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【目的】
Bis(4-hydroxy-3,5-dimethylphenyl)sulfone(TMBPS)是一种具有砜结构的双酚化合物,是合成芳香族聚酰亚胺和含有聚砜组成基团的交替嵌段共聚物的原料之一。我们发现TMBPS对肝癌有抑制作用,本文旨在探究TMBPS对HepG2细胞的增殖、周期和凋亡的影响,进一步研究机制和确定靶蛋白,以及TMBPS在动物体内的作用效果,为进入临床研究提供理论和实验依据。
【方法】
1.利用CCK8检测TMBPS对几种肝癌细胞的细胞毒性作用,以及对正常肝细胞的细胞毒性作用。
2.平板克隆实验考察不同浓度TMBPS对HepG2细胞增殖及集落形成能力的影响。
3.流式细胞仪定量分析TMBPS对HepG2细胞周期阻滞效果和凋亡诱导情况。
4.DAPI染色后利用倒置荧光显微镜观察TMBPS对HepG2细胞凋亡诱导情况和HepG2细胞凋亡形态。
5.Westernblot实验考察TMBPS对HepG2细胞增殖及凋亡通路相关蛋白的影响。
6.Pull-down实验用来考察TMBPS与潜在靶蛋白直接结合情况。
7.通过计算机分子对接技术模拟TMBPS与靶蛋白的结合模型。
8.建立小鼠HepG2细胞移植瘤模型,腹腔注射TMBPS后考察TMBPS在体内的抗肿瘤情况。免疫组织化学和免疫组织荧光验证其抗肿瘤的分子机制;通过肿瘤体积大小评估TMBPS的肿瘤抑制效果;通过小鼠体重指标评估TMBPS的体内生物安全性。
【结果】
1.CCK8实验结果证实TMBPS对多种肝癌细胞具有一定的细胞毒性,但是对HepG2细胞株毒性作用最强,并呈时间-浓度依赖性;对正常肝细胞有较微弱的细胞毒性。
2.平板克隆实验结果提示TMBPS可以抑制HepG2细胞体外增殖及减少集落形成。
3.流式周期结果显示TMBPS能阻滞细胞周期在G2/M期,同时能以浓度依赖的方式诱导HepG2细胞凋亡,且凋亡形态随着浓度增加越来越明显。
4.蛋白免疫印迹结果显示TMBPS可抑制AKT和ERK的磷酸化表达水平,同时上调p38、CREB、cdc2的磷酸化表达水平;而且线粒体凋亡途径相关重要指示蛋白Cleavedcaspase-3、-7、-9和CleavedPARP的表达水平也随着TMBPS剂量依赖性增高,Bcl-2蛋白表达水平却明显降低。另外TMBPS显著性降低TRAF6的表达水平。
5.计算机对接模拟结果显示TMBPS能在肽结合部位与TRAF6结合,揭示了TMBPS可能是通过占据CD40结合部位直接结合TRAF6,使得CD40无法与TRAF6结合或者结合能力下降从而降低了TRAF6的活性,这与体外实验结果一致。
6.体内抑瘤实验结果显示经过TMBPS治疗后,相比较于对照组,TMBPS处理组小鼠肿瘤抑制作用明显,TRAF6的表达也明显降低,与我们体外实验结果以及计算机对接模拟结果一致,进一步在体内验证了TRAF6的分子机制和疗效。
【结论】
本研究首次发现在HepG2细胞中,TMBPS可通过靶向TRAF6蛋白进而抑制AKT和ERK的激活来阻断G2/M细胞周期,并通过Caspase依赖的p38/MAPK途径使细胞凋亡。这些结果表明TMBPS在研发人类HCC的预防和治疗药物方面可能具有潜在的应用价值。
Bis(4-hydroxy-3,5-dimethylphenyl)sulfone(TMBPS)是一种具有砜结构的双酚化合物,是合成芳香族聚酰亚胺和含有聚砜组成基团的交替嵌段共聚物的原料之一。我们发现TMBPS对肝癌有抑制作用,本文旨在探究TMBPS对HepG2细胞的增殖、周期和凋亡的影响,进一步研究机制和确定靶蛋白,以及TMBPS在动物体内的作用效果,为进入临床研究提供理论和实验依据。
【方法】
1.利用CCK8检测TMBPS对几种肝癌细胞的细胞毒性作用,以及对正常肝细胞的细胞毒性作用。
2.平板克隆实验考察不同浓度TMBPS对HepG2细胞增殖及集落形成能力的影响。
3.流式细胞仪定量分析TMBPS对HepG2细胞周期阻滞效果和凋亡诱导情况。
4.DAPI染色后利用倒置荧光显微镜观察TMBPS对HepG2细胞凋亡诱导情况和HepG2细胞凋亡形态。
5.Westernblot实验考察TMBPS对HepG2细胞增殖及凋亡通路相关蛋白的影响。
6.Pull-down实验用来考察TMBPS与潜在靶蛋白直接结合情况。
7.通过计算机分子对接技术模拟TMBPS与靶蛋白的结合模型。
8.建立小鼠HepG2细胞移植瘤模型,腹腔注射TMBPS后考察TMBPS在体内的抗肿瘤情况。免疫组织化学和免疫组织荧光验证其抗肿瘤的分子机制;通过肿瘤体积大小评估TMBPS的肿瘤抑制效果;通过小鼠体重指标评估TMBPS的体内生物安全性。
【结果】
1.CCK8实验结果证实TMBPS对多种肝癌细胞具有一定的细胞毒性,但是对HepG2细胞株毒性作用最强,并呈时间-浓度依赖性;对正常肝细胞有较微弱的细胞毒性。
2.平板克隆实验结果提示TMBPS可以抑制HepG2细胞体外增殖及减少集落形成。
3.流式周期结果显示TMBPS能阻滞细胞周期在G2/M期,同时能以浓度依赖的方式诱导HepG2细胞凋亡,且凋亡形态随着浓度增加越来越明显。
4.蛋白免疫印迹结果显示TMBPS可抑制AKT和ERK的磷酸化表达水平,同时上调p38、CREB、cdc2的磷酸化表达水平;而且线粒体凋亡途径相关重要指示蛋白Cleavedcaspase-3、-7、-9和CleavedPARP的表达水平也随着TMBPS剂量依赖性增高,Bcl-2蛋白表达水平却明显降低。另外TMBPS显著性降低TRAF6的表达水平。
5.计算机对接模拟结果显示TMBPS能在肽结合部位与TRAF6结合,揭示了TMBPS可能是通过占据CD40结合部位直接结合TRAF6,使得CD40无法与TRAF6结合或者结合能力下降从而降低了TRAF6的活性,这与体外实验结果一致。
6.体内抑瘤实验结果显示经过TMBPS治疗后,相比较于对照组,TMBPS处理组小鼠肿瘤抑制作用明显,TRAF6的表达也明显降低,与我们体外实验结果以及计算机对接模拟结果一致,进一步在体内验证了TRAF6的分子机制和疗效。
【结论】
本研究首次发现在HepG2细胞中,TMBPS可通过靶向TRAF6蛋白进而抑制AKT和ERK的激活来阻断G2/M细胞周期,并通过Caspase依赖的p38/MAPK途径使细胞凋亡。这些结果表明TMBPS在研发人类HCC的预防和治疗药物方面可能具有潜在的应用价值。