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肿瘤坏死因子相关的凋亡诱导配体(TRAIL , tumor necrosis factor-related apoptosis-inducing ligand)是肿瘤坏死因子(TNF)超家族成员之一。研究表明,TRAIL与靶细胞表面的死亡受体结合能够特异性地诱导多种肿瘤,如白血病、乳腺癌、直肠癌、膀胱癌、黑色素瘤、恶性神经胶质瘤、肺癌、前列腺癌等细胞凋亡,而对正常细胞没有影响。其独特的生物学特点给肿瘤治疗带来了新的希望,被公认为最有前途的治疗肿瘤的蛋白。近来,TRAIL的临床应用出现瓶颈,因为多数肿瘤细胞产生了对TRAIL不同程度的耐受机制。研究者们提出设想,能否通过某种药物消除肿瘤细胞对TRAIL的耐受性,而对其介导的凋亡敏感。已经有大量实验表明,通过与其他药物的联合作用,可以显著的增强TRAIL杀伤肿瘤细胞的能力。谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)模拟物对肿瘤细胞的增殖具有抑制作用。在本论文中,我们以乳腺癌细胞为研究对象,详细探讨了两种GPx模拟物:双硒桥联环糊精(2-SeCD)及双碲桥联环糊精(2-TeCD)作为TRAIL的敏化试剂联合诱导细胞凋亡的效应和相关机制。1.在细胞水平验证了2-SeCD可以作为TRAIL的敏化试剂首先以体外培养的乳腺癌细胞株MDA-MB-468与T47D细胞为例进行研究。结果表明, TRAIL单独作用的时候不能够杀伤乳腺癌细胞,而2-SeCD与其联合作用时,可以显著改变细胞的耐受性,恢复凋亡信号传导蛋白Caspase级联信号的传导,增加TRAIL诱导细胞凋亡的能力。通过对凋亡通路的研究,我们发现,2-SeCD的敏化机制在于剂量依赖性的上调死亡受体death receptor 5 (DR5)的表达含量,并抑制转录因子NF-κB亚基p65的核转移。2.建立裸鼠乳腺癌皮下移植瘤模型,论证2-SeCD做为TRAIL敏化药物的可行性在体外实验的基础上,我们通过建立MDA-MB-468乳腺癌荷瘤裸鼠模型,验证了2-SeCD与TRAIL联合应用治疗乳腺癌的药学效应。结果表明,药物联用可以显著抑制裸鼠体内肿瘤生长,并提高荷瘤鼠的生存质量。免疫组织化学染色结果显示,药物联合治疗组中细胞增殖抗原标记物Proliferating Cell Nuclear Antigen (PCNA)及Ki-67的表达含量减少,同时细胞凋亡标记物Terminal deoxyribonucleotidyl transferase–mediated dUTP nick end labeling (TUNEL)的表达含量明显增多。最后,2-SeCD上调DR5蛋白表达和下调p65-NF-κB的表达同样在裸鼠荷瘤组织中得到证实。3.在细胞水平验证低剂量的2-TeCD可以作为TRAIL的敏化试剂低剂量的2-TeCD可以与TRAIL协同杀伤乳腺癌细胞,并且通过顺序添加的方式可以将2-TeCD敏化TRAIL的浓度降低到亚微摩尔的水平。通过Annexin V/PI双染实验,以及Caspase活性检测实验,我们进一步证明了TRAIL和2-TeCD联合抑瘤的效应是通过激活Caspase途径,诱导细胞凋亡而实现的。最后2-TeCD敏化TRAIL通路的机制在于剂量依赖性的上调死亡受体DR5蛋白表达,同时阻断NF-κB的活化通路。本研究结果证明GPx模拟物可以作为TRAIL的敏化试剂而应用于临床治疗中。