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恶性肿瘤严重危害人类健康。转移是恶性肿瘤最重要最基本的生物学特征。关于肿瘤浸润转移机制的研究一直是肿瘤研究的重点。近年来,外周血DNA与Dnase研究为人们所重视。已有的研究表明:肿瘤患者血清中的DNA含量升高;肿瘤细胞内Dnase活性极低,肿瘤患者血清中Dnase活性不高;癌基因体外可转化易感的“正常”细胞,静脉注射癌基因可以诱发恶性肿瘤;Dnase抗肿瘤转移有效等。鉴于以上事实,有人推测恶性肿瘤的转移除以肿瘤细胞作为成瘤信息外,从原发肿瘤释放入血液或淋巴液的瘤源性DNA可能在转移灶的形成中充当另一成瘤信息而通过血流等途径导致其它部位的细胞转染和转化,并表达与原发瘤相似的细胞表型,继续增殖_、生长形成另一肿瘤。该观点如能成立,至少具有如下意义:在理论上可更完整的阐述肿瘤的转移机制;在临床治疗方案的设计中,不仅仅只是着眼于杀死癌细胞,还应该重视细胞外DNA的清除;在抗肿瘤转移的方法设计上,可将细胞外DNA作为一个新的攻击靶点,如通过提高肿瘤患者肿瘤组织和血中Dnase活性水解细胞外DNA或降低细胞对DNA转染的易感性等,从而达到降低或防止转移灶形成,提高肿瘤患者的生存率和治愈率。
研究资料表明维生素C、K3及黄连素具有抗肿瘤作用。维生素C可能通过氧化还原作用机制阻止肿瘤细胞的DNA合成、抑制细胞增殖、阻滞细胞周期、诱导细胞凋亡或引起坏死。联合应用维生素C/K3杀伤肿瘤细胞主要是因为能激活肿瘤细胞死亡所需的酸性或碱性Dnase,从而促进肿瘤细胞凋亡或死亡,但其与COX-2的关系不清楚。黄连素具有插入、结合双链结构DNA的特点,可能导致DNA形态的变化,抑制DNA的合成和诱导凋亡,从而发挥其抗肿瘤作用,但其临床应用效果不明显。因此研究维生素C、K3和黄连素抗肿瘤作用及机制尤其是与Dnase、DNA的关系,进一步探讨上述可能的肿瘤转移机制观点是非常有意义的课题。
目的:以乳腺癌为研究对象,初步研究维生素C、K3及黄连素的抗癌作用及机制,并探讨Dnase在其中的意义。
方法:首先以高侵袭性人乳腺癌细胞株MDA-MB-231为研究对象,研究维生素C、K3及黄连素对癌细胞的作用,包括MTT检测细胞毒性作用、流式细胞术测定细胞周期和凋亡、细胞爬片检测凋亡和免疫细胞化学检测COX-2表达、细胞电镜形态学观察、细胞内DNA酶(Dnase)活性检测等。其次,建立人乳腺癌细胞株MDA-MB-231裸鼠移植瘤模型,研究维生素C、K3及黄连素体内抗乳腺癌作用,包括肿瘤抑制率、肿瘤组织形态观察、肿瘤组织凋亡检测、免疫组织化学检测COX-2表达、肿瘤组织DNA酶(Dnase)活性检测等。另外,还检测了120例乳腺癌患者循环血液中血清DNA的含量,并分析比较其在治疗过程中的动态变化。
结果:体外实验结果表明,维生素C、K3及黄连素均可抑制人乳腺癌细胞株MDA-MB-231细胞增殖、阻滞细胞周期及促进细胞凋亡,且其作用与剂量、时间相关。培养细胞电镜形态学观察维生素C、K3可导致细胞发生不同程度的变性、自裂解等损伤性改变,而黄连素改变不明显。维生素C、K3可选择性分别激活酸性Dnase(DnaseⅡ,AcDNase)、和碱性Dnase(Dnase Ⅰ,Alk Dnase)的活性,两药联用后在不同的时间点可分别先后激活碱性Dnase和酸性Dnase的活性。黄连素可激活酸性Dnase的活性。维生素K3及维生素C/K3联用后可轻度增强癌细胞COX-2表达。
体内实验维生素C、K3及黄连素均对MDA-MB-231裸鼠移植瘤有明显抑瘤作用,而对成瘤时间无明显影响。形态学观察移植瘤及凋亡检测,维生素C、K3及黄连素的作用与体外实验结果基本相一致。实验结果表明VitC、VitK3均可不同程度对MDA-MB-231细胞移植瘤生长产生抑制作用,但随着肿瘤的生长其抑瘤效果有所下降。移植瘤瘤组织Dnase检测结果显示未用药组Dnase活性低下,维生素C组、维生素C、K3联用组及黄连素组酸性Dnase的活性均被激活。各组碱性Dnase的活性未见被激活。免疫组织化学检测瘤组织COX-2表达,黄连素组表达有一定下调。
乳腺癌患者循环血液血清DNA的含量测定中,治疗前组高于对照组,手术后组DNA含量明显下降,手术治疗并放化疗后组显著高于对照组和手术治疗后组,但略低于治疗前组。
结论:
1.维生素C、K3及黄连素具有明显的抗乳腺癌作用,其作用表现为时间、剂量依赖性。
2.维生素C、K3及黄连素抗乳腺癌作用可能与激活Dnase的活性密切相关。特别是首次报道了黄连素激活DnaseⅡ的活性。
3.维生素K3具有上调COX-2表达的作用,联合应用维生素C/K3方案对应考虑其在抗癌作用中可能的负面影响。
4.提示临床利用维生素C和维生素K3治疗实体肿瘤时,应根据肿瘤大小而不是患者体重调整用药剂量。
5.乳腺癌患者在进行手术后的放化疗时,循环体液中游离DNA含量升高,提示降低循环体液中DNA的含量,有可能降低肿瘤的复发和转移。