芳姜黄酮衍生物通过Wnt/β-catenin信号通路诱导人皮肤黑色素瘤A375细胞凋亡的机制

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目的:研究一种芳姜黄酮衍生物(Ar-turmerone derivatives)对人皮肤黑色素瘤A375细胞增殖及凋亡的影响以及对正常人皮肤成纤维CCC-HSF-1(HSF)细胞的影响,并探讨其作用机制。  方法:不同浓度(5、10、20、40、80μmol/L)芳姜黄酮衍生物、长春新碱及芳姜黄酮体外作用A375及HSF细胞48h。CCK-8法检测细胞增殖抑制率;吖啶橙/溴化乙锭(AO/EB)染色,倒置显微镜观察细胞凋亡形态;DNA片段化检测细胞凋亡;比色法测Caspase-3酶活性;流式细胞术测细胞凋亡及周期,实时荧光定量RT-PCR测Bax及Bcl-2基因mRNA表达水平; Western blot检测凋亡相关蛋白Caspase-3、Bax及Bcl-2蛋白表达,同时检测Wnt信号通路关键蛋白(Beta Catenin、LRP6及Frizzled-1等信号蛋白)。  结果:芳姜黄酮衍生物、长春新碱及芳姜黄酮对A375细胞均有增殖抑制作用,且作用方式呈剂量依赖(芳姜黄酮衍生物:R2=0.99,F=340.96, P<0.05;长春新碱:R2=0.99,F=349.19, P<0.05;芳姜黄酮:R2=0.89,F=25.41, P<0.05),三者IC50分别为(15.96±0.02)μmol/L、(77.00±0.04)μmol/L及(356.95±0.01)μmol/L,增殖抑制作用为芳姜黄酮衍生物>长春新碱>芳姜黄酮。三种药物对正常HSF细胞亦有不同程度抑制作用,当药物浓度为5μmol/L及10μmol/L时,芳姜黄酮衍生物、长春新碱及芳姜黄酮对HSF的增殖抑制率分别为(8±0.05)%及(25±0.08)%;(33±0.07)%及(29±0.03)%;(49±0.04)%及(34±0.02)%。当药物浓度为上述两种浓度时,芳姜黄酮衍生物、长春新碱及芳姜黄酮对A375细胞抑制率分别为(26±0.06)%及(39±0.02)%;(8±0.04)%及(17±0.08)%;(6±0.09)%及(10±0.07)%,与DMSO对照组相比,差异均有统计学意义(P<0.05)。上述结果显示,在5μmol/L及10μmol/L时,芳姜黄酮衍生物对A375细胞增殖抑制活性>长春新碱>芳姜黄酮,但对HSF细胞毒性为芳姜黄酮衍生物<长春新碱<芳姜黄酮。通过Caspase-3酶活性及流式细胞术检测发现,芳姜黄酮衍生物、长春新碱及芳姜黄酮均诱导A375细胞凋亡,呈剂量依赖性,Caspase-3酶活性随药物浓度增加而增强,且药效为芳姜黄酮衍生物>长春新碱>芳姜黄酮(芳姜黄酮衍生物:R2=0.98,F=162.30, P<0.05;长春新碱:R2=0.96,F=94.39, P<0.05;芳姜黄酮:R2=0.95,F=57.35, P<0.05)。流式细胞仪检测显示三种药物都不同程度诱导细胞凋亡,同芳姜黄酮组及长春新碱组相比,芳姜黄酮衍生物组能显著诱导细胞凋亡且以晚期凋亡为主(P<0.05)。随芳姜黄酮衍生物组药物浓度增加,Caspase-3蛋白表达量增加;Bax/Bcl-2 mRNA表达水平比值随药物浓度增加而升高(P<0.05),二者蛋白表达比值亦呈剂量依赖性增高,芳姜黄酮衍生物处理细胞48h后,Beta Catenin、LRP6及Frizzled-1蛋白表达均受到不同程度抑制,作用方式呈现药物剂量依赖性;芳姜黄酮衍生物组G1期细胞逐渐增多,G2期及S期细胞数明显减少。  结论:芳姜黄酮衍生物对A375细胞有抑制增殖及促凋亡作用,其作用明显强于芳姜黄酮及长春新碱,当药物浓度为5μmol/L及10μmol/L时,芳姜黄酮衍生物对A375细胞增殖抑制活性>长春新碱>芳姜黄酮,但对正常细胞的作用为芳姜黄酮衍生物<长春新碱<芳姜黄酮,其机制为芳姜黄酮衍生物抑制Wnt信号通路,并且使Wnt信号通路的下游凋亡相关基因Bax表达水平上调、Bcl-2表达水平下调,同时激活细胞凋亡途径关键酶Caspase-3,使细胞周期阻滞在G1期,进而抑制肿瘤细胞分化与增殖。
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