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背景鼻咽癌(Nasopharyngeal carcinoma,NPC)是头颈部的恶性肿瘤,发病位置较隐匿,常发于鼻咽腔顶部和侧壁,尤其好发咽隐窝位置。鼻咽癌主要分布在东南亚地区和我国的广东、湖南、广西等南方省份,其中,我国鼻咽癌患者约占世界的三分之二左右。鼻咽癌常见的发病因素包括:EB病毒(Epstein-Barr virus,EBV)感染,遗传易感性和地域环境影响等。目前临床常用治疗方法是放疗化疗相结合,以及手术切除等治疗方式。鼻咽癌易发生远处转移和复发,且放疗带来的一些不良反应,造成患者治疗预后不理想。因此,迫切需要探索鼻咽癌的发生发展机制,寻求相应的癌症标志物和新的治疗靶点,为鼻咽癌的治疗提供新的帮助。硫化氢(Hydrogen sulfide,H2S)是一种重要的气体信号分子,其具有嗜脂性质,能够自由穿过生物膜。在过去研究中,硫化氢常被认为是污染环境的有害气体。近年来,其在内环境中的作用越来越多被发现,包括调节心血管,呼吸,神经等多个系统,参与体内血管的生成、炎症反应、脂代谢等方面的生理过程。目前认为,硫化氢与肿瘤的发生发展过程关系密切,但其作用机制仍然存在争议。在不同肿瘤中,硫化氢的作用不尽相同,硫化氢可通过促进细胞凋亡、抑制细胞周期和诱导不受控制的细胞内酸化等发挥抗癌作用,还可通过抗细胞凋亡、加速细胞代谢、诱导新生血管生成和调节线粒体功能等促进肿瘤细胞的生长、增殖和转移。为此,有人提出了H2S在肿瘤生物学中的“双重作用”。这种情况可能与硫化氢的作用浓度有关系。不同肿瘤细胞中硫化氢合成酶的表达不同,进而对肿瘤的作用也不尽相同。有资料显示,在人鼻咽癌细胞中,沉默和过表达硫化氢合成酶CSE可以调控人鼻咽癌细胞的生长。为了进一步弄清硫化氢合成酶与人鼻咽癌细胞之间的关系,我们采用化学抑制剂PAG、L-Asp和AOAA来抑制鼻咽癌细胞内硫化氢生成酶CSE、CBS和3-MTS表达,及共同抑制三种合成酶作用的方式来探究硫化氢合成酶抑制剂对人鼻咽癌生长的影响及其分子调控机制。目的研究探讨硫化氢合成酶抑制剂PAG、AOAA和L-Asp抑制人鼻咽癌细胞CNE-1和C666-1内硫化氢合成酶的表达后,对人鼻咽癌细胞活力、增殖、迁移、侵袭和凋亡的影响,并进行初步作用机制的探究。方法我们通过查阅大量文献和前期研究得知DL-炔丙基甘氨酸(PAG)可以特异性抑制CSE,是CSE不可逆抑制剂,氨基氧乙酸(AOAA)可以作为CBS的有效抑制剂,L-天冬氨酸(L-Asp)抑制3-MTS的表达。我们选用通过化学抑制剂PAG、AOAA和L-Asp来抑制人鼻咽癌细胞内硫化氢合成酶的表达。根据课题组先前的研究,在人鼻咽癌细胞系中CNE-1和C666-1细胞中可均检测到三种硫化氢关键酶CSE、CBS和3-MTS的表达,且三种酶蛋白表达量高于正常鼻咽上皮细胞,因此我们确定鼻咽癌细胞CNE-1和C666-1进行后续探究实验。实验采用化学抑制剂PAG、L-Asp和AOAA分别抑制鼻咽癌细胞内硫化氢生成酶CSE、CBS和3-MTS的表达,及共同抑制三种合成酶表达的作用的方式,来观察对人鼻咽癌细胞活力,增殖,迁移及凋亡的影响。我们通过MTT,CCK-8,Edu实验和平板克隆和软琼脂实验检测细胞增殖能力,通过伤口愈合实验和Transwell实验检测鼻咽癌细胞的迁移侵袭能力,Tunel和流式细胞术测定加入抑制剂后细胞凋亡发生水平。还进一步通过免疫印迹的方法检测鼻咽癌细胞加入抑制剂后相关凋亡蛋白表达。并检测了细胞在药物处理后细胞内活性氧及抗氧化酶的含量以及对鼻咽癌MAPK通路相关蛋白表达分析。接着通过体内裸鼠实验,探究硫化氢合成酶抑制剂在小鼠体内对鼻咽癌肿瘤细胞生长的影响,并通过小鼠体重变化、瘤体积和瘤重变化,脏器指数探究对小鼠毒性的影响。对肿瘤组织和小鼠脏器进行HE染色及Ki67,CD31,cleaved caspace3免疫组化分析,探索相关影响。结果1.MTT实验、CCK-8实验、细胞增殖实验EDU,软琼脂和平板克隆实验检测CNE-1和C666-1两种细胞增殖情况,结果显示:鼻咽癌细胞CNE-1和C666-1在硫化氢合成酶抑制剂作用下增殖均被抑制,其中联合加药组抑制效果明显;2.通过划痕愈合实验和Transwell检测细胞迁移能力,Invasion实验检测细胞侵袭能力,结果表明,相比对照组,实验组细胞迁移率下降,其中联合加药组下降明显;3.Tunel染色和流式细胞术检测细胞凋亡,结果显示,硫化氢合成酶抑制剂促进了鼻咽癌细胞的凋亡,其中联合加药组促进鼻咽癌细胞凋亡水平更加明显;4.运用Western blot检测细胞凋亡相关蛋白的表达,包括Cleaved caspas-3、Cleaved PARP、Bax、Bad、Bcl-2、Bcl-xl蛋白表达情况,结果显示:实验组鼻咽癌细胞的Cleaved caspas-3、Cleaved PARP的蛋白水平和Bax/Bcl-2、Bad/Bcl-xl的比值均高于对照组,其中联合加药组凋亡相关蛋白表达升高明显;5.检测细胞内活性氧(ROS)和抗氧化物酶包括超氧化物歧化酶(Superoxide Dismutase,SOD),谷胱甘肽过氧化物酶(Glutathione Peroxidase,GSH-PX)和过氧化氢酶(Catalase,CAT)的含量。结果显示,相比对照组,硫化氢合成酶抑制剂作用鼻咽癌细胞后活性氧含量增加,抗氧化物酶含量均低于对照组;6.用Western Blot检测细胞MAPK信号通路相关蛋白的表达,结果显示,硫化氢合成酶抑制剂作用后鼻咽癌细胞p38/JNK磷酸化水平增加,ERK磷酸化水平则为减少,其中联合组更加明显。表明,硫化氢合成酶抑制剂可能通过MAPK信号通路调控鼻咽癌细胞的生长和凋亡;7.裸鼠皮下异种移植肿瘤模型结果显示,硫化氢合成酶抑制剂作用的小鼠肿瘤体积和肿瘤重量均小于对照组,其中,联合加药组小鼠肿瘤体积和肿瘤重量减少明显;8.肿瘤组织进行HE染色和免疫组化Cleaved caspase-3,Ki67和CD31分析,结果显示:实验组肿瘤组织染色Ki67、CD31阳性率均低于对照组,而Cleaved caspase-3呈现相反趋势结果。表明硫化氢合成酶抑制剂促进了肿瘤组织的凋亡,并抑制肿瘤增殖的能力。结论硫化氢合成酶抑制剂可以抑制人鼻咽癌CNE-1和C666-1细胞的生长增殖能力,降低细胞迁移和侵袭的能力,促进细胞凋亡水平升高,其中,联合加药组作用更加明显,并且可通过MAPK信号通路调节鼻咽癌细胞的凋亡和生长,影响人鼻咽癌细胞的发生发展。