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目的:胃癌(GC)是全球第五大常见恶性肿瘤,是全球两性中癌症死亡的第三大原因,尽管近几十年来GC的诊断和治疗取得了进展,但GC患者的预后仍然很差,特别是在中国,五年生存率仅为约30%。在我们课题组的以前研究中,合成并鉴定了24种3,4,5-三甲氧基黄酮类苯并咪唑衍生物,其中化合物15(FB-15)是一种潜在的抗肿瘤活性化合物,本文通过研究3,4,5-三甲氧基黄酮类苯并咪唑衍生物化合物15(FB-15)对人胃癌HGC-27细胞凋亡的影响及机制研究,为胃癌的药物治疗开拓新思路和提供理论依据。
方法:CCK-8检测FB-15的抗肿瘤增殖细胞活性;克隆形成实验检测FB-15对人胃癌HGC-27细胞克隆增殖情况;流式细胞术检测FB-15对人胃癌HGC-27细胞周期和凋亡的影响;流式细胞术检测FB-15对人胃癌HGC-27细胞线粒体电位的影响;Caspase-3、Caspase-8及Caspase-9试剂盒检测FB-15对人胃癌HGC-27细胞Caspase活性的影响;Westernblot检测Bad、Bax、Bcl-XL以及Bcl-2蛋白的表达情况;FB-15经腹腔注射对BABL/c-nu裸小鼠急性毒性试验。
结果:CCK-8结果显示,在FB-15浓度为8、16、32、64以及128μmol/L时,抑制人胃癌HGC-27细胞的增殖,并且比阳性对照药物(5-Fu)效果好;随着FB-15浓度增高,抑制人胃癌HGC-27细胞的增殖作用增强,且呈剂量依赖性;在设定的FB-15浓度培养条件下,孵育的时间越长,抑制人胃癌HGC-27细胞的增殖作用增强,且呈时间依赖性。
细胞克隆实验显示,用FB-15处理后,可以显著地抑制人胃癌HGC-27细胞的体外增殖能力,且呈剂量依赖性。
流式细胞仪检测细胞周期结果显示,在G0/G1期细胞比例显著增高且具有浓度-效应关系(从74.52±0.38%升高到85.86±2.05%),而S期和G2/M期细胞比例明显降低且具有浓度-效应关系(S期从6.25±1.92%降到2.32±0.47%;G2/M期从13.55±2.86%降到6.87±1.70%),且具有显著的统计学差异(P<0.01)。表明FB-15可能是通过抑制细胞进入S期,将细胞有丝分裂阻断在G0/G1期,从而诱导人胃癌HGC-27细胞凋亡,且呈明显的剂量依赖效应。
流式细胞仪检测细胞凋亡结果显示,与对照组相比经FB-15处理后晚期凋亡率和总凋亡率明显增加(晚期凋亡率由4.72±1.21%上升到18.25±16.47%;总凋亡率由16.41±4.05%上升到31.88±13.17%),其差异有统计学意义(P<0.05),表明FB-15呈剂量依赖性诱导人胃癌HGC-27细胞凋亡。
流式细胞仪检测线粒体电位结果显示,与对照组相比FB-15(10、20、40μmol/L)处理24h后,人胃癌HGC-27细胞JC-1单体(绿色荧光)(%)从0.720±0.364%上升到2.710±0.416%,并且差异具有统计学意义(P<0.01),同时存在剂量依赖效应。表明FB-15可使人胃癌HGC-27细胞线粒体膜电位丢失,从而诱导其线粒体功能障碍。
Caspase-3、Caspase-8及Caspase-9试剂盒检测Caspase活性结果显示,与对照组相比FB-15(10、20、40μmol/L)处理24h后,Caspase-3活性由40.263±23.250上升到186.591±8.140,Caspase-8活性由30.544±13.464上升到219.077±13.698,Caspase-9活性由25.744±8.685上升到154.195±11.171,其差异具有显著的统计学意义(P<0.01)。表明FB-15能增加人胃癌HGC-27细胞Caspase-3、Caspase-8及Caspase-9活性,且呈剂量依赖效应。
Westernblot实验检测Bcl-2家族蛋白结果显示,与β-actin内参相比,经FB-15处理24h后的人胃癌HGC-27细胞,呈剂量依赖性地上调Bad、Bax的表达和下调Bcl-XL、Bcl-2的表达,Bax/Bcl-2值由0.184±0.030上升到1.865±0.522,证实FB-15破坏了Bcl-2家族的平衡诱导人胃癌HGC-27细胞凋亡,并且与流式细胞术检测细胞凋亡的结果相符。
FB-15经腹腔注射对BABL/c-nu裸小鼠急性毒性试验结果显示,在腹腔注射给药结束后0~4小时内,生理盐水组和FB-15组小鼠自主活动未见明显异常;给药后连续观察14天,生理盐水组和FB-15组未见动物死亡;与对照组比较,FB-15给药组小鼠第4-14天体重无统计学差异,动物变化在小鼠正常体重增长范围内;大体解剖检查结果显示各器官表面和切面均未见明显异常情况。证实在本试验条件下,BABL/c-nu裸小鼠经腹腔注射FB-15,未见明显毒性反应剂量为150mg/kg(7.5mg/mL)。
结论:
1、FB-15能抑制人胃癌HGC-27细胞的增殖;
2、诱导凋亡的机制是通过Bcl-2家族失调激活内源性途径。
方法:CCK-8检测FB-15的抗肿瘤增殖细胞活性;克隆形成实验检测FB-15对人胃癌HGC-27细胞克隆增殖情况;流式细胞术检测FB-15对人胃癌HGC-27细胞周期和凋亡的影响;流式细胞术检测FB-15对人胃癌HGC-27细胞线粒体电位的影响;Caspase-3、Caspase-8及Caspase-9试剂盒检测FB-15对人胃癌HGC-27细胞Caspase活性的影响;Westernblot检测Bad、Bax、Bcl-XL以及Bcl-2蛋白的表达情况;FB-15经腹腔注射对BABL/c-nu裸小鼠急性毒性试验。
结果:CCK-8结果显示,在FB-15浓度为8、16、32、64以及128μmol/L时,抑制人胃癌HGC-27细胞的增殖,并且比阳性对照药物(5-Fu)效果好;随着FB-15浓度增高,抑制人胃癌HGC-27细胞的增殖作用增强,且呈剂量依赖性;在设定的FB-15浓度培养条件下,孵育的时间越长,抑制人胃癌HGC-27细胞的增殖作用增强,且呈时间依赖性。
细胞克隆实验显示,用FB-15处理后,可以显著地抑制人胃癌HGC-27细胞的体外增殖能力,且呈剂量依赖性。
流式细胞仪检测细胞周期结果显示,在G0/G1期细胞比例显著增高且具有浓度-效应关系(从74.52±0.38%升高到85.86±2.05%),而S期和G2/M期细胞比例明显降低且具有浓度-效应关系(S期从6.25±1.92%降到2.32±0.47%;G2/M期从13.55±2.86%降到6.87±1.70%),且具有显著的统计学差异(P<0.01)。表明FB-15可能是通过抑制细胞进入S期,将细胞有丝分裂阻断在G0/G1期,从而诱导人胃癌HGC-27细胞凋亡,且呈明显的剂量依赖效应。
流式细胞仪检测细胞凋亡结果显示,与对照组相比经FB-15处理后晚期凋亡率和总凋亡率明显增加(晚期凋亡率由4.72±1.21%上升到18.25±16.47%;总凋亡率由16.41±4.05%上升到31.88±13.17%),其差异有统计学意义(P<0.05),表明FB-15呈剂量依赖性诱导人胃癌HGC-27细胞凋亡。
流式细胞仪检测线粒体电位结果显示,与对照组相比FB-15(10、20、40μmol/L)处理24h后,人胃癌HGC-27细胞JC-1单体(绿色荧光)(%)从0.720±0.364%上升到2.710±0.416%,并且差异具有统计学意义(P<0.01),同时存在剂量依赖效应。表明FB-15可使人胃癌HGC-27细胞线粒体膜电位丢失,从而诱导其线粒体功能障碍。
Caspase-3、Caspase-8及Caspase-9试剂盒检测Caspase活性结果显示,与对照组相比FB-15(10、20、40μmol/L)处理24h后,Caspase-3活性由40.263±23.250上升到186.591±8.140,Caspase-8活性由30.544±13.464上升到219.077±13.698,Caspase-9活性由25.744±8.685上升到154.195±11.171,其差异具有显著的统计学意义(P<0.01)。表明FB-15能增加人胃癌HGC-27细胞Caspase-3、Caspase-8及Caspase-9活性,且呈剂量依赖效应。
Westernblot实验检测Bcl-2家族蛋白结果显示,与β-actin内参相比,经FB-15处理24h后的人胃癌HGC-27细胞,呈剂量依赖性地上调Bad、Bax的表达和下调Bcl-XL、Bcl-2的表达,Bax/Bcl-2值由0.184±0.030上升到1.865±0.522,证实FB-15破坏了Bcl-2家族的平衡诱导人胃癌HGC-27细胞凋亡,并且与流式细胞术检测细胞凋亡的结果相符。
FB-15经腹腔注射对BABL/c-nu裸小鼠急性毒性试验结果显示,在腹腔注射给药结束后0~4小时内,生理盐水组和FB-15组小鼠自主活动未见明显异常;给药后连续观察14天,生理盐水组和FB-15组未见动物死亡;与对照组比较,FB-15给药组小鼠第4-14天体重无统计学差异,动物变化在小鼠正常体重增长范围内;大体解剖检查结果显示各器官表面和切面均未见明显异常情况。证实在本试验条件下,BABL/c-nu裸小鼠经腹腔注射FB-15,未见明显毒性反应剂量为150mg/kg(7.5mg/mL)。
结论:
1、FB-15能抑制人胃癌HGC-27细胞的增殖;
2、诱导凋亡的机制是通过Bcl-2家族失调激活内源性途径。