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目的:研究三萜类化合物羽扇豆醇对肝癌细胞的生长抑制作用和凋亡诱导效应,并探讨羽扇豆醇抗肝癌效应的作用机制。
方法:1.用RT-PCR和Western Blot法检测DR3在肝癌细胞HepG2,SMMC7721以及肝正常细胞株Chang 1ivet的表达。2.不同浓度的羽扇豆醇(1-200μmol/L)作用于肝癌细胞株HepG2,SMMC7721以及肝正常细胞株Chang liver48小时,用MTT法测定羽扇豆醇对肝癌细胞的生长抑制作用。选用0,15,25和35μmol/L的羽扇豆醇进行进一步的研究。不同浓度的羽扇豆醇作用于SMMC7721细胞48小时之后:Hoechst33258染色后荧光显微镜下观察有无细胞凋亡,流式细胞仪法检测凋亡和确定凋亡率;Western Blot法检测Caspase3,Caspase9蛋白的表达变化:用Caspase8阻断剂观察对羽扇豆醇诱导凋亡的阻断效应。3.为了探讨羽扇豆醇的作用机制,用RT-PCR法检测DR3、Fas、DR5等死亡受体及死亡相关受体相关蛋白FADD,TRADD mRNA的表达:Western Blot法同时对DR3和Fas的蛋白表达进一步分析研究。此外,用Western Blot法检测Bcl-2,Bax,p53和NF-κB/p65等蛋白的表达变化;用RT-PCR法检测p53和NF-κB/p65 mRNA的表达。4.用DR3单克隆抗体预处理肝癌细胞1小时后,观察DR3单克隆抗体与DR3交联后对肝癌细胞生长和凋亡有无影响,观察对羽扇豆醇的细胞凋亡诱导作用有无影响。
结果:1.在蛋白水平和mRNA水平,肝癌细胞株DR3的表达明显高于正常肝细胞。2.羽扇豆醇对肝癌细胞具有生长抑制和诱导凋亡的作用。 (1)MTT试验证实羽扇豆醇对肝癌细胞的增殖抑制效应具有浓度依赖关系。羽扇豆醇作用48小时后,与对照组相比,各浓度组的细胞活力有统计学意义上的显著差别(P<0.05)。不同浓度组之间的细胞活力也有统计学意义上显著差别(P<0.05)。(2)0,15,25,35μmol/L的羽扇豆醇作用48小时后,SMMC7721细胞经Hochest33258法染色,在荧光显微镜下可以观察到凋亡现象:细胞体积缩小,染色质浓缩,并见核碎裂,凋亡小体出现。 (3)通过流式细胞技术显示,不同浓度的羽扇豆醇作用48小时后,肝癌细胞SMMC7721发生了凋亡,凋亡率分别为0.3%,8.1%,15.7%和33%。 (4)Western Blot检测证实,0,15,25,35μmol/L的羽扇豆醇作用于SMMC7721细胞48h后,Caspase3酶原表达水平下降,活性形式增加。3.对死亡受体及其相关蛋白的表达影响。(1)RT-PCR检测证实,羽扇豆醇作用于肝癌细胞后:DR3mRNA表达受到抑制,FasmRNA表达未检测到。(2)Western Blot检测证实,DR3表达受到抑制,并且与浓度成依赖关系。Fas表达在SMMC7721细胞缺失,经羽扇豆醇处理也不能诱导表达。 (3)死亡受体相关蛋白FADDmRNA表达增加。TRADDmRNA无明显变化。(4)Caspase8阻断剂能够部分阻断羽扇豆醇的效应:减弱羽扇豆醇诱导的生长抑制、凋亡和Caspase3的表达。(5)DR3单克隆抗体预处理不能诱导肝癌细胞SMMC7721发生凋亡,然而预处理能够部分拮抗羽扇豆醇诱导的细胞凋亡和Caspase3酶的激活。4.对线粒体通路相关分子和基因的影响。(1)Western Blot检测证实,0,15,25,35μmol/L羽扇豆醇作用48h后,Caspase9表达增加;线粒体凋亡相关蛋白Bcl-2表达下降,Bax表达没有明显变化。p53表达增加,NF-kB/p65表达下降。 (2)RT-PCR检测证实, Bcl-2 mRNA表达下降,未检测到BaxmRNA表达。p53 mRNA表达增加,然而NF-kBmRNA表达受到抑制。
结论: 1.羽扇豆醇对肝癌细胞具有生长抑制和凋亡诱导作用。 2.抑制DR3的表达是其主要机制之一,DR3可能是羽扇豆醇抗肝癌作用的一个重要靶标分子。3.羽扇豆醇可能还通过抑制NF-K B表达和增强P53表达,下调Bcl-2/Bax的比值诱导了肝癌细胞的凋亡。4.羽扇豆醇具有治疗肝癌的应用前景。