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研究背景:前列腺癌是男性最常见的恶性肿瘤之一,其死亡率占男性癌症死亡第三位。多西紫杉醇是一种经典的广谱抗肿瘤药物,广泛用于多种癌症的治疗,已成为治疗晚期前列腺癌的一线化疗药物。然而因患者自身耐受差、药物选择性弱等原因亦导致化疗失败或复发,使其疗效欠佳。因此,寻找有效的治疗方法或靶向药物是改善目前前列腺癌治疗失败的重要任务。CUDC-101作为一种新型的多靶点抑制剂,可以同时抑制组蛋白去乙酰化酶(HDAC)、表皮生长因子受体(EGFR)以及表皮生长因子受体2(HER2)。目前,对于CUDC-101的药理特征,治疗效果以及作用机制尚未完全阐明,并且与多西紫杉醇等经典化疗药物的联合抗肿瘤效果也未完全明确。目的:通过体内外实验,探讨CUDC-101对前列腺癌细胞增殖及转移的作用,进一步阐明CUDC-101与多西紫杉醇联合用药对前列腺癌的杀伤作用及机制。材料和方法:1)临床标本以及数据库资料采集:免疫组织化学染色,观察HDACs蛋白在前列腺癌以及癌旁良性前列腺组织中的表达。进一步通过HPA和Oncomine数据库检索和分析HDACs蛋白及mRNA在前列腺癌组织中的表达水平。2)体外实验:采用MTT实验,细胞克隆形成以及CFSE细胞增殖检测实验,观察CUDC-101与多西紫杉醇单独或联合用药对前列腺癌细胞的抗增殖作用。FACS流式细胞术检测药物治疗前后细胞凋亡率,以及细胞周期分布的变化。进一步的蛋白免疫印迹实验检测CUDC-101和多西紫杉醇处理后,细胞凋亡和周期相关蛋白的表达情况。采用划痕实验、细胞免疫荧光、细胞侵袭和转移、微管生成,以及蛋白免疫印记实验,检测CUDC-101和多西紫杉醇单独或联合用药对前列腺癌迁移和EMT进程的影响。蛋白免疫印迹实验检测PI3K/AKT/mTOR和ERK信号通路相关蛋白在前列腺癌细胞中的表达。3)体内实验:首先,建立PC-3前列腺癌细胞裸鼠移植瘤模型,待肿瘤形成随即进行随机分组,分别是:对照组,CUDC-101用药组,多西紫杉醇用药组,以及联合用药组,每组5只。经腹腔注射分别给予生理盐水(对照组),CUDC-101(60mg/kg/d)和/或多西紫杉醇(5 mg/kg),每3天一次共5次,并且每3-4天检测裸鼠体重以及肿瘤大小。待实验结束后处死裸鼠,剥离瘤体,进行取材、固定,制成组织切片,进一步进行H&E和免疫组织化学染色。显微镜下观察不同给药组中HDAC 4、增殖相关蛋白ki-67、凋亡相关蛋白survivin以及EMT相关蛋白E-cadherin和vimentin的表达情况。结果:1)在前列腺癌(PCa)组织中HDAC 4和HDAC 6蛋白表达呈强阳性,而在癌旁良性组织以及前列腺上皮内瘤变(PIN)组织中表达呈阴性或弱阳性。根据HPA和Oncomine数据库检索结果显示,与正常前列腺组织相比,HDACs蛋白及mRNA表达水平在前列腺癌组织中呈明显高表达。2)MTT结果显示:CUDC-101和多西紫杉醇单独用药均可抑制PC-3和DU145前列腺癌细胞的增殖。与单用药组相比,二者联合用药对前列腺癌细胞的抗增殖效果更显著,具有协同抑制作用。3)细胞克隆形成实验和CFSE细胞增殖检测结果显示:CUDC-101联合多西紫杉醇可协同抑制前列腺癌细胞的克隆形成能力以及细胞增殖能力。4)流式细胞术检测结果显示:CUDC-101上调PC-3和DU145前列腺癌细胞的凋亡。而CUDC-101与多西紫杉醇联合显著诱导前列腺癌细胞的凋亡以及G2/M期细胞周期阻滞。蛋白免疫印迹实验结果显示:CUDC-101与多西紫杉醇联合用药组Bax,cleaved-caspase-3,-8,-9,-PARP以及p21蛋白的表达上调,而Bcl-2,CyclinB1蛋白表达下调。并且,与单用药组相比,联合用药后Bax/Bcl-2比值显著增加。5)划痕实验结果显示:与单用药组相比,CUDC-101联合多西紫杉醇可以明显抑制细胞的愈合能力。细胞迁移和侵袭实验,以及微管生成实验结果也显示:与多西紫杉醇相比,CUDC-101具有更好的抑制前列腺癌细胞迁移、侵袭以及微管形成的能力。联合用药时抑制效果更显著。蛋白免疫印迹实验结果显示:CUDC-101和多西紫杉醇联合处理后,上皮细胞相关标志物E-cadherin和ZO-1蛋白表达明显上调,相反间质细胞相关标志物vimentin,Snail,Slug和MMP-9蛋白表达则减少。细胞免疫荧光实验进一步证实上述实验结果。6)蛋白免疫印迹实验结果显示:PI3K/AKT/mTOR和ERK信号通路参与CUDC-101和多西紫杉醇联合用药对前列腺癌的抗肿瘤作用机制。7)PC-3前列腺癌细胞裸鼠移植瘤模型体内实验结果显示:与对照组和单用药组相比,联合用药组的肿瘤细胞生长明显受到抑制,肿瘤体积明显减少。免疫组织化学染色结果显示:联合用药组的E-cadherin蛋白表达显著增多,相反HDAC4、vimentin、ki-67和survivin蛋白的表达减少。结论:1)CUDC-101和多西紫杉醇均可抑制前列腺癌细胞的增殖,两药联合具有协同作用。2)CUDC-101与多西紫杉醇联合用药可诱导前列腺癌细胞的凋亡以及细胞周期阻滞,显著抑制前列腺癌细胞增殖及EMT进程。3)PI3K/AKT/mTOR和ERK信号通路参与CUDC-101与多西紫杉醇联合用药抑制前列腺癌的作用机制。