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肺癌已成为中国发病率最高的恶性肿瘤,而乳腺癌是女性恶性肿瘤发病率的首位。过去研究者把重点放在细胞分化与分裂方面,并没有重视细胞死亡与肿瘤发生的关联。现有研究表明细胞增殖过度是因为细胞自身清除能力下降,即本应该发生凋亡的细胞并未发生凋亡。穿心莲为爵床科(Acanthaceae)植物穿心莲(Andrographis paniculata(Bum.f.)Nees)的干燥地上部分,具有清热解毒、凉血消肿之功效,在亚洲有广泛的应用,享有“苦味之王”的称号。近年来研究发现,以穿心莲内酯为代表的二萜内酯类成分具有广谱的抗肿瘤作用。本文研究了穿心莲内酯衍生物ADA对人乳腺癌MCF-7细胞和人肺A549细胞的增殖抑制作用,并通过对肿瘤细胞凋亡的影响探讨其作用机制。采用四甲基偶氮唑蓝(MTT)法检测细胞增殖。DAPI、吖啶橙/溴乙啶(AO/EB)双染法以及Annexin V-FITC/PI双染法流式细胞术测定细胞凋亡。罗丹明123检测细胞线粒体膜电位变化。Western bolt法检测NF-κB信号通路相关蛋白NF-κB p65核位移、IκBɑ、磷酸化IκBɑ、磷酸化IKKβ的表达以及凋亡通路中相关蛋白Bcl-2、Bax、细胞色素C和caspase 3的表达。MTT结果显示,不同浓度ADA和穿心莲内酯A作用24 h后,均能抑制MCF-7和A549细胞增殖。ADA对A549细胞IC50为(9.65±1.50)μM,对MCF-7细胞IC50为(6.4±3.29)μM。A对A549细胞IC50为(25.49±4.02)μM,对MCF-7细胞IC50为(19.5±2.82)μM,此数据表明ADA对于两种肿瘤细胞的增殖抑制作用显著优于先导化合物A,表明ADA比其母体A具有更强的抗乳腺癌和抗肺癌活性。DAPI、AO/EB染色结果表明:与空白对照组相比ADA加药组细胞形态出现明显变化如细胞核缺失,染色质固缩,细胞边缘化等细胞凋亡特征。AO/EB染色图显示,ADA加药组与空白对照组细胞相比细胞核发出橘色荧光,EB的荧光强度随着给药浓度的增加显著增强(P<0.01),表明细胞出现凋亡形态特征。罗丹明123(Rh123)结果表明:经过ADA作用24h后,Rh123荧光随着药物浓度的增加显著降低(P<0.01),表明MCF-7和A549细胞线粒体膜电位降低,膜电位降低被认为是细胞凋亡发生的标志。表明肿瘤细胞因为发生凋亡而失去与罗丹明123结合的能力。流式细胞术结果表明:当ADA浓度为4μM、8.5μM、10μM时,A549细胞凋亡率分别为为6.41%±2.51,9.28%±1.86,21.85%±7.75,32.46%±7.61;当ADA浓度为2μM、4μM、6μM时,MCF-7细胞凋亡率为4.34%±1.12,21.22%±2.09,32.46%±7.61,19.06%±1.23。ADA作用24h后肿瘤细胞凋亡率均显著增加(P<0.01),表明ADA能够诱导人乳腺癌细胞MCF-7与肺癌细胞A549凋亡。Western blot实验结果表明:MCF-7和A549细胞细胞色素C被刺激释放,caspase3被激活且表达增加(P<0.01);促凋亡蛋白Bax的表达增加(P<0.01),抗凋亡蛋白Bcl-2的表达降低(P<0.05),提示ADA参与细胞色素C、Bax、Bcl-2、caspase 3的调控,同时磷酸化IκBɑ、磷酸化IKKβ、细胞核内NF-κB p65表达均降低(P<0.01),细胞质内p65表达增加(P<0.01),表明ADA也参与NF-κB信号通路的调控。综上所述,穿心莲内酯衍生物ADA能够抑制MCF-7细胞和A549细胞增殖诱导并促进肿瘤细胞凋亡。具体机制是通过刺激细胞色素C释放,激活caspase 3,最终上调促凋亡蛋白Bax的表达,下调抗凋亡蛋白Bcl-2的表达,最终诱导肿瘤细胞凋亡。同时,NF-κB信号的调控则是通过抑制磷酸化IKK,NF-κB抑制物IκBɑ,磷酸化IκBɑ的表达以及p65的核位移。