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前言:
急性白血病是常见的血液系统恶性肿瘤,在我国白血病的发病率约为2.76/10万,严重危害人类健康。在恶性肿瘤所致的死亡率中,白血病居第6位(男性)和第8位(女性),在儿童及35岁以下成人中则居第1位。目前白血病的治疗仍以化疗为主,但缺少特效药物,而且副作用大,并发症多,患者长期生存率低。目前国内外的抗肿瘤药物研究有两大趋势,一是天然化合物中具有抗肿瘤作用药物的筛选,二是针对癌基因和抑癌基因的靶向治疗药物的开发。前者更注重药物的治疗效果和毒副作用的研究,后者更注重药物作用机制的研究,如果能把两者相结合,在天然化合物中找到靶向作用于某种癌基因或抑癌基因的抗肿瘤药物,兼顾到药物的疗效、毒副作用和作用机制,将能更好地指导药物开发和临床应用。
乌索酸(ursolicacid,UA)属于五环三萜类天然化合物,可由多种植物中直接提取获得,具有多种生物活性,能够诱导多种肿瘤细胞凋亡,发挥抗肿瘤作用,同时作为一种抗氧化剂,对正常细胞又具有保护作用。UA对肝细胞具有保护作用,可改善肝功能,能够在发挥抗肿瘤作用的同时对抗其他化疗药物的肝脏毒副作用。尽管UA的抗肿瘤作用得到公认,但其作用机制研究仍不够深入。10号染色体上缺失的磷酸酶与张力蛋白同源物(Phosphataseand Tensin Hemologydeletedon Chromosometengene,PTEN)基因是公认的肿瘤抑制基因,定位于10q23.3,是继P53之后的热点抑癌基因。PTEN具有双特异性磷酸酶活性,主要通过抑制PI3K/Akt信号途径调节下游多种蛋白,如BCL-2、C-MYC、hTERT、NF-κB、GSK-3、FKHR等,从而参与调节细胞生长、凋亡和迁移。在多种白血病中,已发现PTEN基因表达受抑,不能发挥对下游PI3K/Akt信号途径的抑制作用,引起细胞凋亡受阻。同时还发现PTEN-PI3K/Akt途径与白血病细胞的多药耐药相关,在耐药白血病细胞中PTEN基因的表达受抑更加明显。此外相关研究还发现,尽管在白血病中PTEN基因表达受抑,但其突变的检出率并不高,这间接证明了是在PTEN基因表达的调控环节出现异常,如启动子的甲基化等。如果能够找到对PTEN基因表达具有调节作用的药物,则可发挥广泛的抗白血病作用,并能对多药耐药和复发性白血病进行治疗。
本研究旨在探讨UA对K562细胞的诱导凋亡作用及其分子机制,及其对PTEN表达的影响,为UA应用于血液系统恶性肿瘤治疗奠定理论基础。
材料与方法:
1.细胞培养
K562细胞培养采用含10%小牛血清,1×108IU/L青霉素和100mg/L链霉素的RPMI-1640培养基。培养条件:37℃,湿度100%,CO2浓度为5%。
2.应用CCK-8检测细胞增殖。
3.AnnexinV-FITC/PI双染色,流式细胞仪检测细胞凋亡。
4.提取细胞总蛋白,Westernblotting检测caspase-3和caspase-9的活化、Akt磷酸化情况。
5.应用MitochondrialApoptosisDtectionKit染色,流式细胞仪检测细胞线粒体凋亡率。
6.罗丹明123染色,流式细胞仪检测细胞线粒体膜电位。
7.提取细胞总RNA,荧光实时定量PCR检测PTEN基因mRNA表达情况。
8.实验结果数据用-x±s表示,不同浓度UA对K562细胞作用结果与对照组差异用SPSS10.0软件进行t检验。
实验结果:
1.UA对K562细胞有明显的抑制增殖作用,且具有时间和浓度依赖性。
2.UA能够诱导K562细胞凋亡。
3.在UA诱导K562细胞凋亡过程中,caspase-9被活化。
4.UA对K562细胞的抑制增殖作用可被caspase-9抑制剂所抑制。
5.UA可增加K562细胞内线粒体凋亡率。
6.UA可使K562细胞的线粒体膜电位发生明显改变。
7.在UA诱导K562细胞凋亡过程中,Akt磷酸化受到抑制。
8.UA对K562细胞的抑制增殖作用同Akt抑制剂LY294002相似。
9.UA可增加K562细胞内PTEN基因的表达。
结论:
1.UA对K562细胞具有明显的抑制细胞增殖作用,并有明显的浓度和时间依赖性。
2.UA能够诱导K562细胞凋亡。
3.UA诱导K562细胞凋亡是通过线粒体途径实现的。
4.UA诱导K562细胞凋亡与抑制细胞生存因子Akt磷酸化过程相关。
5.UA诱导K562细胞凋亡与上调PTEN基因表达相关。