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番茄红素是一种天然类胡萝卜素,具有强大的抗氧化能力,番茄红素在体外研究中被发现在多种肿瘤中发挥抗癌作用。源自表皮角质形成细胞的皮肤鳞状细胞癌(cutaneous squamous cell carcinoma,cSCC)是非黑素瘤皮肤肿瘤中最常见的肿瘤之一,严重危害人类健康。然而,番茄红素处理对人皮肤鳞状细胞癌细胞系COLO-16细胞的作用仍不明确。因此,我们研究了番茄红素处理对COLO-16细胞、HEK细胞、HaCaT细胞的细胞活力、细胞DNA合成、细胞死亡率、细胞克隆形成和细胞迁移的影响,并研究番茄红素在人皮肤鳞状细胞癌细胞系COLO-16、永生化角质形成细胞HaCaT和人原代角质形成细胞HEK的关键信号受体的调控效应。结果,我们发现番茄红素处理对COLO-16细胞、HEK细胞、HaCaT细胞的细胞活力、DNA合成水平均无影响,25μmol/L番茄红素处理24 h对COLO-16细胞死亡率有较低水平的促进作用。番茄红素处理COLO-16细胞24 h后,细胞的克隆形成和迁移水平下降、但对HEK细胞、HaCaT细胞无影响。此外,我们发现,使用番茄红素处理人皮肤鳞状细胞癌细胞系COLO-16 24 h后,表皮生长因子受体蛋白的磷酸化水平表达降低,糖皮质激素受体蛋白表达量增加,但维甲酸受体蛋白、雄激素受体蛋白和孕激素受体蛋白表达水平变化并不显著。番茄红素分别处理HEK细胞、HaCaT细胞24 h后,细胞表皮生长因子受体蛋白的磷酸化水平、糖皮质激素受体蛋白表达水平变化并不显著。我们研究初步揭示了番茄红素对SCC肿瘤细胞中部分关键信号受体、细胞增殖、克隆形成和细胞迁移的调控效应,为今后在抗SCC应用奠定初步研究基础。【目的】探讨番茄红素对人皮肤鳞状细胞癌细胞系COLO-16关键信号受体的调控效应和细胞增殖、克隆形成、迁移能力的影响。【方法】COLO-16、HEK、HaCaT细胞分别分为对照组、5、10、15、20、25μmol/L番茄红素处理组6组处理24 h后进行CCK-8实验确定对细胞活力的影响。COLO-16、HEK、HaCaT细胞分别给予0、10μmol/L番茄红素处理24 h后进行Brdu实验确定对DNA合成水平的影响。COLO-16细胞分为对照组、5、10、15、20、25μmol/L番茄红素处理组6组处理24 h后进行LDH(Lactate Dehydrogenase)实验确定对细胞死亡率的影响。COLO-16、HEK、HaCaT细胞分为0、10μmol/L番茄红素处理组2组处理24 h后分别进行细胞克隆形成实验和细胞迁移实验确定番茄红素对COLO-16细胞的克隆形成、迁移水平的影响。番茄红素处理细胞后的关键信号受体表达量实验分为对照组、5、10、20μmol/L番茄红素处理组4组,通过蛋白免疫印迹实验检测关键信号受体蛋白(p-EGFR、EGFR、GR、RARα、RXRα、AR、PR)的表达水平。【结果】5、10、15、20、25μmol/L番茄红素分别处理COLO-16、HaCaT细胞24 h后进行CCK-8实验检测细胞活力,结果显示无统计学差异(P>0.05)。5、10、15、20、25μmol/L番茄红素处理HEK细胞24 h后进行CCK-8实验检测细胞活力,结果显示5、10μmol/L番茄红素组2组有统计学差异(P<0.05),5、10μmol/L番茄红素处理促进HEK细胞活力,余番茄红素浓度显示无统计学差异(P>0.05)。0、10μmol/L番茄红素分别处理COLO-16、HEK、HaCaT细胞24 h后进行BrdU实验测定DNA合成水平,结果显示三株细胞均无统计学差异(P>0.05)。5、10、15、20、25μmol/L番茄红素处理COLO-16细胞24 h后进行LDH实验,差异有统计学意义(F=13.116,P<0.05),25μmol/L番茄红素作用COLO-16细胞死亡率与空白对照组差异有统计学意义(P<0.05),而5、10、15、20μmol/L为安全浓度,与对照组死亡率差异无统计学意义(P>0.05)。0、10μmol/L番茄红素处理细胞24 h后进行细胞克隆形成实验,COLO-16细胞结果显示有统计学差异(P<0.05),10μmol/L番茄红素降低COLO-16细胞克隆形成水平,而HEK、HaCaT细胞结果无统计学差异(P>0.05),10μmol/L番茄红素不影响HEK、HaCaT细胞克隆形成水平。0、10μmol/L番茄红素处理细胞24h后进行细胞迁移实验,COLO-16细胞有统计学差异(P<0.05),10μmol/L番茄红素降低COLO-16细胞的细胞迁移水平,而HEK、HaCaT细胞结果无统计学差异(P>0.05),10μmol/L番茄红素不影响HEK、HaCaT细胞的细胞迁移水平。5、10、20μmol/L番茄红素处理COLO-16细胞24 h后表皮生长因子受体蛋白的磷酸化水平降低(P<0.05),糖皮质激素受体蛋白表达水平升高(P<0.05),而维A酸受体、雄激素受体、孕激素受体蛋白表达水平变化不显著(P>0.05)。5、10、20μmol/L番茄红素处理HaCaT、HEK细胞24 h后,HaCaT细胞和人原代角质形成细胞HEK中表皮生长因子受体蛋白磷酸化水平和糖皮质激素受体蛋白表达量差异无统计学意义(均P>0.05)。5、10、20μmol/L番茄红素处理COLO-16细胞24 h后紧密连接蛋白1(ZO-1)和紧密连接蛋白2(ZO-2)表达水平升高(P<0.05),10μmol/L番茄红素处理组ZO-1、ZO-2表达最高,紧密连接蛋白Claudin-1表达水平降低(P<0.05),Afadin蛋白表达量差异无统计学意义(P>0.05)。【结论】1.番茄红素不影响正常角质形成细胞和鳞癌细胞系COLO-16细胞的细胞活力,高浓度番茄红素对COLO-16细胞的死亡率有较低的促进作用。2.番茄红素抑制COLO-16细胞的迁移能力和细胞增殖能力,这种效应不依赖DNA合成途径。3.番茄红素抑制COLO-16细胞表皮生长因子受体蛋白活化,上调糖皮质激素受体表达,这种效应可能有肿瘤细胞特异性。4.番茄红素增加COLO-16细胞ZO-1、ZO-2蛋白的表达水平,降低Claudin-1蛋白表达水平,这种效应可能与降低COLO-16细胞迁移效应相关。