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胶质母细胞瘤(glioblastoma,GBM)是最恶性的中枢神经系统肿瘤,预后极差,5年生存率约仅为3%。目前,替莫唑胺(temozolomide,TMZ)为胶质母细胞瘤的一线治疗药物,然而获得性的替莫唑胺耐药限制了其临床应用。胶质母细胞瘤的耐药性及肿瘤干细胞的存在与其难治性息息相关,亟待研发安全高效的化疗增敏剂以逆转其耐药性,提高临床疗效,改善患者预后,降低不良反应,提升患者生活质量。狗脊为蚌壳蕨科植物金毛狗脊(Cibotium barometz(L.)J.Sm.)的干燥根部,经砂烫炮制者称制狗脊,未经炮制者称生狗脊。狗脊为历代《中国药典》收载的传统中药材,具有悠久的药用历史,药理活性多样。前期实验结果显示,狗脊水提物具有良好的化疗增敏活性,因此,本研究建立定量方法,对其中5种成分进行定量分析,为探索其活性发挥的机理奠定基础。近年来,天然多糖成为肿瘤辅助治疗领域的研究热点,具有安全性强,多作用靶点,水溶性好等优点,已有香菇多糖,人参多糖等药物成功上市。而狗脊多糖目前在此方面研究仍为空白。本课题以狗脊多糖为研究对象,对其化学性质和胶质母细胞瘤化疗增敏活性进行初步研究探索。首先,对生、制狗脊中的多糖类成分分别进行提取、纯化,制得生、制粗狗脊多糖(raw Cibotium barometz polysaccharides,RCBP 及 processed Cibotium barometz polysaccharides,PCBP),对其进行单糖组成分析及基于HPLC及NMR的多谱学化学计量学分析,结果表明,生、制狗脊多糖中主要成分的分子量分别约120 kDa及90 kDa。RCBP及PCBP具有类似的单糖组成,比例分别为甘露糖4.87%,13.77%;鼠李糖 4.51%,4.67%;葡萄糖醛酸 0.62%,1.40%;葡萄糖 70.86%,63.92%;木糖 12.29%,10.30%;阿拉伯糖 4.53%,3.63%及岩藻糖 2.3%,2.29%。主要区别在于分子量的差异。其次,采用CCK-8法评价两种多糖增强U87人胶质母细胞瘤细胞系对TMZ的敏感性能力,结果表明,二者均能够显著性增强TMZ对U87细胞的毒性,IC50由515 μM降低至376μM(PCBP)及344 μM(RCBP),并且单独使用对U87细胞及NHA人星型胶质细胞均无明显毒性。狗脊多糖(CBPs)能够增强TMZ引起的细胞凋亡及G2/M期阻滞作用,与TMZ不同的是,它们还能够引起S期阻滞,类似地,RCBP较PCBP作用更强。进一步,采用1H NMR代谢组学方法对狗脊多糖结合TMZ对U87细胞代谢表型变化及其机制进行研究。通过正交偏最小二乘判别分析(OPLS-DA)方法对各治疗组细胞内容物的1HNMR图谱进行多元统计分析,共鉴定并筛选得12个差异代谢物,并对其进行绝对定量分析。实验结果表明,与单用TMZ相比,RCBP结合疗法使U87细胞中丙氨酸、肌酸、谷氨酸、谷胱甘肽、甘氨酸、乳酸盐、赖氨酸、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)、牛磺酸、尿苷二磷酸-N-乙酰葡糖胺(UDP-NAG)及肌醇水平显著性下调,进一步代谢通路富集分析结果显示,RCBP主要作用于U87细胞的谷胱甘肽代谢通路。为了证实这一实验结果,对细胞内谷胱甘肽水平及活性氧水平进行测定,结果表明,RCBP可以显著性促进细胞内谷胱甘肽耗竭,活性氧蓄积,引起细胞凋亡增加。为进一步探究其基因水平的作用机制,采用qPCR方法对相关的8个基因进行定量分析,结果显示,在基因水平RCBP能够强烈下调MGMT基因表达,增强U87细胞敏感性。综上,狗脊多糖能够通过多种途径增强U87细胞对TMZ治疗的敏感性,且生狗脊多糖相较其炮制品作用更强,有望成为辅助治疗胶质母细胞瘤的先导化合物。