血根碱通过调控PI3K/AKT信号通路诱导胰腺癌细胞凋亡机制研究

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目的:  1.采取噻唑蓝比色法(MTT)检测血根碱对小鼠胰腺癌Panc02细胞增殖的影响;  2.采取磷脂结合蛋白V/碘化丙啶(Annexin V-FITC/PI)双染色后通过流式细胞仪检测血根碱对小鼠胰腺癌Panc02细胞凋亡的影响;  3.采取花青染料(JC-1)检测血根碱对小鼠胰腺癌Panc02细胞线粒体膜电位的变化,并初步探讨凋亡作用途径;  4.采取蛋白免疫印迹法(Western blot)检测血根碱对小鼠胰腺癌Panc02细胞中凋亡关键蛋白Bcl-2、Bax和PI3K/AKT信号通路中关键蛋白p-PI3K、p-Akt、PI3K、Akt表达变化,并初步探讨其作用机制。  方法:  1. 以小鼠胰腺癌Panc02细胞为研究对象,实验组设计为:空白对照组、血根碱药物实验组分别为0.5、1、2、3、4、5、6 μM,体外培育Panc02细胞,采取MTT法观察血根碱对Panc02细胞增殖的影响;  2. 经0、2、4、6 μM血根碱药物浓度组分别孵育Panc02细胞24 h后,采取倒置显微镜观察Panc02细胞形态改变并拍照,随后,进一步采用Annexin V-FITC/PI双染后通过流式细胞仪检测各组浓度组Panc02细胞凋亡率情况;  3. 经0、2、4、6 μM血根碱药物浓度组分别孵育Panc02细胞24 h后,加入JC-1染料工作液处理后,首先采用倒置荧光显微镜下观察红、绿色荧光强度变化,其次采用流式细胞仪分析绿色荧光定量值,证实血根碱对Panc02细胞线粒体膜电位的变化影响;  4. 经0、2、6 μM血根碱药物浓度组分别孵育Panc02细胞24 h后,首先采用 Western blot检测Panc02细胞凋亡的关键蛋白Bcl-2、Bax表达变化,其次进一步检测Panc02细胞中PI3K/AKT信号通路中关键蛋白p-PI3K、p-Akt、PI3K、Akt表达变化,证实血根碱可能通过PI3K/AKT信号通路诱导Panc02细胞凋亡。  结果:  1.血根碱对小鼠胰腺癌Panc02细胞增殖的影响  分别采用2、3、4、5、6 μM组孵育Panc02细胞后,与空白对照组比较(*P<0.05),随着药物浓度的增加对细胞生长抑制率逐渐升高;同一浓度的血根碱作用Panc02细胞后,在不同时间段中(24、48、72 h),与空白对照组比较,随着时间的延长对细胞生长抑制率逐渐升高(▲P<0.05),提示血根碱以药物剂量-时间依赖性抑制Panc02细胞增殖。  2.血根碱对小鼠胰腺癌Panc02细胞凋亡的影响  2.1.Panc02细胞形态学改变  经0、2、4、6 μM 血根碱分别孵育Panc02细胞24 h后,随着药物浓度的增加,活性细胞总数目逐渐减少,并且出现细胞皱缩变圆并体积变小,细胞之间由原先紧密接触变得稀疏,上清液可见一些漂浮的凋亡细胞,2 μM组与空白对照组比较,未见明显变化。4 、6 μM组与空白对照组比较,其凋亡形态学变化明显。  2.2.流式细胞仪分析Panc02细胞凋亡率变化  经0、2、4、6 μM血根碱分别孵育Panc02细胞24 h后,早期凋亡率分别为1.31±0.4%、1.72±0.59%、2.99±0.83%、6.49±0.67%,晚期凋亡率分别为1.43±0.41%、2.25±0.09%、4.49±1.22%、7.65±0.97%,伴随着血根碱浓度增加,则早期凋亡率和晚期凋亡率均分别升高,与空白对照组比较,4、6 μM组均有所升高,差异均有统计学意义(*P<0.05),与2 μM组比较,6 μM组升高,差异均有统计学意义(▲P<0.05)。  3.血根碱对小鼠胰腺癌Panc02细胞线粒体膜电位的变化  3.1.JC-1染色后采取荧光显微镜检测红、绿荧光强度变化  经0、2、4、6 μM血根碱分别孵育Panc02细胞24 h后,空白对照组几乎都是红色荧光,伴随着药物浓度的增加,红色荧光慢慢变少,而绿色荧光渐渐增多,4、6 μM组时红色荧光强度均削弱,绿色荧光强度均增强,6 μM组表现的更为明显。  3.2.JC-1染色后采取流式细胞仪分析绿色荧光定量结果  经0、2、4、6 μM血根碱分别孵育Panc02细胞24 h后,随着药物浓度的增加,绿色荧光定量值渐渐地升高,分别为2.07%,5.35%,11.29%,16.50%,与空白对照组比较,4 、6 μM组均有所升高,差异具有统计学有意义(*P<0.05),与2 μM组比较, 6 μM组升高,差异有统计学意义(▲P<0.05)。  4.血根碱对小鼠胰腺癌Panc02细胞凋亡相关蛋白表达影响  4.1.起初采取Western blot检测Panc02细胞凋亡关键蛋白Bcl-2、Bax表达变化  经0、2、6 μM 血根碱分别孵育Panc02细胞24 h后,与空白对照组比较,2 μM组Bcl-2、Bax蛋白表达水平几乎均无变化,无统计学意义 (P>0.05)。与空白对照组比较, 6 μM组Bcl-2蛋白表达下调,Bax蛋白表达升高,差异具有统计学有意义(*P<0.05);与2 μM组比较,6 μM组Bcl-2蛋白表达下调,Bax蛋白表达上调,差异具有统计学有意义(▲P<0.05)。  4.2.最后进一步检测Panc02细胞中PI3K/AKT信号通路中关键蛋白p-PI3K、p-Akt、PI3K、Akt表达变化  经0、2、6 μM 血根碱分别孵育Panc02细胞24 h后,与空白对照组比较,2 μM组p-PI3K、p-Akt蛋白表达几乎无变化,无统计学意义 (P>0.05)。与空白对照组比较,6 μM组p-PI3K、p-Akt蛋白表达水平均下调,差异具有统计学有意义(*P<0.05);与2 μM组比较,6 μM组p-PI3K、p-Akt蛋白表达均下调,差异具有统计学有意义 (▲P<0.05)。  结论:  1.血根碱抑制小鼠胰腺癌Panc02细胞增殖,其生长抑制率以药物剂量-时间依赖性呈正相关;  2.血根碱诱导小鼠胰腺癌Panc02细胞凋亡,且凋亡率随药物浓度增加而升高;  3.血根碱可以降低小鼠胰腺癌Panc02细胞线粒体膜电位变化,其作用机制可能经线粒体凋亡途径有关;  4.血根碱通过抑制PI3K/AKT信号通路有效地促进小鼠胰腺癌Panc02细胞经线粒体凋亡途径诱导凋亡,其机制可能与下调PI3K/AKT信号通路中关键蛋白p-PI3K、p-Akt表达水平以及下调抑制凋亡蛋白Bcl-2和上调促进凋亡蛋白Bax表达水平有关。
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