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目的:从新合成的一系列嘧啶苷衍生物中筛选出能够有效抑制肿瘤细胞增殖的化合物,探讨其可能的机制。
方法:以不同浓度的8种新合成的化合物作用于HepG-2,HeLa两种肿瘤细胞株,MTT法检测化合物对肿瘤细胞增殖的抑制,计算其IC50值;硝酸还原酶法检测一氧化氮的含量。MDC染色观察自噬小泡的形成;活细胞工作站观察细胞核片段化;Western blot检测自噬和凋亡通路相关蛋白的蛋白表达;DCFH—DA染色检测活性氧(ROS)生成;JC-1染色检测线粒体膜电位;PI染色分析细胞周期。用Heps肝癌荷瘤小鼠模型,评价嘧啶苷类衍生物体内抗肿瘤活性。
结果:(1)1-8号化合物中,仅5号和7号化合物能够有效的抑制肿瘤细胞的增殖,化合物对肿瘤细胞株的IC50值在33-50μmol/L之间;
(2)5号化合物可以诱导HepG-2细胞发生自噬:细胞产生自噬小泡,自噬标志蛋白LC3表达增加并活化。自噬信号通路PI3K—Akt-mTOR相关蛋白发现Akt的表达减少,mTOR的表达没有明显的变化;
(3)5号化合物作用于细胞后可以释放出NO,导致线粒体膜电位下降,用NO清除剂Hemoglobin预处理细胞后发现细胞的存活率升高,逆转其诱导的线粒体膜电位下降,降低LC3蛋白的表达与活化,并且可逆转5号化合物诱导的细胞周期阻滞;
(4)用线粒体膜孔道抑制剂CsA预处理细胞后可以逆转5号化合物诱导的线粒体膜电位下降,但细胞存活率没有明显变化;
(5)7号化合物处理诱导GFP标记的H2B-Hela-GFP细胞核片段化,检测出7号化合物释放NO和ROS,用NO清除剂Hemoglobin、ROS清除剂NAC预处理后细胞的存活率均降低,用线粒体膜孔道抑制剂CsA预处理细胞后可以逆转7号化合物诱导的线粒体膜电位下降、减少ROS的释放,但细胞存活率没有明显变化;
(6)在体的抗肿瘤实验结果显示5号和7号化合物对移植性肿瘤的抑瘤率分别达到55.5%、65.6%,胸腺指数和脾脏指数明显高于阳性对照5-氟尿嘧啶组。
结论:,5号和7号化合物具有良好的体外和在体抗肿瘤活性,毒副作用比较小,5号化合物诱导细胞自噬、细胞周期阻滞,其机制与其诱导细胞释放的NO有关;7号化合物诱导细胞凋亡,其机制与ROS的产生、NO的释放有关。