论文部分内容阅读
背景当前,结直肠癌(Colorectal Cancer,CRC)是全球癌症中常见癌症之一,排名第三;CRC导致的死亡率分别在全球排名中排第二位和在中国排名中排第五位。2020年美国CRC的新增确诊患者约为14.8万人。2015年我国CRC新发病人数约为38.8万人,CRC导致的死亡数约为18.7万人。在不健康生活方式、人口老龄化、环境暴露和工业化进程加快等因素的共同作用下,我国CRC的发病率和死亡率日渐攀升。近年来,CRC给国家和家庭造成沉重的经济负担,已经成为影响国民生命健康的主要疾病之一。目前CRC的治疗多采用以手术治疗为基础,以放化疗、生物治疗和靶向治疗等为辅的综合疗法。化学治疗可以达到降期减瘤,提高手术切除率,消除残余微小肿瘤,延长生存等目的。但由于CRC的发生发展及转移的作用机制非常复杂,目前临床上尚缺少治疗CRC的特效药。因此,深入寻找CRC治疗新药物具有急迫的科学意义和重大临床应用价值,特别是寻找一些安全“老药”的新用途或许是治疗CRC的捷径。伊维菌素(Ivermectin,IVM)是16元环大环内酯类化合物阿维菌素的一种衍生物,最早作为一种抗寄生虫药而被广泛应用于临床。研究发现,IVM可以抑制黄病毒、登革热病毒等多种病毒的增殖。此外,研究表明IVM具有潜在的抗肿瘤作用,可以通过参与多条信号通路来发挥抑制癌细胞增殖、侵袭和转移的作用。IVM可以诱导肿瘤细胞发生多种形式的细胞程序性死亡,包括凋亡、自噬和焦亡等。IVM可以通过增加活性氧(Reactive Oxygen Species,ROS)的含量促使细胞凋亡。此外,IVM还能抑制肿瘤干细胞增殖,逆转药物耐药,增强化疗药物疗效。然而,IVM是否具有抗CRC的作用及其作用机制尚不清楚。目的本研究拟探讨IVM对结直肠癌SW480和SW1116细胞增殖的影响,并进一步探讨IVM通过何种途径抑制结直肠癌细胞的增殖,明确IVM诱导细胞凋亡的分子机制,为开发治疗结直肠癌的新药物提供理论基础。方法与结果(1)CCK-8检测不同浓度(0μM、2.5μM、5μM、10μM、15μM、20μM和30μM)IVM分别处理结直肠癌SW480和SW1116细胞12h、24h和36h后,细胞存活率的变化。结果显示同一时间,不同浓度的IVM处理后,随着浓度的增加,其存活率逐渐下降,并成剂量依赖性(D:P<0.01);同一浓度,不同时间,随着IVM培养时间的增加,细胞的存活率在逐渐下降(T:P<0.01)。IVM对结直肠癌细胞的抑制作用存在药物浓度和处理时间的交互作用(T×D:P<0.01)。IVM处理SW480和SW1116细胞12h、24h和36h后,其IC50分别为16.17±0.76μM、15.34±0.81μM、12.11±0.97μM和7.60±0.62μM、6.27±0.70μM、5.76±0.81μM。(2)显微镜下观察不同浓度IVM(0μM、5μM、10μM和20μM)处理结直肠癌SW480和SW1116细胞24h后的细胞形态。结果显示:随着IVM浓度的增加,细胞逐渐皱缩变圆且越来越稀疏,死亡的细胞越来越多。(3)Annexin V-FITC/7-AAD染色结合流式细胞术检测不同浓度IVM(0μM、5μM、10μM和20μM)处理细胞6h后细胞凋亡情况的变化。对于SW480细胞,0μM、5μM、10μM和20μM浓度IVM培养细胞6h后,其凋亡率分别为9.48%、10.5%、19.87和30.5%,即随着IVM浓度增加细胞凋亡比例显著增加。对于SW1116细胞,0μM、5μM,10μM和20μM浓度IVM培养细胞6h后,其凋亡率分别为4.65%、8.51%、12.27%和12.66%,即IVM成剂量依赖性诱导SW1116的凋亡。(4)酶标仪检测不同浓度(0μM、5μM、10μM和20μM)IVM处理结直肠癌细胞6h后,Caspase3/7活性的变化。结果显示:对于结直肠癌SW480和SW1116细胞,随着IVM浓度增加,Caspase3/7活性增加(P<0.05)。(5)Western blot实验检测凋亡相关蛋白Bax,Bcl-2,PARP和Cleaved-PARP的变化。结果显示随着IVM浓度的增加,Bax/Bcl-2的比值和Cleaved-PARP的含量在逐渐增加。(6)荧光显微镜和流式细胞术检测细胞内和线粒体内ROS含量变化。不同浓度(0μM、5μM、10μM和20μM)的IVM处理结直肠癌SW1116细胞6h后分别使用DCFH-DA和Mito SOX两种荧光染料进行处理,并利用荧光显微镜进行拍照。结果显示无论是细胞内还是线粒体内,随着IVM浓度的增加,荧光强度逐渐增强。(7)流式细胞术结果显示,与不加IVM处理细胞组(Con组)相比,IVM处理后显著增加总ROS和线粒体ROS的产生;NAC(ROS抑制剂)预处理后抑制了总ROS和线粒体ROS产生。CCK-8法检测IVM与NAC共培养对增殖的影响。对于结直肠癌SW480和SW1116两种细胞系而言,与Con组相比,IVM处理后细胞存活率下降(P<0.01),而NAC预处理后,细胞存活率显著上升(P<0.01)。(8)流式细胞术检测细胞周期的变化。不同浓度IVM(0μM、2μM、5μM和10μM)处理SW480和SW1116细胞24h后,S期所占比率依次为5.31%、25.2%、31.8%、32.4%(SW480)和15%、23%、29%、37%(SW1116)。结论伊维菌素可能是通过增加线粒体ROS的产生进一步调节凋亡通路关键分子Caspase-3、Bax/Bcl-2、PARP和Cleaved-PARP的表达以及将细胞周期阻滞在S期来发挥抑制结直肠癌细胞增殖的作用。