通过观察乙酰肝素酶(HPA)抑制剂对子宫颈癌HeLa细胞体外生长的抑制作用及HPA表达的影响,为子宫颈癌HPA分子靶向治疗提供理论依据。
方法优化设计并合成了两个系列共13种1,3-O,N螺杂环类化合物,产品编号为10~22号,其中21号为HPA抑制剂——DMBO化合物,余12种为新合成的化合物。其中,1个系列含甲氧苯基,产品编号为10~14号;另1个系列不含甲氧苯基,产品编号为15~22号。(1)采用乙酰肝素降解检测试剂盒检测新合成的化合物(选择与DMBO结构类似度高的6个化合物,即14、15、16、20、21、22号化合物)对HPA活性的作用,以50%抑制浓度(IC50)表示作用的强弱;(2)四甲基偶氮唑蓝(MTT)比色法检测新合成的化合物(7个化合物,即11、12、14、15、16、20、22号化合物)作用后HeLa细胞生长的抑制作用,选择抑制作用最大的化合物(即16号化合物)用于以下实验;(3)细胞划痕实验观察16号化合物作用后HeLa细胞迁移能力的变化;(4)流式细胞仪检测16号化合物作用后HeLa细胞的细胞周期比例和细胞凋亡率的变化;(5)实时定量逆转录(RT)-PCR技术、蛋白印迹法和免疫组化法检测16号化合物作用后HeLa细胞中HPA mRNA和蛋白表达的变化。
结果(1)6个新合成的化合物(即14、15、16、20、21、22号化合物)对HPA活性均有不同程度的抑制作用,除22号化合物抑制作用不明显无法测出IC50值外,14、15、16、20、21号化合物的IC50值分别为4.47、21.81、8.36、14.13、47.19 μmol/L。(2)MTT比色法检测显示,不同浓度(分别为1、5、15、30、60、120、180、240 μmol/L)的7个新合成的化合物(即11、12、14、15、16、20、22号化合物)作用48 h对HeLa细胞的生长均有抑制作用,并呈明显的浓度依赖性(P<0.01),其中16号化合物的抑制效果最显著(IC50值为48.16 μmol/L);进一步检测显示,16号化合物作用不同时间(分别为24、48、72、96 h)后对HeLa细胞生长的抑制作用呈明显的时间依赖性(P<0.01)。(3)细胞划痕实验观察显示,作用24 h后,实验组(加入50 μmol/L的16号化合物,下同)HeLa细胞迁移能力明显受到抑制,其划痕的宽度明显大于对照组(不加16号化合物,下同)。(4)流式细胞仪检测显示,作用48 h后,实验组HeLa细胞G0/G1期、G2/M期比例分别为(75.85±1.77)%、(11.65±0.64)%,均明显高于对照组[分别为(49.10±3.11)%、(0.17±0.24)%;P<0.01];S期细胞比例为(12.50±1.13)%,明显低于对照组的(50.70±2.83)%(P=0.003)。实验组HeLa细胞的凋亡率为(11.9±1.2)%,明显高于对照组的(6.6±1.8)%(P=0.013)。(5)实时定量RT-PCR技术和蛋白印迹法检测显示,作用48 h后,实验组HeLa细胞中HPA mRNA和蛋白的表达水平分别为1.23±0.46和0.46±0.31,明显低于对照组的3.43±0.45和1.30±0.58(P<0.05);免疫组化法检测显示,实验组累积吸光度(IA)值为0.39±0.04,对照组为0.50±0.09,两组比较,差异有统计学意义(P=0.026)。
结论新型1,3-O,N螺杂环类HPA抑制剂可能通过凋亡途径显著抑制子宫颈癌HeLa细胞的生长;该类抑制剂可明显抑制HeLa细胞的HPA活性,并下调其HPA mRNA和蛋白的表达。