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胃癌是一种起源于胃粘膜上皮的消化系统恶性肿瘤,其目前在世界常见肿瘤中位居第五位,成为肿瘤相关死亡的第三大原因,其发病率在我国更是居高不下。代谢重编程是癌症细胞的一个显著的变化特征,其中脂代谢的研究在近年来已成为研究的热点,大量临床数据显示,脂代谢的改变对胃癌的发生发展非常重要,而且胃癌脂代谢中脂肪酸和胆固醇的合成明显高于正常组织。因此,研究肿瘤中脂代谢的具体调控机制有望成为癌症治疗的新方向。此外,大量研究表明ROS与癌症的发生发展有着密切的关系,癌细胞中ROS产生的水平相较于正常细胞偏高,但过高水平的ROS会导致整个氧化还原系统失衡,导致细胞出现氧化应激并诱导肿瘤细胞的死亡。因此,调控细胞中的ROS水平,在肿瘤的治疗方面也是一个潜在的靶点。二氢青蒿素是一种高效、快速、低毒的抗疟药物,除了抗疟活性外,二氢青蒿素还被证明有明显的抗肿瘤作用,其可以通过阻滞细胞周期,抑制细胞增殖,抑制血管生成,诱导细胞凋亡等方式发挥抗肿瘤活性。但二氢青蒿素在胃癌中的研究较少,尤其是在代谢调控方面的研究几乎是空白。此外,ROS介导氧化应激的研究在肿瘤细胞中也是一个热点问题,ROS水平的变化与肿瘤的发生发展有着非常密切的关系,因此本课题研究二氢青蒿素对胃癌的作用,以期为胃癌的治疗以及新药的开发提供一定的理论基础和新的研究思路。本课题的主要研究内容为:采用二氢青蒿素处理胃癌细胞系(SGC-7901,MKN-45),通过MTT和EDU免疫荧光实验,检测胃癌细胞的增殖情况,运用划痕实验和Transwell实验检测胃癌细胞迁移和侵袭能力,运用软琼脂和荷瘤小鼠皮下成瘤实验检测胃癌细胞体内外成瘤能力;通过广泛靶向代谢组学实验检测二氢青蒿素对胃癌细胞代谢的改变情况,通过RT-q PCR和Western Blot技术深入研究了脂代谢的具体的分子机制,并通过油红O染色检测胃癌细胞脂质的变化;通过免疫荧光和流式细胞术检测了二氢青蒿素处理后胃癌细胞中的ROS水平,采用RTq PCR检测氧化应激相关基因的变化,采用流式细胞术和Western Blot技术检测二氢青蒿素对胃癌细胞凋亡的影响。研究结果如下:1.二氢青蒿素对胃癌细胞生物学特征的影响本研究采用不同浓度的二氢青蒿素对胃癌细胞SGC-7901和MKN-45进行了MTT实验,结果显示,二氢青蒿素对胃癌细胞的生长具有明显的抑制作用,并且呈现出时间和剂量依赖效应。EDU实验表明,二氢青蒿素对胃癌细胞的增殖有明显的抑制作用,并且呈现浓度依赖效应。细胞划痕实验和Transwell实验结果表明,二氢青蒿素可以明显抑制胃癌细胞的迁移速率和穿过小室的数量,并呈现出了一定的浓度依赖效应。Western Blot实验表明,二氢青蒿素可以抑制上皮-间充质转化(epithelial-mesenchymal transition,EMT)途径相关蛋白,N-cadherin,Snail,β-catenin的表达。此外,软琼脂集落形成实验、荷瘤小鼠体内成瘤实验,Ki67免疫组化实验结果表明,二氢青蒿素对胃癌细胞在体内外的成瘤能力均有明显的抑制作用。2.二氢青蒿素对胃癌细胞脂代谢的影响胃癌细胞SGC-7901通过二氢青蒿素处理后,进行动物广泛靶向代谢组学分析。结果显示,二氢青蒿素对胃癌细胞脂代谢的影响最为明显,RT-q PCR和Western Blot结果表明,二氢青蒿素处理后,胃癌细胞中的转录调控因子SREBP1和SREBP2的表达明显下调,并且其下游的脂肪酸和胆固醇从头合成的关键酶,如FSAN、HMGCS1、HMGCR、SQLE等均出现了不同程度的下调,油红O染色实验结果显示,二氢青蒿素处理后可降低胃癌细胞内脂质的产生。此结果过表明,二氢青蒿素可以通过抑制脂肪酸和胆固醇从头合成过程中的关键酶类抑制胃癌细胞中脂质的合成。3.二氢青蒿素调控胃癌细胞氧化应激胃癌细胞经过二氢青蒿素处理后,经免疫荧光和流式细胞术检测,细胞中的ROS的水平显著升高,并且呈现一定的浓度依赖效应。RT-q PCR结果显示,二氢青蒿素处理组中氧化还原相关基因,SLC7A11、SRXN1都出现了明显的上调,GSTM3出现了明显的下调。随后为了检测ROS导致的氧化应激是否诱导了细胞凋亡,作者进行了流式检测细胞凋亡,Western Blot检测凋亡相关蛋白。结果表明,二氢青蒿素可以诱导胃癌细胞出现凋亡,并且凋亡相关蛋白Caspase-3,Caspase-7,Caspase-9,PARP显著降低,其活化形式Cl-caspase-3,Cl-caspase-7,Cl-PARP显著升高。因此,作者推测二氢青蒿素可通过诱导ROS介导的细胞的氧化应激,激活线粒体凋亡途径诱导了细胞凋亡。综上所述,二氢青蒿素对胃癌细胞增殖和转移具有明显的抑制作用,深入机制研究显示,二氢青蒿素可能通过抑制SREBP1、SREBP2、FSAN、HMGCS1、HMGCR、SQLE等脂肪酸和胆固醇的从头合成的关键酶类,抑制细胞中的脂肪酸和胆固醇的从头合成、诱导ROS介导的线粒体通路的细胞凋亡共同对胃癌细胞的增殖起到了抑制作用。