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目的:结直肠癌是当前最常见的消化道恶性肿瘤之一,在欧美国家肿瘤患者的死亡原因中列第三位,在我国也逐渐呈高发趋势,但目前治疗手段单一,手术、放化疗都不能取得理想的效果,迫切需要寻找新的解决途径。近年来,随着光动力疗法(PDT)相关技术的快速发展,PDT以其独特的优点在肿瘤治疗中显示出很强的生命力。第二代光敏剂ALA是一种内源性光敏剂,具有更高的选择性聚集能力,吸收波长更长,具有更深的穿透能力,产生更大范围内的杀伤,同时它的光毒性极小,因而副作用小,可以口服,从而为ALA-PDT在临床治疗胃肠道肿瘤提供了条件。我们应用ALA-PDT对结肠癌进行了体内和体外实验研究,探讨ALA-PDT作为一种新型疗法治疗结肠癌的可行性;同时,PDT抑制杀伤肿瘤细胞的作用机制目前仍不完全清楚,已有研究表明PDT可通过阻滞细胞周期来介导细胞凋亡作用,G1/S期关卡是影响细胞周期的关键限制点,也是改进肿瘤治疗效果的理想干预点,而G1/S关卡相关调控因子影响着这一进程,本研究的目的在于了解PDT阻滞肿瘤细胞周期与G1/S关卡调控因子之间的联系。方法:1、对体外培养的SW480结肠癌细胞进行ALA-PDT实验,观察ALA-PDT对结肠癌细胞在体外的杀伤抑制作用和形态学变化;2、建立SW480结肠癌裸鼠荷瘤模型,观察ALA-PDT对结肠肿瘤的杀伤抑制作用及组织形态学影响;3、使用流式细胞仪技术观测ALA-PDT对SW480细胞的细胞周期阻滞作用;4、应用免疫组化和原位杂交技术检测ALA-PDT对G1/S关卡调控因子Chk2、cyclinD1 、p21 WAF1/Cip1/Sdi1蛋白和mRNA表达的影响。结果:1、ALA-PDT(ALA 1mM,9J/cm2)可于治疗后24小时内明显抑制体外培养的人结肠腺癌SW480细胞,但在24小时后, SW480细胞总数和存活率开始缓慢上升,而空白对照组、单纯使用光敏剂(ALA 1mM)及单纯激光照射组(9J/cm2)对细胞增殖均无明显影响 ;2、ALA-PDT(ALA 250mg/kg,9J/cm2)可对裸鼠结肠肿瘤在PDT治疗后早期产生明显的抑制增殖作用,体积抑瘤率达64.1%,而于治疗后期,肿瘤体积仍会缓慢增长,但增长速度明显小于对照组,单纯使用光敏剂(ALA 250mg/kg)及单纯激光照射组(9J/cm2)对肿瘤生长增殖没有明显影响;ALA-PDT治疗后早期(7d)可引起瘤体组织坏<WP=7>死,腺腔样结构解离破坏,而在治疗后期(21d)可观察到坏死灶与肿瘤细胞团并存;3、与对照组相比,ALA-PDT可明显延长荷瘤裸鼠的生存期,达34.0±6.0d,延命率40.2%;4、ALA-PDT可在PDT作用后早期(6h)诱导细胞产生G0-G1细胞周期阻滞, G0/G1期比例显著增加,而S期和G2/M期比例明显下降,且呈时间依赖性变化;5、PDT可于作用后早期(6h)诱导G1/S关卡调控因子Chk2、p21WAF1/Cip1/Sdi1蛋白表达增高,降低cyclinD1 mRNA和蛋白的表达,与G1/S期阻滞进程相一致,均呈时间依赖性变化。结论:1、应用ALA-PDT治疗后可明显抑制体外培养的人结肠腺癌SW480细胞及裸鼠种植瘤的生长,延长荷瘤裸鼠的生存期;虽然随着时间延长,肿瘤体积仍会缓慢增长,但增长速度明显小于对照组。2、ALA-PDT的抑癌作用机理可能与其参与细胞周期G1/S期调控有一定关系,具体表现在:(1)ALA-PDT可诱导SW480细胞产生G0-G1细胞周期阻滞;(2)ALA-PDT可诱导G1/S关卡负向调控因子Chk2、p21 WAF1/Cip1/Sdi1的表达,降低正向调控因子cyclinD1的表达,这与G1/S期阻滞进程相一致,均呈时间依赖性变化,这一现象提示ALA-PDT的G0-G1细胞周期阻滞作用与G1/S关卡调控事件有关。(3) ALA-PDT可在p53突变的情况下诱导SW480细胞p21 WAF1/Cip1/ Sdi1的表达,阻滞肿瘤细胞于G0-G1期,ALA-PDT对SW480细胞的G1/S期阻滞作用可能是通过p53非依赖性的G1/S关卡通路进行的