外周型苯二氮卓类受体配体对大肠癌细胞抑制机制以及PBR、Cyclin E和p27kip1在大肠癌中表达的研究

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目的:   苯二氮卓家族包括一组抗焦虑和抗惊厥的药物。最初被认为是调节GABA控制的阴离子通道,并与中枢神经系统GABA受体紧密联系的配体。1977年,第二种类型的苯二氮卓受体即外周型苯二氮卓类受体(PBR)被发现。两类苯二氮卓因此被明确:一类与中枢苯二氮卓受体具有高亲和力而与PBR的亲和力较弱;另一类与PBR之间有毫微摩尔级的亲和性,并不具有抗焦虑和抗惊厥活性。最近,关于PBR配体抗肿瘤活性的研究表明、PBR定位于线粒体外膜上,属于在控制凋亡过程中发挥重要作用的多蛋白复合体,即渗透转换孔道蛋白(PTP)。   PBR在类固醇生成组织中含量丰富,在神经胶质细胞瘤、结肠腺癌、结直肠癌、食道癌、肝细胞癌等恶性肿瘤中高表达。当针对PBR受体的分子结构进行分析时,其功能和效应物反应机制还没有被阐述清楚。现已经清楚的PBR蛋白的功能是其与类固醇具有高度亲和性,然而其尚有可能涉及其它生物学功能,如类固醇的生物合成、线粒体氧化磷酸化以及细胞增殖。在人星状细胞瘤,PBR的表达与肿瘤恶性程度和增殖率相关;在人乳腺癌细胞系,PBR的表达和线粒体密度与细胞的高有丝分裂活性相关。另外,近来的研究显示PBR在神经胶质细胞瘤和乳腺癌细胞增殖中发挥作用,在体内和体外受体与肿瘤细胞生长侵袭性相关。   利用特异性外源性PBR配体,PBR可以作为新的抗癌靶位。特异性外源性PBR配体-PK11195,显示与PBR具有高亲和性,可以抑制许多皮肤、结肠、食管、乳腺和脑等部位肿瘤的生长。有胃肠癌症,PBR配体抗增殖效力被认为是由于诱导细胞凋亡和细胞周期阻滞所致,其机制仍然在研究之中。近来,数个涉及PBR配体诱导G1期阻滞的信号分子已经被明确,在结直肠癌、食管癌、肝癌细胞中,其直接可以诱导凋亡的发生。研究结果显示特异性PBR配体还具有非直接抗癌效果,这说明它可以增强其它细胞稳定药物的抗凋亡作用。   我们的研究主要是为了明确:外周苯二氮卓类受体的特异性配体-PK11195对大肠癌细胞株LS174-T生长的影响,对细胞生长周期、PBR以及细胞周期调节因子表达的作用,试图揭示PBR、p27kip1和Cyclin E之间的关系;为了进一步预测这一类药物治疗大肠癌的可能性和重要性,我们对大肠癌手术标本的p27kip1和Cyclin E蛋白以及PBR、p27kip1和Cyclin E的mR-NA表达情况进行了检测;同时,并将其与临床资料和预后相联系,期望能够明晰因子之间、以及因子与临床预后之间的关系。   方法:   1.细胞生长抑制实验(MTT法):观察PK11195作用下的LS174-T细胞的增殖情况。   2.流式细胞仪DNA含量分析:观察PK11195作用下的LS174-T细胞各周期的变化情况。   3.RT-PCR和Western blotting实验:观察PK11195作用后,LS174-T细胞中PBR、p27kip1和Cyclin E转录的情况和蛋白表达的变化。   4.收集术后的85例大肠癌病人的临床以及生存资料。连同15例正常结直肠组织标本的石腊包埋组织进行常规切片和免疫组化染色,检测p27kip1和Cyclin E蛋白的表达。   5.收集40例大肠癌病人的癌组织。连同10例正常结直肠粘膜组织新鲜冰冻标本用来进行p27kip1和Cyclin E蛋白的Western-blot检测,和PBR、p27kip1和Cyelin E mRNA的RT-PCR检测。   6.统计学分析:应用SPSS for windows13.0软件包分析数据。PK11195对人结肠腺癌细胞LS174-T的增殖抑制作用及细胞周期影响结果以均值±标准差表示,显著性检验采用单因素方差分析Dunnett t检验;Crosstabs用来进行组间x2检验;PBR、p27kip1和Cyelin E表达在大肠癌各临床参数之间的相关性通过Spearman和Pearson双重检验;Log-rank和Breslow法双重比较两组间的生存率有无差异;Cox比例风险模型用来对影响生存预后的联合效应进行多因素分析。   结果:   1.MTT实验结果显示,随着PK11195浓度的增加和作用时间的延长,LS174-T细胞的增殖抑制越来越明显,表现出良好的时间依赖性和剂量依赖性。   2.流式细胞仪DNA含量分析结果显示,L5174-T细胞经PK11195作用后细胞周期发生了G0/G1期阻滞,随着药物浓度的增加,G0/G1。期的细胞数量逐渐增加,细胞凋亡率增高。   3.RT-PCR半定量分析结果显示,随着PK11195浓度的增加,PBR和Cyclin E mRNA表达的量逐渐下降,p27 kip1 mRNA表达的量逐渐升高。   4.Western blotting实验结果显示,随着PK11195浓度的增加,Cyclin E蛋白表达的量逐渐下降,p27kip1蛋白表达的量逐渐升高。   5.免疫组化染色结果显示,p27kip1和Cyclin E在正常肠粘膜以及大肠癌组织中的表达率差异有非常显著性;肿瘤突破浆膜层、脏器转移、组织类型在中低分化、淋巴结转移以及Dukes分期在C和D期情况下,Cyclin E表达率增高;肿瘤浸润浆膜层、组织类型在中低分化、淋巴结转移、脏器转移、Dukes分期在C和D期情况下,p27kip1表达率减低;Cyclin E和p27kip1之间具有负相关;Cyclin E阴性和p27kip1阳性病人的5年生存率明显增加,p27kip1和Cyclin E阳性与阴性病人的生存率差异有显著性。进入Cox风险比例模型的预后因素根据相对危险度依次是:肿瘤浸润浆膜层与否、淋巴结转移与否、p27kip1和Cyclin E。   6.新鲜冰冻标本Western-blot检测的结果与免疫组织化学染色的结果相近;RT-PCR检测的结果:PBR、p27kip1与cyclin E的mRNA表达在正常大肠组织中的表达率分别为50%、90%和40%;在大肠癌组织中的表达率分别为90%、48%和58%。PBR与的p27kip1 mRNA在正常大肠组织和大肠癌中的表达差异具有显著性,而cyclin E的表达差异不具有显著性。   结论:   1.PBR特异性抑制剂PK11195对大肠癌细胞LS174-T具有抑制增殖和促进凋亡的作用。   2.PK11195可以在转录水平抑制LS174-T细胞PBR和Cyclin E的表达,促进p27kip1的表达。在蛋白水平抑制LS174-T细胞Cyclin E的表达,促进p27kip1的表达。   3.PBR和Cyclin E在大肠癌组织中高表达,p27kip1在大肠癌组织中低表达;PBR和Cyclin E高表达与肿瘤恶性度高相关,p27kip1的高表达与肿瘤恶性度低相关;Cyclin E和p27kip1蛋白表达具有负相关;Cyclin E阴性和p27kip1阳性病人的5年生存率明显增加;p27kip1和Cyclin E的表达进入Cox风险比例模型。   4.PBR特异性抑制剂PK11195可望成为治疗大肠癌的药物。
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