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研究背景:
近年研究证明,COX-2可通过上调前列腺素E2及其受体并激活蛋白激酶信号通路,上调肿瘤微环境中VEGF,从而对非小细胞肺癌的发展、肿瘤转移及分子靶向治疗耐药的产生重要作用[1]。然而对于不同的非小细胞肺癌细胞株,COX-2具体通过PGE2下游的哪一条信号通路上调VEGF仍未成定论。
本研究通过将COX-2、PKA选择性抑制剂、PKC选择性抑制剂及EP1/EP2选择性抑制剂作用于各非小细胞肺癌细胞株,观察肿瘤细胞形态及VEGF表达量的变化,从而研究蛋白激酶信号通路在不同非小细胞肺癌细胞株中对COX-2上调VEGF作用的影响。
研究目的:
研究非小细胞肺癌细胞株,不同蛋白激酶(protein kinase,PK)信号通路对环氧合酶-2(cyclooxygenase-2,COX-2)上调血管内皮生长因子(VascularEndothelial Growth Factor,VEGF)作用的影响。检测COX-2作用于各同非小细胞肺癌细胞株的EC50值。
研究方法:
1细胞培养
A549细胞株用80%1640+20%胎牛血清培养,H460、A431及HBE用90%DMEM+10%胎牛血清培养,皆于5%CO2,37℃孵育。细胞贴壁长满培养瓶后传代,将细胞传至4代后进行实验。
2检测COX-2促进非小细胞肺癌细胞增殖的EC50值
将培养瓶中的贴壁细胞用无血清培养基冲洗3遍,以0.25%胰酶消化3-5分钟,使细胞间连接断开呈单细胞悬液,以含血清培养基中和胰酶。将细胞接种于96孔细胞培养板中,每孔加入100ul细胞悬液,使每孔细胞约8×103个(边缘孔用无菌PBS填充)。5%CO2,37℃孵育12小时后,将COX-2原液稀释为0-3000倍浓度梯度,分别加入96孔板中。5%CO2、37℃孵育24小时,倒置显微镜下观察。每孔加入20ul5mg/ml MTT(3-(4,5-二甲基噻唑-2)-2,5-二苯基四氮唑溴盐)溶液,继续培养4h后终止培养,吸去孔内培养液。每孔加入150ul二甲基亚砜,置摇床上低速振荡10min,使结晶物充分溶解。在酶联免疫检测仪OD490nm处测量各孔的吸光值。同时设置空白对照组(培养基),阴性对照组(细胞)。细胞生存力=药物组平均吸光光度值/阴性对照组平均吸光光度值,由细胞生存力与药物浓度在EXCEL中行线性回归分析,得出EC50值。上述过程,每株细胞重复3次。
3流式细胞技术定量检测VEGF的表达
3.1证实在各非小细胞肺癌细胞株中,COX-2可促进VEGF上调
将培养瓶中的贴壁细胞用无血清培养基小心冲洗3遍,以0.25%胰酶消化3-5分钟,使细胞间连接断开呈单细胞悬液,以含血清培养基中和胰酶。将细胞接种于6孔板中,每孔加入1.5ml使每孔细胞约5×105个。5%CO2,37℃孵育,至细胞单层铺满孔底(约12-24小时)。血清饥饿12小时,从0-2倍EC50建立COX-2浓度梯度作用于各细胞株.设3个复孔,5%CO2,37℃孵育12小时,以0.25%胰酶消化3-5分钟,使细胞间连接断开呈单细胞悬液,分孔收集细胞,分别用鼠抗人VEGF一抗及兔抗鼠二抗标记各组细胞表达的VEGF,并以流式细胞技术检测各浓度梯度组VEGF的吸光率,分析吸光率的几何平均数与COX-2浓度间的关系。
3.2检测COX-2、AH6809、KT5720、RO-31-8425作用于各非小细胞肺癌细胞株后VEGF表达量的变化
将培养瓶中的贴壁细胞用无血清培养基小心冲洗3遍,以0.25%胰酶消化3-5分钟,使细胞间连接断开呈单细胞悬液,以含血清培养基中和胰酶。将细胞接种于6孔板中,每孔加入1.5ml使每孔细胞约5×105个。5%CO2,37℃孵育,至细胞单层铺满孔底(约12-24小时)。血清饥饿12小时,设置不加药物细胞组、COX-2组、COX-2+AH6809组、COX-2+KT5720组、COX-2+RO-31-8425组、AH6809组、KT5720组、RO-31-8425组,在COX-2组、COX-2+AH6809组、COX-2+KT5720组、COX-2+RO-31-8425组中先加入已测得浓度得COX-2,每组设置6个复孔,继续5%CO2,37℃孵育12小时,分别在COX-2+AH6809组、COX-2+KT5720组、COX-2+RO-31-8425组、AH6809组、KT5720组、RO-31-8425组中加入所需抑制剂剂,继续5%CO2,37℃孵育12小时,终止培养,以0.25%胰酶消化3-5分钟,使细胞间连接断开呈单细胞悬液,分别用鼠抗人VEGF一抗及兔抗鼠二抗标记各组细胞表达的VEGF,并以流式细胞技术检测各浓度梯度组VEGF的吸光率,上述过程,每株细胞重复3次。对各组细胞表达VEGF吸光率的几何平均数进行T检验。
4统计学处理
数据以均数±标准差(x±s)表示,组间比较采用t检验,用SPSS11.0统计软件分析。
研究结果:
1 COX-2作用于A549、H460及A431的EC50值(MTT法)COX-2作用于A549、H460及A431的EC50值分别是:8.95nmol/l,11.2nmol/l及8.44nmol/l。COX-2对HBE细胞的增长无明显影响。
2 COX-2在一定浓度范围内,可促进非小细胞肺癌细胞株的增殖。
3 PKC选择性抑制剂可明显抑制由COX-2引起的VEGF的上调;在大细胞肺癌细胞株中,EP2选择性抑制剂对由COX-2引起的VEGF的上调有一定的影响。
在各非小细胞肺癌细胞株中,蛋白激酶C(PKC)选择性抑制剂可明显抑制由COX-2引起的VEGF的上调,而蛋白激酶A(PKA)选择性抑制剂的此种抑制作用不明显。在大细胞肺癌细胞中,EP2选择性抑制剂对由COX-2引起的VEGF的上调有一定的影响。
结论:
在非小细胞肺癌细胞株中,由COX-2过表达引起的VEGF的上调与PKC激酶信号系统有关;对大细胞肺癌细胞株H460,由COX-2过表达引起的VEGF的上调还可能与PGE2受体2(EP2)有关。