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目的:乳腺癌是世界范围内诊断最为频繁的癌症,也是妇女癌症死亡的主要原因之一。目前临床对于乳腺癌的治疗仍以手术为主,同时配合化学药物治疗(化疗)、放射治疗进行综合治疗,其中化学药物治疗在乳腺癌的治疗过程中起着举足轻重的作用。然而,化疗会对正常细胞产生显著的毒性作用,许多健康组织受到影响,具有潜在的致命副作用,有时可能导致终生疾病。这些缺点使得我们迫切需要制定副作用更小的替代治疗/管理战略。近年来,褐藻糖胶作为一种天然来源的海洋硫酸化多糖,引起众多科学工作者的高度关注,已成为海洋天然药物研究的热点。越来越多的证据表明,褐藻糖胶具有抗肿瘤、抗氧化、抗凝血、免疫调节等多种生物学功能,抵抗与放化疗相关的毒性作用。然而,褐藻糖胶抑制肿瘤细胞生长的具体机制还有待于进一步研究。因此,在本研究中,我们通过观察褐藻糖胶对人乳腺癌细胞MDA-MB-231、MCF-7活性的影响,基于自噬来进一步研究褐藻糖胶对人乳腺癌细胞的生长抑制作用,同时探究了褐藻糖胶对人乳腺癌细胞化疗敏感性的影响,这可能为以后乳腺癌的临床治疗开发一条新型有效且低毒性的天然药物途径。方法:选用人乳腺癌细胞MDA-MB-231、MCF-7,通过MTT法检测褐藻糖胶对人乳腺癌细胞活力的影响;运用流式细胞术检测褐藻糖胶对人乳腺癌细胞凋亡的影响;Western blot检测自噬指标LC3BII/LC3BI和自噬底物p62蛋白表达量的变化;褐藻糖胶联用自噬抑制剂氯喹(CQ),观察自噬小体及各蛋白表达量的变化;通过透射电子显微镜(TEM)来观察自噬体的超微结构;mCherry-EGFP-LC3转染观察不同实验组中自噬通量的改变;褐藻糖胶与化疗药阿霉素、顺铂联合作用处理细胞,通过MTT法检测人乳腺癌细胞活力的变化、流式细胞术观察凋亡情况,由此研究褐藻糖胶对人乳腺癌细胞的化疗敏感性的影响。结果:在一定浓度范围内,褐藻糖胶能够显著抑制人乳腺癌细胞的生长,细胞活力随着褐藻糖胶浓度的增大而下降,呈剂量依赖性(P<0.05或P<0.01或P<0.001);褐藻糖胶能够促进两种人乳腺癌细胞的凋亡,且随着褐藻糖胶浓度增大,凋亡率也会升高(P<0.05或P<0.01或P<0.001)。流式细胞分析结果显示,在空白对照组、褐藻糖胶(100μg/mL、200μg/mL、400μg/mL)组中,MDA-MB-231细胞凋亡率分别为12.1%、18%、23.3%、35.8%。MCF-7细胞凋亡率分别为5.7%、8.5%、10.5%、13.8%。在同一浓度下,MDA-MB-231细胞凋亡率高于MCF-7;透射电镜结果显示,褐藻糖胶组细胞中出现较多的包裹着胞浆成分的囊泡样结构及自噬体,另可见到其与溶酶体融合形成的自噬溶酶体结构,这些结构较空白对照组细胞明显增多,同时我们观察到自噬诱导剂雷帕霉素组细胞中同样出现了大量与之类似地自噬体结构;mCherry-EGFP-LC3转染观察到褐藻糖胶可诱导两种人乳腺癌细胞胞浆中LC3点(绿色)和溶菌体(红色)的共定位;激光共聚焦高倍镜下单细胞水平的观察显示,褐藻糖胶组溶酶体共染的LC3点明显,比空白对照组细胞具有更多的点状结构;Western blot实验结果显示,褐藻糖胶组较空白对照组LC3BII表达量明显增多、p62表达量明显减少,褐藻糖胶浓度与LC3BII表达量呈正相关,与p62表达量呈负相关,在自噬抑制剂存在的情况下,LC3BII表达量较空白对照组增多,而p62表达量则无明显变化(P<0.05或P<0.01或P<0.001);褐藻糖胶与化疗药阿霉素、顺铂联合作用时,能够增强人乳腺癌细胞对两种化疗药的敏感性,使得细胞活力显著降低,细胞凋亡率增加(P<0.05或P<0.01或P<0.001)。结论:实验表明褐藻糖胶抑制人乳腺癌细胞的生长及促进细胞凋亡,基于自噬进一步研究发现,褐藻糖胶通过诱导人乳腺癌细胞自噬形成的增加和自噬潮的增强,进而抑制人乳腺癌细胞的生长。同时,我们也发现当褐藻糖胶与化疗药阿霉素、顺铂联合作用时,能够增强人乳腺癌细胞对两种化疗药的敏感性,使得凋亡率升高。本研究为进一步阐明褐藻糖胶抑制人乳腺癌细胞生长的机制、寻找增强人乳腺癌细胞化疗敏感性的有效途径提供了体外实验理论依据。