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本文以斜纹夜蛾(Spodoptera litura Fab.)离体细胞系S1—1细胞为供试材料,运用MTT法、流式细胞仪、荧光显微镜、western blot等技术研究了印楝素等10种化合物对S1—1细胞增殖、细胞周期分布、胞内活性氧含量(ROS)、细胞核分裂和凋亡形态、以及细胞周期和凋亡相关蛋白表达量的影响,初步探讨了印楝素阻滞细胞周期进程,诱导细胞凋亡,最终导致细胞增殖抑制的机理。主要研究结果如下:
1.利用MTT法测定了印楝素等9种植物源化合物对S1—1细胞增长抑制作用,结果表明印楝素、喜树碱、鱼藤酮、烟碱4种化合物对S1—1细胞具有较明显的抑制效果,印楝素1.0μg/ml、喜树碱1.0μM、鱼藤酮0.75μg/ml处理48h后细胞增殖抑制率分别为41.00%、30.72%和63.02%,而烟碱20μg/ml处理48h后细胞增殖抑制率26%。
2.运用流式细胞仪测定结果表明印楝素、喜树碱和鱼藤酮能够影响细胞周期分布,阻滞细胞周期进程。印楝素0.1—1.0μ9/ml处理后,细胞周期各时相的变化趋势表现为G0/G1期、S期细胞比例显著下降,G2/M期细胞比例显著上升。印楝素0.1μg/ml处理后12h,G0/G1期细胞比例即为1.54%,S期细胞比例下降为22.47%,均显著低于CK;而G2/M期细胞比例为75.99%,显著高于CK。以0.1—1.0μg/ml处理后48h,S期细胞比例均为0,而G2/M期细胞比例则均超过96%。喜树碱各浓度处理后,细胞周期各时相变化趋势与印楝素相类似。
3.通过流式细胞仪测定结果表明印楝素、喜树碱可显著影响ROS含量。印楝素和喜树碱处理后S1—1细胞ROS含量随处理时间的增加,表现先升高,后降低的趋势。印楝素0.1、0.5μg/ml处理S1—1细胞后,ROS水平迅速上升,到12h时达到最大值,平均荧光强度(MIF)是CK的1.70倍和2.12倍;印楝素1.0μg/ml处理后8h ROS含量最高,MIF比CK升高101.79%。喜树碱0.1、0.5、1.0μM分别在处理后4、8、2h,胞内DCF(2,7—二氯荧光素)的MIF达到最大值,比CK升高72.41%、75%和73.13%,随后降低,分别在处理后24、12、12h,与CK差异不显著。
4.运用荧光显微技术研究印楝素、喜树碱对S1—1细胞核的形态和分裂相的影响。结果显示,印楝素0.1—1.0μg/ml处理后4—12h,细胞分裂相增多,细胞核出现分裂中期和分裂后期形态异常,出现双核和多核细胞,处理24h后,出现典型的凋亡形态,如:核固缩,染色质边集,核裂解以及出现凋亡小体等,随后凋亡细胞开始增多。喜树碱0.1—1.0μM处理后,S1—1细胞出现染色质缢缩,边集成“新月”状等典型的凋亡前期形态特征,同时出现巨核(二核)细胞,而且两者的数目均随着处理时间的延长而不断增加。
5.蛋白印迹Western blot结果显示,印楝素0.5μg/ml和喜树碱0.5μM处理后p53蛋白相对表达量上升,分别在24h和12h时达到最大值,随后有所下降;周期蛋白B1的表达量则随着处理时间的推移而不断下降,而周期蛋白D1相对表达量在处理后均出现先上升,后下降的趋势,印楝素和喜树碱分别在处理后8h和4h时达最大值。
结合研究结果和文献,本文探讨了天然源化合物干扰昆虫细胞增殖、细胞周期、ROS含量等与诱导细胞凋亡的关系,以期为深入研究天然产物的细胞毒理机制、设计基于细胞周期调控的新型昆虫生长发育调节剂提供有益参考。