用浓度梯度的紫杉醇分别作用卵巢癌细胞Skov3和A2780 96hr后,统计并计算两株细胞在紫杉醇作用96hr后的半数抑制浓度(IC50),选择IC50前的紫杉醇浓度分别作用Skov3 96hr后,收集在药物作用后存活的细胞进行迁移划痕实验,观察细胞的迁移变化水平,选取对细胞迁移能力增强最明显的紫杉醇浓度作为后续研究的药物浓度。2.根据研究方法1中的结果,选取对细胞迁移能力增强最明显的紫杉醇浓度作为后续研究的药物浓度,以此浓度作用卵巢癌细胞Skov3 96hr后,收集紫杉醇处理组与对照组细胞进行蛋白芯片的检测,并对蛋白芯片的结果进行筛查验证。3.使用研究方法1中确定的紫杉醇浓度,分别作用Skov3和A2780两株细胞系,对研究目标所属的家族成员进行RNA转录水平的检测,并对研究目标进行蛋白水平的检测。4.确定研究目标后,分别构建敲低目标基因的Skov3和A2780细胞系,使用研究方法1中确定的紫杉醇浓度作用于基因下调后的Skov3及A2780细胞,再次验证低浓度紫杉醇对细胞迁移能力的影响,同时收集相同紫杉醇浓度作用敲低目标基因细胞后的条件培养基,作用于未作任何处理的卵巢癌细胞上,并进行划痕实验,观察条件培养基对细胞迁移的影响。5.针对研究目标的调控通路进行验证,确定在低浓度紫杉醇作用下影响卵巢癌细胞迁移的调控通路。研究结果:1.Skov3和A2780细胞在紫杉醇作用96hr后的IC50分别为8.546nM和8.794nM,选择了1nM、2nM、4nM、6nM紫杉醇作用细胞,发现4nM紫杉醇作用下存活的肿瘤细胞,其迁移能力增强较其它浓度显著。2.收集Skov3在紫杉醇作用后的细胞样品进行蛋白芯片检测,发现MMP1在该浓度的紫杉醇作用下被显著的诱导上调。进一步验证发现MMP1的RNA转录水平也可被4nM浓度的紫杉醇显著诱导上调。3.用4nM紫杉醇分别作用Skov3和A2780两株细胞,通过对MMP家族RNA转录水平的验证发现只有MMP1在被药物作用后在两株细胞中变化趋势比较一致,且MMP1的RNA转录水平在两株细胞中均被显著诱导上调,通过WB检测发现,在4nM紫杉醇作用下MMP1在两株细胞系中蛋白水平均被显著的诱导上调。4.针对Skov3和A2780中MMP1的表达进行稳定下调,在4nM紫杉醇作用后,相比对照组(shNC细胞),敲低MMP1表达的细胞株(shMMP1细胞)的迁移能力被抑制;收集4nM紫杉醇作用shMMP1细胞和shNC细胞96hr后的条件培养基,分别作用正常卵巢癌细胞株,相比于shNC细胞的条件培养基,shMMP1细胞的条件培养基促使卵巢癌细胞的迁移能力明显降低。5.4nM紫杉醇能显著诱导卵巢癌细胞PI3K和Akt的磷酸化,同时对该通路的PTEN表达有下调作用;予4nM紫杉醇作用PI3K下调的卵巢癌细胞株后,其MMP1表达低于对照组,同时其MMP1分泌量亦低于对照组。研究结论:1.低浓度紫杉醇(4nM)作用卵巢癌细胞后,促使MMP1过表达,从而促使存活卵巢癌细胞的迁移能力显著提升。2.低浓度紫杉醇(4nM)紫杉醇作用下PI3K/Akt通路被激活,从而诱导MMP1的表达,促使肿瘤细胞迁移。