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脑胶质瘤(Glioblastoma,GBM)是临床最常见的颅内恶性肿瘤,生长迅速,难以根治。根据其临床症状或病理性质,归入中医学“头痛、癫痫、厥逆或积证、瘤”等疾病范畴。胶质瘤的高恶性程度及其对常规化疗药物的拮抗导致其预后极差,发掘新型抑制脑胶质瘤细胞增殖的药物仍尤为重要。中医学脑为清窍,脑胶质瘤的病机与清窍“浊阴不降”密切相关。具有沉降特性的理气中药川楝子在临床被用于多型肿瘤的配伍治疗,且其主要活性成分—川楝素(Toosendanin,TSN)被证实能够穿透血脑屏障,但TSN与脑胶质瘤之间的研究却并未见报道。本文选用TSN为研究对象,评估其在脑胶质瘤体内、体外的抑癌活性。在BALB/c-nu皮下U87MG细胞荷瘤模型中,TSN可显著降低肿瘤负荷,减轻肿瘤恶性表型。在离体水平,TSN能显著抑制U87MG和C6细胞的增殖,并诱导其凋亡,且IC50浓度低至10n M。进一步的药理学和分子生物学机制研究发现,雌激素受体β(Estrogen Receptorβ,ERβ)和功能性p53是TSN发挥抗脑胶质瘤作用的主要分子靶点。TSN可能是治疗脑胶质瘤的一个新型先导化合物,且ERβ和p53可以作为临床脑胶质瘤患者对TSN药物敏感性预测的生物学标志物。方法:1.借助BALB/c-nu裸鼠荷瘤模型,分别给予TSN溶液和溶剂对照组(0.9%生理盐水)干预,测量两组裸鼠瘤体组织的体积、重量,宏观评价TSN的抗胶质瘤作用。通过HE、IHC、TUNEL、Ki67染色观察TSN对瘤体组织学结构及瘤体组织肿瘤细胞增殖、凋亡的影响。2.采用MTT、平板克隆形成实验、流式细胞术、Western blot等实验方法评估TSN对脑胶质瘤细胞系U87MG、C6增殖、凋亡表型的影响。3.进一步采用上述实验方法探究TSN对其他脑胶质瘤细胞系T98G的抑制增殖、诱导凋亡的作用。4.分析并筛选各株胶质瘤细胞系的遗传背景,探寻TSN药物敏感性的生物标志物及潜在作用靶点。主要从药理学和分子生物学两个层面展开验证:构建siRNA或选用ERβ特异性抑制剂PHTPP干预ERβ表达阳性的U87MG细胞,观察TSN抗胶质瘤作用的变化;构建ERβ质粒并植入ERβ表达阴性的T98G胶质瘤细胞(T98G/ERβ),观察TSN杀伤T98G/ERβ细胞的作用。5.通过分子生物学手段敲低U87MG细胞内源性p53表达、过表达T98G/ERβ细胞中p53,采用Western blot、流式细胞术观察TSN的肿瘤细胞毒性变化,探究p53在TSN抗胶质瘤过程中的意义。6.使用PHTPP/si ERβ抑制U87MG细胞ERβ表达,检测TSN处理后p53蛋白表达水平变化;相反,转染野生型p53于T98G/ERβ细胞,观察TSN的耐药改变。结果:1.在体水平,与对照组相比,TSN处理组裸鼠的肿瘤体积明显减小(*p<0.05)、瘤体重量明显减轻(*p<0.05),组织病理评分较低(*p<0.05)。免疫组化染色提示TSN对瘤体组织中肿瘤细胞具有明显抑制增殖(*p<0.05)、促进凋亡的作用(*p<0.05)。2.不同浓度的TSN分别处理U87MG和C6细胞,均有效抑制细胞增殖活力,对应IC50值分别为12 n M和8 n M。选用10 n M的TSN处理U87MG和C6细胞48 h,细胞凋亡比例及促凋亡相关蛋白表达均明显增多(*p<0.05)。3.相较于U87MG和C6细胞系,TSN对T98G细胞的增殖和凋亡表型无明显影响(p>0.05)。4.U87MG和C6细胞表达内源性ERβ,而T98G细胞不表达ERβ。siRNA或PHTPP干预U87MG细胞ERβ信号通路,可拮抗TSN抗胶质瘤的作用;而在T98G细胞中过表达ERβ(T98G/ERβ),并不能增加TSN杀伤肿瘤细胞的作用。5.siRNA干扰U87MG细胞内源性p53表达,可拮抗TSN杀伤肿瘤细胞的作用;在p53突变型T98G/ERβ细胞中过表达野生型p53后,TSN杀伤肿瘤细胞的作用明显增强。6.敏感细胞株U87MG在TSN处理后ERβ和p53表达水平明显增加,而当PHTPP/si ERβ抑制U87MG细胞ERβ表达后,TSN不再诱导p53表达增加;T98G/ERβ/p53细胞恢复了对TSN的敏感性。结论:我们的研究首次证实了中药川楝子主要活性成分TSN的抗胶质瘤活性,无论是在体内还是体外,在人源性U87MG还是大鼠源性C6胶质瘤细胞,TSN均具有杀伤肿瘤细胞的作用。这些结果提示TSN可能用于胶质瘤患者的治疗。进一步生物化学和分子生物学研究显示,TSN选择性杀伤ERβ阳性胶质瘤细胞,而对ERα阳性胶质瘤细胞无明显毒性作用,故可将ERβ作为预测TSN敏感性的生物标记物。此外,我们还发现功能性p53在TSN抑制胶质瘤细胞增殖、诱导细胞凋亡过程中的关键作用,并揭示了ERβ-p53信号通路可能是TSN抗胶质瘤作用的分子机制。我们的研究也为TSN在临床用于治疗胶质瘤提供了理论和实验依据。