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细胞分化是机体正常生长的基础,一旦发生异常都就可能导致严重的病理后果。急性早幼粒细胞白血病(acute promyelocytie leukemia APL)是一种髓系白血病的亚型,其特征是阻碍了早幼粒细胞的分化,导致原始粒细胞及早幼粒细胞的积累,使其无法发挥正常功能。癌症的分化治疗具有低毒副作的巨大优势,寻找和研究APL分化治疗药物对于最终攻克该类白血病具有重要意义。1、对映-贝壳杉烷二萜类化合物是香茶菜属植物的主要次生代谢产物,分子结构极为丰富多样,具有良好的抗肿瘤活性。其中冬凌草甲素(Oridonin)和腺花素在抗白血病研究方面取得了突破性进展,前者已进入白血病治疗的临床试验阶段。冬凌草甲素可截短致癌蛋白AML1-ETO,选择性诱导t(8;21)白血病细胞凋亡;腺花素可与过氧化还原酶PrxI和PrxII特异性共价结合,诱导急性早幼粒(APL)白血病细胞NB4的分化,显示了该类化合物作用靶点的多样性,也预示该类化合物具有白血病分化治疗的巨大潜能。Wangzaozin A是从甘肃产拟缺香茶菜中分离得到的对映-贝壳杉烷型二萜化合物,该化合物对多种细胞株显示了较强的细胞毒性,可诱导人早幼粒白血病HL-60细胞周期阻滞和凋亡。有关Wangzaozin A诱导白血病细胞分化及相关机制的研究尚未见报道。本论文以以人早幼粒白血病HL-60细胞为受试对象,分别利用MTT法和台盼蓝排染法检测了Wangzaozin A对HL-60细胞生长抑制的作用;用流式细胞术检测该药物诱导HL-60细胞周期阻滞及凋亡的作用;进一步通过荧光颗粒吞噬NBT法以及细胞表面CD11b表达检测了该药物诱导HL-60细胞分化的情况,并通过细胞内活性氧及NADPH酶活性检测对其诱导分化的机制进行了初步探讨。主要结果如下:①Wangzaozin A对HL-60细胞有较强的细胞毒性,较低浓度条件下抑制细胞生长,存在时间-剂量效应。该化合物作用HL-60细胞48h、72h的IC50值分别为0.765±0.08μmol/L,0.561±0.06μmol/L。②Wangzaozin A可显著影响了HL-60细胞周期的分布,引起了显著的细胞G0/G1期阻滞,抑制细胞生长。③Wangzaozin A可诱导HL-60细胞形成分叶核,分叶核被视为成熟粒细胞的标志性特征。④Wangzaozin A可诱导细胞对荧光颗粒的吞噬能力显著增强,并显示了浓度及时间依赖性,这表明该化合物使HL-60细胞的分化程度提高。⑤NBT还原法及流式细胞检测HL-60细胞表面抗原CD11b表达,显示0.6及0.8μmoL/L的Wangzaozin A均能显著提高细胞吸光度及细胞表面抗原CD11b的表达,表明该浓度条件下,该化合物显著提高HL-60细胞向粒细胞分化程度。⑥DCFH-DA染色---流式细胞术检测以及荧光显微镜观察HL-60细胞内ROS水平,表明不同浓度的Wangzaozin A及维甲酸均可不同程度的引起细胞内的ROS水平的升高,ROS的升高程度同药物浓度呈正相关,当Wangzaozin A与NAC同时处理细胞72h时,Wangzaozin A对细胞的诱导分化能力与单独的Wangzaozin A相比,细胞表面抗原CD11b的表达水平显著下降,表明ROS的消除可抑制Wangzaozin A对HL-60细胞的诱导分化。综上,Wangzaozin A可引起HL-60细胞显著的G0/G1期阻滞,抑制细胞生长,显示了初步的分化特性。其诱导分叶核特征,使HL-60细胞对荧光颗粒P(HPMA-FMA)的吞噬及NBT还原能力增强,以及HL-60细胞表面抗原CD11b表达的实验结果进一步证明了Wangzaozin A可诱导HL-60细胞向成熟粒细胞分化。ROS参与了Wangzaozin A诱导HL-60细胞分化途径的细胞信号调节。2、全反式维甲酸(ATRA)可诱导早幼粒细胞向成熟粒细胞分化,是目前分化治疗急性早幼粒白血病(APL)最重要的临床药物,但其容易产生耐药使完全缓解的APL患者出现严重的维甲酸综合征;而且ATRA的极度疏水和对氧化的敏感性难以保证药物持续输送效率及活性。高分子纳米载体材料的兴起为各类抗癌药物效能提高和改性提供了良好前景,以纳米材料装载小分子全反式维甲酸可增加ATRA的疏水性并改变ATRA进入细胞的途径,克服其疏水性和耐药性,为抗白血病研究和治疗提供了新途径。本研究以N-(2-羟丙基)甲基丙烯酰胺(HPMA),N-(3-氨基丙基)甲基丙烯酰胺(APMA)和全反式维甲酸(ATRA)为原料,采用自由基溶液聚合法设计合成P(HPMA-APMA)-ATRA,首次成功合成P(HPMA-APMA)-ATRA药物偶合物,并用核磁共振氢谱对该化合物进行结构表征。P(HPMA-APMA)-ATRA药物偶合物的水溶性比小分子ATRA有极大提高;试验证实,聚合物比单体ATRA具有更强的细胞生长抑制活性,其IC50值分别为1.03和4.09μmol/L;聚合物还具有更高的G0/G1期细胞阻滞效应,1.2μmol/L时,聚合物比单体ATRA的G0/G1期细胞率高出17.7%;同样,0.4μmol/L聚合物与2.4μmol/L单体ATRA诱导HL-60的NBT还原能力相当,0.8μmol/L聚合物与2.4μmol/L单体ATRA诱导HL-60细胞表面抗原CD11b表达相当,表明聚合物比单体ATRA具有更强的诱导HL-60细胞向粒细胞分化的能力,其药效增强3~4倍。