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背景急性髓系白血病(Acute myeloid leukemia,AML)是一种血液系统恶性增殖性疾病,治疗费用昂贵,死亡率高,给人类带来了巨大的经济与社会负担。随着全球肿瘤发病率逐年升高,无论是对肿瘤的治疗药物、手术方案以及多模式治疗手段都表现出更高、更迫切的需求,研究人员和临床工作人员对于急性髓系白血病的治疗方法和手段一直在积极探索。近些年,植物化学药物对癌症的诱导治疗作用愈来愈引起人们的重视。莱菔硫烷(sulforaphane,SFN)是天然活性物质异硫氰酸盐的一种,其存在形式多样,主要富含于十字花科类植物。多年研究发现,SFN在癌症的预防与治疗方面表现出巨大的潜力,但在白血病治疗方面的研究较少。Notch信号通路是一条保守的受体-配体信号通路,对细胞的增殖和凋亡有重要的调控作用,影响组织器官的形成及功能。研究证明Notch通路的异常激活与肿瘤的发生发展存在紧密联系,阻断或抑制异常激活的Notch通路有望成为治疗恶性肿瘤的一种方法。(3,5-二氟苯乙酰基)-L-丙氨酸酰基-L-2-苯基甘氨酸叔丁酯(DAPT)为Notch通路有效的抑制剂,是Notch通路中γ分泌酶的有效抑制剂,能够阻断γ分泌酶对Notch1的剪切,从而阻断其对下游基因HES1、c-MYC的激活作用。本研究采用体外体内实验,系统的探讨SFN对急性髓系白血病细胞增殖与凋亡的调控作用及Notch通路在其中发挥的作用。通过Notch通路阻断剂的应用进一步研究SFN对细胞增殖和凋亡的影响。初步揭示SFN通过Notch通路对急性髓系白血病的增殖与凋亡调控机制,为急性髓系白血病的治疗提供新的药物、新靶点以及新的理论支持。目的本实验通过研究SFN在体外及体内对急性髓系白血病细胞KG1a及KG1增殖及凋亡的影响,明确其潜在的作用机制,为白血病的治疗提供新的辅助治疗药物、新靶点以及新的理论支持。方法1.体外培养人急性髓系白血病细胞KG1及KG1a,Cell Counting Kit-8(CCK8)实验检测SFN对KG1及KG1a细胞增殖活力的影响。2.集落形成实验检测SFN对白血病细胞集落形成的影响。3.流式细胞术检测SFN对急性髓系白血病KG1及KG1a细胞凋亡的影响。4.转录组测序检测SFN作用KG1a细胞前后的差异基因。5.Real-time PCR(qRT-PCR)实验检测SFN作用后Notch通路相关因子Notch1、RBPJ、HES1、c-MYC的m RNA水平。6.Western Blot(WB)实验检测SFN作用KG1及KG1a后Notch通路相关蛋白Notch1、RBPJ、HES1、c-MYC以及凋亡相关蛋白Bax、Cleaved Caspase-3、Bcl-2的表达。7.利用Notch信号通路抑制剂DAPT阻断Notch通路,再次采用CCK8实验、集落形成实验、流式细胞术检测SFN对KG1及KG1a细胞增殖和凋亡的影响。8.构建小鼠皮下瘤模型,检测SFN对肿瘤增殖的影响;免疫组织化学(Immunohistochemistry,IHC)染色检测SFN对Notch通路相关蛋白Notch1、RBPJ、HES1以及凋亡相关蛋白Bax、Bcl-2表达的影响。结果1.SFN抑制KG1及KG1a细胞的细胞活力(P<0.05)、细胞集落形成(P<0.01),在4、8、12μM时,较对照组有统计学差异。2.流式细胞术及WB实验结果显示,SFN能以剂量依赖的方式诱导KG1a及KG1细胞凋亡;SFN能够上调KG1a及KG1内在凋亡途径促凋亡蛋白Bax、Cleaved Caspase-3蛋白的表达(P<0.05),下调抗凋亡蛋白Bcl-2的表达(P<0.05)。3.转录组测序结果显示,SFN作用KG1a细胞后显著上调的差异基因有207个,显著下调的差异基因有237个,Notch通路相关因子Notch1、HES1、c-MYC及RBPJ差异明显。4.qRT-PCR及WB实验结果显示,SFN能够以剂量依赖的方式在m RNA及蛋白水平抑制Notch通路相关因子Notch1、HES1、c-MYC的表达(P<0.05)。5.Notch通路被抑制剂(DAPT)阻断后,SFN对KG1及KG1a细胞增殖(P<0.05)、集落形成(P<0.01)及凋亡的调节能力减弱(P<0.05)。6.体内实验表明SFN能够抑制肿瘤的生长(P<0.05);IHC染色显示Notch1、HES1、Bcl-2的表达在SFN作用后降低,Bax的表达在SFN作用后升高(P<0.01)。结论SFN通过调控Notch信号通路诱导急性髓系白血病KG1及KG1a细胞发生凋亡,抑制急性髓系白血病细胞的增殖。