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背景与目的:白血病是严重危害人类生命健康的造血系统恶性肿瘤,其生物学特征是造血细胞增殖失控、分化成熟受阻、正常凋亡过程发生障碍、以致异常分化的细胞大量增殖。迄今,白血病的治疗仍主要采用传统的大剂量联合化疗,但此疗法副作用甚大,复发率很高,尤其对机体免疫与造血系统有极大损害。研究恶性肿瘤尤其是白血病细胞的诱导分化及逆转机制已成为当今生物医学领域内最热点的前沿课题之一。在众多的研究中,中药以其增强免疫功能、攻补兼施、毒副作用小、注意整体、应用范围广泛的优越性得到了广泛认可和重视。从祖国医学宝库中寻找出既能促进正常造血,又能抑制白血病细胞恶性增殖,并诱导其向成熟方向分化的天然诱导分化剂已成为白血病的希望和重要途径。
人红白血病细胞株K562是1975年由Lozzio等从慢性髓性白血病急变期的病人胸水中获得并建株的,该细胞起源于骨髓原始多能干细胞。1979年Anderson等研究了K562细胞膜表面结构,发现有人骨髓红细胞上特有的糖蛋白,故认为该细胞株属人红白血病细胞,在药物等诱导因素作用下可向红系、粒系和巨核系细胞分化,是研究细胞增殖与分化的理想模型。
土贝母,[Bolbostemma paniculatum(Maxim.)Franquet (Cucurbitaceae)]是一种传统中药,载于清代赵学敏编著的《本草纲目拾遗》。古代用它的块茎来治疗乳岩、乳痈、乳腺增生和瘰疬等疾患。四川省和陕西省的老中医用它来治疗食道癌和胃癌,效果显著,但因恶心、呕吐等消化道副作用而限制了它的临床应用。我们从1978年开始从生药土贝母中分离、纯化抗癌活性成分,并对其中得率最高(1.9%)、水溶性和稳定性较好的土贝母苷甲的药效学、药代动力学、毒理学及其作用机制进行了较系统的研究。
本文试图研究土贝母苷甲对K562细胞的诱导分化作用,并探讨其可能的机理。
方法:
1. 采用台盼蓝拒染法研究土贝母苷甲对K562细胞增殖的影响;
2. 通过瑞氏-吉姆萨染色,光镜观察研究经土贝母苷甲诱导后K562细胞形态学的改变;
3. 细胞化学染色检测细胞内血红蛋白、过氧化物酶、糖原及非特异性酯酶含量的变化;
4. Western blotting法检测经土贝母苷甲诱导后K562细胞基因c-myc、c-fos表达蛋白产物的变化。
结果:
1. 通过土贝母苷甲作用K562细胞的浓度-时间曲线,发现4~10μmol·L-1土贝母苷甲能抑制K562细胞的增殖;8~10μmol·L-1土贝母苷甲作用3天后细胞出现死亡,细胞增殖受抑明显。
2. 形态学观察发现经土贝母苷甲诱导后,K562细胞核浆比例减小,核内异染色质增多,胞浆内特殊颗粒增多,细胞趋向成熟分化。
3. 细胞化学检测显示经土贝母苷甲诱导后,K562细胞血红蛋白(Hb)、糖原表达增加。
4. Western blotting检测结果显示经土贝母苷甲诱导后,K562细胞c-myc基因表达明显降低,c-fos表达升高。
结论:
1. 土贝母苷甲对K562细胞的增殖有明显的抑制作用,并诱导该细胞向成熟方向分化。
2. 土贝母苷甲诱导K562细胞向红系分化。
3. 土贝母苷甲对K562细胞的诱导分化作用受基因水平的多因素,多途径,多方面的网络体系调控,涉及到DNA复制、转录、信号转导等。
4 本研究提示土贝母苷甲可能作为一种有应用前景的天然中药诱导分化剂研究和开发。