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未分化型甲状腺癌是甲状腺肿瘤里恶性程度最高、破坏性最强的类型,它的发病率仅占全部甲状腺肿瘤的2-5%,但死亡病例却占了50%以上。此类病人一经诊断即不再适合进行手术治疗,而病人对传统的放疗和化疗也不敏感,因此中位生存率仅为3-4个月。因此,寻找一种高效的新的治疗方法对延长未分化型甲状腺癌病人的生命和改善预后具有重要的意义。血管生成和侵袭是恶性肿瘤的两大标志性恶性生物学行为,它们在肿瘤的发生和发展中扮演着重要的角色。造成未分化型甲状腺癌的预后极差的原因,主要就是病理性血管丰富引起的生长迅速和易较早发生致命性的局部侵袭和转移。在促进肿瘤的血管生成和侵袭的众多因素中,血管内皮生长因子VEGF最受人瞩目。VEGF不仅能调控血管生成过程中的多个步骤,而且还能通过直接降解内皮屏障等来促进侵袭。VEGF表达受多个机制的调控,其中NF-κB是促进其转录的最重要的转录因子之一。因此,靶向抑制NF-κB通路可以为具有病理性血管增生和侵袭行为的恶性肿瘤提供一个新的治疗手段。雷公藤内酯醇(triptolide)是从传统中药卫矛科植物雷公藤中抽提出来的小分子化合物。它具有抗炎抗免疫的作用,临床上常应用于类风湿性关节炎、肾炎等免疫系统疾病。近来发现triptolide在肿瘤细胞上具有抑制增殖和诱导凋亡的作用,并且还能抑制体内肿瘤的生长和转移。但是,对其是否具有抑制血管生成和侵袭的作用还不得而知。
目的:对triptolide处理过的人未分化型甲状腺癌细胞株TA-K进行检测,观察triptolide对TA-K细胞的增殖、凋亡、侵袭能力的影响,以及通过体内外血管生成模型观察triptolide对未分化型甲状腺癌的血管生成的影响;并进一步分析研究triptolide抗血管生成和侵袭等作用的可能机制,初步探讨triptolide对NF-κB通路的转录激活抑制在triptolide抗肿瘤中的作用,为将来把triptolide开发成为高效的抗肿瘤药物提供理论基础。
方法与结果:
㈠Triptolide对人未分化型甲状腺癌TA-K细胞的增殖及凋亡的影响。
方法:人未分化型甲状腺癌细胞株TA-K细胞的培养;甲基偶氮唑蓝比色法(3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyi tetrazolium bromide,MTT)测定细胞生存率;BrdU参入比色法检测细胞增殖情况;Hoechst核染色和caspase3活性检测观察细胞凋亡情况。
结果:triptolide既能抑制TA-K细胞的增殖,又能在24小时后明显诱导细胞的凋亡。
㈡Triptolide对体外内皮细胞增殖、迁移、小管形成的影响及对体内未分化甲状腺癌肿瘤模型的血管生成和肿瘤生长的影响。
方法:人脐静脉内皮细胞株HUVECs细胞的培养;MTT法检测细胞生存率;Hoechst核染色观察细胞凋亡情况;体外transwell小室模型检测细胞迁移/侵袭能力;体外血管生成模型检测内皮细胞的小管形成能力;Matrigel plugs assay检测体内成瘤的血管生成状况和肿瘤生长情况;血红蛋白量的检测和免疫组化法染色CD31观察肿瘤内的新生血管量;免疫组化法检测肿瘤内的VEGF的表达水平。
结果:在体外,一方面triptolide能抑制内皮细胞的增殖、迁移及小管形成;另一方面triptolide能通过减少肿瘤细胞的血管内皮生长因子VEGF的分泌来抑制内皮细胞的增殖、迁移及小管形成。在体内,triptolide能抑制TA-K细胞所形成肿瘤的生长及血管生成,且能降低VEGF的表达。
㈢Triptolide对体外TA-K细胞的侵袭的影响。
方法:MTT法检测相对细胞数目;体外transwell小室模型检测细胞侵袭能力。
结果:在体外侵袭模型中,triptolide呈时间和剂量依赖性地降低TA-K细胞的侵袭能力。
㈣Triptolide对未分化型甲状腺癌的凋亡、增殖、血管生成及侵袭的影响的机制研究。
方法:荧光素酶报告基因法检测NF-κB的转录活性;蛋白免疫印迹法分别检测p65蛋白水平、p65磷酸化水平、IκB-α蛋白水平、IκB-α磷酸化水平、cyclinD1、uPA、p53、p2l、Bcl-2、Bcl-XL、Bax;ELISA法检测VEGF水平;凝胶电泳迁移率(EMSA)法检测p65与DNA结合水平;免疫共沉淀法检测p65与CREB结合蛋白(CBP)的结合水平;人工合成siRNA干扰p65。
结果:在TA-K细胞上,triptolide能抑制NF-B的转录活性,其机制是在前24小时内主要通过抑制活性亚基p65与共同激动子CBP的结合,24小时后主要通过下调p65的表达;triptolide继而能下调NF-κB的下游基因的表达,如促存活蛋白Bcl-2、Bcl-XL、细胞周期因子cyclinD1、血管生成因子VEGF、促侵袭因子uPA,从而能诱导细胞凋亡,抑制肿瘤的增殖、血管生成与侵袭。另外,干扰蛋白p65同样能减少VEGF的分泌,并能抑制细胞的侵袭,说明NF-κB的转录抑制是与肿瘤的血管生成及侵袭抑制是相关的。同样在TA-K细胞上,p53蛋白水平的上调并没有伴随其所调控的诱导凋亡的下游基因p21与Bax的上调,反而下调,提示triptolide诱导的细胞凋亡不是通过经典的p53通路介导的。在另一株未分化型甲状腺癌8505C细胞及HUVECs细胞上:triptolide同样能抑制NF-κB的转录活性,其机制均是直接通过下调p65的蛋白水平;并能下调与细胞增殖、迁移与血管生成相关的NF-κB的下游基因的表达。
结论:
⑴在体外,triptolide能抑制人未分化型甲状腺癌的增殖、血管生成和侵袭并诱导凋亡。在体内,它能抑制甲状腺癌的生长及血管生成;
⑵重要的是,triptolide抑制血管生长的作用是通过双靶向肿瘤细胞和血管内皮细胞而介导的:一方面减少肿瘤细胞的VEGF的表达,另一方面直接抑制内皮细胞的活性与激活活动;
⑶Triptolide对肿瘤的凋亡、增殖、血管生成及侵袭的抑制作用主要是通过抑制p65与CBP的相互作用和/或减少p65的蛋白水平来抑制NF-κB的转录活性,继而下调其与凋亡、增殖、血管生成及侵袭直接相关的靶基因的表达来实现的。