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随着稀土在医药、生物化学等领域研究的不断深入,其在生命科学中的地位日益重要。许多研究表明,一定浓度稀土具有显著的抗肿瘤作用。端粒酶是一种依赖RNA的逆转录酶,能够延长染色体末端的端粒长度,端粒酶活化是细胞永生化和肿瘤形成的关键步骤,恶性肿瘤细胞内端粒酶活性升高,其中端粒酶逆转录酶(TERT)是端粒酶催化亚单位,其转录水平上调是端粒酶激活的关键步骤。鸡马立克氏病(MD)的许多特性与哺乳动物肿瘤的发生有相似之处,被作为研究肿瘤性疾病的良好模型。本课题以马立克氏病脾脏淋巴瘤继代细胞系MDCC-MSB1(MSB1)为研究对象,在培养体系中加入3 mmol·L-1 LaCl3作用12h、24h、36h、48h,应用流式细胞术、电子显微镜、原位末端标记、DNA电泳分析、流式荧光原位杂交法、TRAP-PCR银染法、实时定量PCR染料法等方法,从细胞形态学变化、DNA断裂变化、细胞周期及细胞内端粒长度变化、端粒酶活性以及chTERT mRNA表达水平等方面,探讨端粒及端粒酶活性在LaCl3诱导MDCC-MSB1肿瘤细胞凋亡中的作用,为临床应用LaCl3治疗MD及其他肿瘤性疾病提供理论依据。研究结果表明:
1. 倒置显微镜下观察MDCC-MSB1细胞生长情况,HE染色、AO/EB双荧光染色、透射电镜观察3 mmol·L-1 LaCl3作用不同时间下诱导MDCC-MSB1细胞凋亡的形态学变化,结果表明LaCl3能诱导MDCC-MSB1细胞凋亡,且凋亡率具有时间依赖性;
2. 应用DNA Ladder、碱性SCGE、TUNEL法检测LaCl3对MDCC-MSB1细胞DNA的损伤作用,结果证实LaCl3能够引起MDCC-MSB1细胞DNA损伤,且呈时间-效应关系。提示LaCl3致DNA损伤是其诱导肿瘤细胞凋亡的机制之一;
3. 应用PI染色流式细胞术检测细胞周期变化,结果表明LaCl3诱导MDCC-MSB1细胞发生G1期阻滞,而抑制其增殖,且抑制率具有时间依赖性;
4. 应用Flow-Fish法检测细胞内端粒长度,TRAP-PCR银染法检测端粒酶活性,实时定量PCR染料法检测chTERT mRNA表达水平。结果显示,LaCl3作用细胞不同时间后,细胞端粒酶活性下降,端粒长度缩短,chTERT mRNA表达减少,证实LaCl3可能通过端粒酶途径诱导细胞凋亡。
综上所述,在实验浓度范围内,LaCl3可诱导MDCC-MSB1肿瘤细胞凋亡,呈明显的时间-效应关系。LaCl3可通过下调MDCC-MSB1细胞的chTERT mRNA表达,降低端粒酶的活性,进而缩短端粒长度,以及致DNA损伤,这是其诱导肿瘤细胞发生凋亡机制之一。