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[目的]化合物GA13315是一个新结构的赤霉素衍生物,属四环二萜类。前期研究显示,GA13315能明显增加具有多药耐药(MDR)特性的肿瘤细胞对原本耐药的多种化疗药的敏感性,剂量依赖地增加高表达药物转运蛋白的MDR细胞的化疗敏感性。对于人乳腺癌MCF-7/adr多药耐药细胞,GA13315单独作用的活性强于对敏感细胞MCF-7;GA13315还显著增加人结肠癌细胞HCT116对Topo Ⅰ(拓扑异构酶Ⅰ)抑制剂伊立替康(Irinotecan,CPT-11)和TopoⅡ(拓扑异构酶Ⅱ)抑制剂依托泊苷(Etoposide,VP16)的敏感性,对CPT-11尤为明显。为探讨化合物GA13315化疗增敏的作用机制,本课题在前期基础上,从DNA损伤修复、Topo表达水平和凋亡调控方面开展研究,以寻找和发现GA13315化疗增敏的机制和途径,评估GA13315作为化疗辅助用药的潜力。[方法]本研究以人结肠癌细胞HCT116、人乳腺癌细胞MCF-7和多药耐药的人乳腺癌细胞MCF-7/adr为模型,通过低剂量GA13315连续诱导以上3株细胞12周,采用以下技术和方法,研究细胞化疗敏感性的变化,并探讨相关机制。1.采用CCK-8法检测GA13315诱导不同时间点,细胞对化疗药物敏感性的变化;2.采用qRT-PCR及Western blot技术检测GA13315诱导不同时间点,细胞内Topo、DNA损伤修复相关基因、凋亡调控相关基因的表达;3.通过单细胞凝胶电泳技术,检测GA13315是否会对细胞DNA造成损伤;4、采用专用试剂盒,对药物靶向细胞Topo的作用方式进行鉴别。[结果]1.经低浓度GA13315作用后,HCT116、MCF-7和MCF-7/adr对不同化疗药敏感性的改变各不相同,对Topo抑制剂的敏感性改变差异明显,提示GA13315对肿瘤细胞化疗敏感性的改变与对细胞Topo的影响有关;2.经低浓度GA13315较长时间作用,HCT116、MCF-7和MCF-7/adr细胞在对不同化疗药、特别是Topo抑制类化疗药的敏感性发生明显变化的同时,对细胞topo、DNA损伤修复基因Chk1和Tdp1,凋亡调控基因Bax与Bcl-2的表达亦有显著或不同程度的影响,但与细胞敏感性改变之间的关联性尚难以分析;3.化合物GA13315对细胞凋亡调控基因Bax与Bcl-2二者的比值影响不明显,其化疗增敏作用与细胞凋亡途径似无明显相关;4.对化合物、药物靶向细胞Topo作用方式的鉴别结果提示,CPT-Ⅱ和VP-16主要是稳定了Topo-DNA复合物,是Topo毒剂;而GA13315则主要是抑制了Topo的酶活性。提示二者对DNA Topo功能的影响机制是不同的;5.GA13315、DDP、CPT-11、VP16 作用后,HCT116、MCF-7 和MCF-7/adr 细胞均出现明显的彗星样拖尾现象,表明对细胞DNA有明显损伤、造成了DNA的断裂。尽管二者造成DNA损伤的机制不同,但最终结果均是DNA断裂从而导致细胞死亡。[结论]化合物GA13315在不同细胞、对不同化疗药敏感性的影响各不相同,对Topo抑制剂的敏感性影响差异明显,提示GA13315对肿瘤细胞化疗敏感性的改变与对细胞Topo的影响有关;GA13315是细胞Topo的酶活性抑制剂,而CPT-11、VP16则是Topo毒剂;GA13315可导致细胞DNA断裂,继而诱导细胞死亡。Topo抑制剂CPT-Ⅱ和VP-1、GA13315分别从不同的途径、以不同方式干扰肿瘤细胞Topo功能,最终导致DNA断裂、细胞死亡。但二者在什么条件下发挥协同作用、什么条件下出现拮抗作用,则呈现出复杂的相互作用,本研究尚不能回答。