全反式维甲酸对多种恶性肿瘤细胞血管生成的影响

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背景及目的:   2012年经流行病学统计,我国恶性肿瘤发病前十位主要是肺癌、消化系统癌(胃癌、结直肠癌、肝癌、食管癌、胰腺癌)、乳腺癌、淋巴瘤、膀胱癌、甲状腺癌。这十类肿瘤占全部恶性肿瘤发病的76.39%。根据第21届世界抗癌大会公布的数据,中国癌症发生率目前处于快速上升期。在河南,目前食管癌发病率仍较其它地区高,并且,男性罹患肺恶性肿瘤及女性罹患乳腺癌的发生率持高不下,抗癌治疗在河南的卫生系统总费用支出中占很大比例。   恶性肿瘤的内科治疗在基础研究成果的基础上,正在不断推进,较大幅度的提高了癌症生存率。自1971年,由哈佛大学judahfolkman博士提出肿瘤生长的血管依赖性理论后,全球肿瘤内科专家、药物专家等在肿瘤治疗中创出一种全新的有别于肿瘤杀死概念的治疗策略,即抗血管生成+抗细胞增殖的A+策略。   肿瘤细胞引起的新生血管过程受局部组织中分泌的调节因子调控。起促进作用的调节因子如下:血管内皮细胞生长因子(VascularEndothelialGrowthFactor,VEGF)、碱性成纤维细胞生长因子(basicFibroblastGrowthFactors,bFGF)、血小板衍生生长因子(Platelet-DerivedGrowthfactor,PDGF)、血管生成素(Angiopoietin,Ang)、肿瘤坏死因子-α(TumorNecrosisFactor-α,TNF-α)、转化生长因子-β(TransformingGrowthFactor-β,TGF-β)、表皮生长因子(EpidemalGrowthFactor,EGF)、纤溶酶原激活因子(PlasminogenActivator,PA)等,另外还有一些小分子的脂类、核苷酸及维生素。而干扰素-α(Interferon-α,IFN-α)、内皮细胞抑制素(endostatin)、血管抑制素(angiostatin)、血小板因子4、碱性成纤维细胞生长因子可溶性受体等发挥抑制作用。   在肿瘤细胞促进新生血管过程中,VEGF起到非常重要及关键的作用。基础实验创造体外的血管生成模型,其中显示VEGF及其受体可导致内皮细胞增殖和新的血管生成,故其目前作为主要血管生成抑制剂的靶点。临床治疗肿瘤方面痴线以VEGF及其受体为靶点的一种治疗方法,贝伐单抗(bevacizumab),又名:重组人源性抗VEGF单克隆抗体贝伐单抗,是对这一策略由理论变为现实的有力证据,贝伐单抗可与血管内皮生长因子(VEGF)结合,阻断其与受体在内皮细胞表面结合,进而阻断器介导的血管生成过程。之后由我国自主研发的重组人血管内皮抑制素(恩度)就是血管生成抑制类生物制品,其目标靶点亦为血管内皮生长生成因子。   维甲酸为维生素A的衍生物,在调控细胞生长,分化、凋亡等过程中起重要作用,维甲酸类化合物初始为治疗银屑病的有效药物,因其可明显控制角质形成细胞的增殖及炎症细胞浸润,后由我国学者王振义首次使用全反式维甲酸(ATRA)治疗急性非淋巴细胞白血病中的M3型,获得了肯定的疗效。许多研究证明,维甲酸类化合物作用广泛,可诱导肿瘤细胞分化,抑制细胞增殖,促进肿瘤细胞凋亡的作用,其中以全反式维甲酸抗肿瘤作用研究更确切。目前作为著名的肿瘤细胞诱导分化剂的代表。但有基础研究表明全反式维甲酸具有一定血管抑制作用。   本实验使用ATRA体外作用于食管癌细胞EC109、肺腺癌细胞A549及乳腺癌细胞MDA-MB-231,观察其对其作用及对VEGF因子的表达的作用。   材料和方法:   1.体外分别培养食管癌细胞EC109、肺腺癌细胞A549及乳腺癌细胞MDA-MB-231,取呈对数期生长细胞,分别给予含10-3、10-4、10-5、10-6、10-7mol/l浓度ATRA的培养液连续培养24、48、72、96h。   2.应用MTT法检测不同浓度不同时间的ATRA分别作用于三种肿瘤细胞株的细胞抑制率。   3.使用ELISA测定72h后不同浓度ATRA对三种肿瘤细胞株血管内皮生长因子(VEGF)蛋白表达、分泌的影响。使用单因素方差检测进行统计学分析。   结果:   1.MTT法   将含5种不同浓度的ATRA培养液培养3种肿瘤细胞,分别在24h、48h、72h、96h测定其A490,24h时药物对各细胞抑制作用均不明显,无统计学意义(P>0.05),其他的时间点ATRA有不同程度的细胞增殖抑制作用,在96h时效应达最高,并呈剂量相关性,其中10-3mol/l浓度的抑制率最高。食管癌细胞EC109、肺腺癌细胞A549及乳腺癌细胞MDA-MB-231最高抑制率最高分别为90.0%,51.2%,60.2%。与空白对照组相比,溶剂对照组A490无统计学差异,表明溶媒对细胞无增殖抑制性。   2.ELISA法   经过药物作用72h后,VEGF蛋白浓度随药物浓度的升高而下降,以10-3mol/l药物浓度的VEGF蛋白表达量下降最为显著,相对于空白对照组,差异具有统计学意义(P<0.05)。而食管癌细胞EC109、肺腺癌细胞A549及乳腺癌细胞MDA-MB-231中以食管癌细胞VEGF蛋白浓度降低最为显著。   结论:   1.全反式维甲酸对食管癌细胞EC109、肺腺癌细胞A549及乳腺癌细胞MDA-MB-231增殖生长具有抑制作用,该作用具有剂量及时间依赖性。   2.全反式维甲酸体外对三种肿瘤细胞株的抑制作用,主要通过下调其VEGF蛋白的表达,从而影响其血管生成。   3.全反式维甲酸对食管癌细胞EC109的增殖抑制作用强于肺腺癌细胞A549及乳腺癌细胞MDA-MB-231。
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