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背景:
食管癌是我国发病率最高的消化道恶性肿瘤之一。大量循证医学资料说明,食管癌的治疗除了手术、放疗、化疗、免疫治疗等技术手段外,祖国中医药的治疗占有重要的地位。目前,已有很多中草药应用于抗肿瘤临床,产生了良好的疗效,但一般抗癌机理尚不清楚。
莪术是祖国中草药之一,已作为方剂重要成分广泛地应用于肿瘤临床,取得了一定的疗效。本课题组前期与上海生命科学院药物研究所合作,将莪术重要成分之一榄香烯处理不同分化程度的胃癌细胞株和胃黏膜癌变大鼠模型,发现榄香烯可明显抑制胃癌细胞的恶性增殖,其重要靶点是端粒酶。另外发现,c—myc、bcl—2和/或survivin基因表达下调,可能是榄香烯能有效地抑制胃癌细胞生长的重要机制之一。但到目前为止,对于榄香烯在食管癌细胞中的抗癌作用及内在机制尚未明确。
众所周知,肿瘤的发生、发展是一个多因素、多基因、多步骤的复杂过程,至少有103个以上基因参与这一过程。基因芯片技术在肿瘤研究中具有非常重要的应用价值。
在基因功能研究领域中,RNA干扰(RNA interference,RNAi)和小干扰RNA(small interfering RNA,siRNA)引起了广泛的关注。现在很多研究已经开始应用RNAi和siRNA来探讨与疾病相关的基因的功能。但目前尚无综合基因芯片和RNAi技术探讨榄香烯防治食管癌作用和机理的报道。
本研究在前期工作基础上,拟将基因芯片技术和RNAi技术结合起来,探讨榄香烯治疗食管癌的内在机理。本研究的顺利进行,不但可理解榄香烯防治食管癌的机理,也为深入探讨中药的抗癌机理探索一条可行的途径,对中药的现代化研究具有重要的意义,也会产生较大的社会效益和经济效益。
目的:
了解榄香烯对食管癌细胞增殖、迁移及侵袭的作用,从基因水平初步明确榄香烯治疗食管癌的内在机制。
方法:
采用不同剂量的榄香烯,处理3株食管癌细胞CaEs—17、Eca—109、TE—1后,于处理后不同时间收集细胞,采用MTT方法观察癌细胞生长增殖情况,采用划痕试验方法观察癌细胞迁移情况,Transwell方法观察癌细胞侵袭情况。初步了解榄香烯对癌细胞作用后,采用榄香烯处理Eca—109食管癌细胞后,采用基因芯片检测相关基因表达情况,然后随机选择2个变化明显的基因,采用荧光实时定量PCR方法验证基因芯片结果;然后以siRNA介导的RNAi技术干扰这两个基因表达,采用Western Blot方法观察相关基因干扰情况;分别采用划痕试验和Transwell方法观察相关基因表达被干扰后癌细胞迁移和侵袭情况。
结果:
1.榄香烯对人食管癌细胞CaEs—17、Eca—109、TE—1体外增殖有一定的抑制作用,且具有剂量依赖性,72 h IC50分别为157.950μg/ml、189.036μg/ml、64.941μg/ml;
2.不同浓度榄香烯对培养24 h后三株细胞迁移的影响:
1)榄香烯抑制了人食管癌细胞CaEs—17迁移能力,且具有剂量依赖性,80μg/ml、40μg/ml、20μg/ml、0μg/ml的间距分别为656±30、522±12、407±10、258±70;
2)榄香烯抑制了人食管癌细胞Eca—109迁移能力,且具有剂量依赖性,80μg/ml、40μg/ml、20μg/ml、0μg/ml的间距分别为796±60、682±8、640±16、560±19;
3)榄香烯抑制了人食管癌细胞TE—1迁移能力,且具有剂量依赖性,80μg/ml、40μg/ml、20μg/ml、0μg/ml的间距分别为141±20、208±23、304±52、537±37。
3.不同浓度的榄香烯对CaEs—17、Eca—109、TE—1食管癌细胞侵袭均有明显的抑制作用,且呈浓度依赖性(r=0.789,P<0.01;r=0.862,P<0.01;r=0.833,P<0.01)。
4.榄香烯对食管癌Eca—109细胞相关基因表达的影响
1)榄香烯作用于Eca—109细胞24h后,共有166个基因表达发生明显改变,其中表达上调的基因有65个,表达下调的基因有101个;
2)随机选择表达变化明显的Cripto—1和TROP—2基因,采用定量PCR检测,结果显示,Cripto—1和TROP—2基因下调,与基因芯片检测结果比较无明显差异(P>0.05)。
5.Cripto—1和TROP—2基因siRNA转染处理食管癌Eca—109后,癌细胞迁移和侵袭明显受到抑制,且呈浓度依赖性。然而,癌细胞增殖无明显变化。
结论:
榄香烯对食管癌细胞增殖、迁移和侵袭具有明显的抑制作用。采用基因芯片技术,可从基因水平了解榄香烯治疗食管癌的内在机制。Cripto—1和TROP—2基因在食管癌细胞中高表达,在榄香烯调控食管癌细胞迁移和侵袭中发挥着重要作用。