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背景与目的:
非霍奇金淋巴瘤(Non—Hodgkins lymphoma,NHL)是原发于淋巴结和其他器官淋巴组织的恶性肿瘤,分为B细胞、T细胞和NK细胞等类型。T细胞淋巴瘤(T cell Non—Hodgkins lymphoma,T—NHL)在亚洲人种中的发病相对多见,约占30%左右,相比较于B细胞淋巴瘤,T细胞来源的淋巴瘤侵袭性更强,临床过程更凶险,预后更差。T—NHL目前尚无标准的治疗策略,对T—NHL分子机理进一步研究,探索新的治疗途径,是提高T—NHL的治疗效果的关键。
近年来研究表明一些饱和和不饱和脂肪酸具有抗肿瘤的作用。侧链饱和脂肪酸13-甲基十四烷酸(13-methyltetradecanoic acid,以下简称13-MTD),是从大豆发酵产物中提取的饱和脂肪酸,是一种天然物质,既往研究发现:小剂量13-MTD能特异性诱导包括乳腺癌、前列腺癌、肝癌细胞、白血病等多种不同肿瘤细胞的凋亡,而对正常细胞没有明显影响。口服13-MTD能明显抑制小鼠原位种植前列腺癌的生长(高效),而小鼠急性毒性实验结果显示13-MTD急性毒性较低(低毒)。由于13-MTD口服后由肠道吸收,并以乳糜颗粒形式转运到淋巴液中,可以在机体的淋巴系统中形成较高的药物浓度。因此,本研究希望能够把这种广谱高效的药物引入NHL的治疗,尤其是对常规化疗疗效欠佳的T—NHL治疗中。
既往研究证明13-MTD的抗肿瘤作用是通过诱导凋亡产生的。细胞凋亡异常与肿瘤发生、发展密切相关,肿瘤凋亡由两个主要信号途径调节:死亡受体途径和应激介导途径。前者依赖于死亡受体,如Fas受体、肿瘤坏死因子受体、TRAIL受体1、2等的激活;后者由不同的应激信号诱导,并引起线粒体通透性改变,释放细胞色素c(cytochrome c,cyto c)及激活下游的Caspase而诱导细胞凋亡。
最近研究表明:人弥漫大B细胞淋巴瘤(Diffuse large B cell lymphoma,DLBCL)细胞株中PI3K/AKT存在持续活化,抑制PI3K/AKT通过从线粒体释放cyto c及激活下游的Caspase可以诱导大多数DLBCL凋亡,并且,p—AKT过度表达的患者预后较差,提示PI3K/AKT在NHL的发病过程中起着重要作用。PI3K—Akt信号通路在人类肿瘤谱中广泛失调,PI3K与AKT是促进抗细胞凋亡作用的重要调节因子,其过度表达可抑制细胞的凋亡。
有关饱和脂肪酸13-MTD对T—NHL的抗瘤作用研究在国内外属于空白,其诱导凋亡机理研究也尚未有报道。本研究的目的是:①研究13-MTD对T—NHL的体内、体外抗肿瘤作用;②研究13-MTD是否通过诱导T—NHL细胞凋亡产生抗肿瘤作用;③诱导T—NHL细胞凋亡的信号途径,及13-MTD是否通过下调PI3K/AKT及其下游通路诱导肿瘤细胞凋亡,阐明13-MTD抗T—NHL的机理。
方法与结果:
一、13-MTD对Jurkat、Hut—78及EL4 T—NHL细胞株的体外抗增殖活性
取对数生长期的肿瘤细胞接种于96孔板,设13-MTD不同的浓度(80、60、40、20、10μg/mL)、相应的溶剂对照及空白对照组。采用CCK—8法测定每孔OD值,Bliss法计算半数抑制浓度(IC50值)。结果:13-MTD对以上3种T—NHL细胞增殖均有抑制作用。48hIC50值分别为:Jurkat细胞:25.74±3.50μg/mL;Hut78细胞:31.29±2.27μg/mL;EL4细胞:31.53±5.18μg/mL。
进一步检测了不同作用时间下13-MTD对Jurkat细胞的生长抑制作用的影响,发现13-MTD对Jurkat细胞的抑制作用随时间的延长而加大;其24h、48h和72h的IC50值分别为38.51±0.72μg/mL;25.74±3.50μg/mL和11.82±0.90μg/mL。
二、13-MTD诱导T—NHL细胞凋亡及机理研究
1、流式细胞仪检测细胞周期分布
不同浓度的13-MTD处理Jurkat细胞后,采用流式细胞仪检测DNA的含量,LYSIS软件分析。结果:不同剂量13-MTD作用Jurkat细胞48h后,细胞出现不同程度的G1期阻滞,呈剂量依赖性。
2、流式细胞仪检测细胞凋亡
Jurkat细胞经不同剂量13-MTD处理12h、24h、48h后,均出现不同比例的凋亡细胞,呈剂量依赖性和时间依赖性。Hut78及EL4细胞经不同剂量13-MTD分别处理48h后,也均出现不同比例的凋亡细胞,呈剂量依赖性。
3、13-MTD处理后对Jurkat细胞中Caspase—3蛋白及Caspase酶解产物PARP表达的影响
60μg/mL13-MTD及相应溶剂分别作用Jurkat细胞2h、6h、12h和24h后,药物处理组Caspase—3及PARP的活性断裂片段早在药物作用2小时就出现,而且随作用时间延长而增多。
4、13-MTD对Jurkat细胞死亡受体途径中蛋白的影响
Western blot分析显示60μg/mL13-MTD及相应溶剂作用2h、6h、12h和24h后,药物处理后的Jurkat细胞中磷酸化的FADD蛋白水平没有明显的改变(P>0.05)。
5、13-MTD对Jurkat细胞胞浆蛋白中cyto c蛋白的影响
60μg/mL13-MTD及相应溶剂作用2h、6h、12h和24h后,Jurkat细胞胞浆有cyto c表达,随作用时间增加而明显增加,60μg/mL13-MTD作用6h后即可看到cyto c从线粒体释放入胞浆中。
6、13-MTD对Jurkat细胞中Bcl—2蛋白表达的影响
Western blot结果表明:60μg/mL13-MTD及相应溶剂分别作用Jurkat细胞2h、6h、12h和24h后,Jurkat细胞中Bcl—2蛋白的表达无差异(P>0.05)。
7、13-MTD对Jurkat细胞中C—myc蛋白表达的影响
Western blot分析显示C—myc在13-MTD诱导Jurkat细胞凋亡过程没有明显的变化(P>0.05)。
8、13-MTD对Jurkat细胞中凋亡信号蛋白pAKT蛋白表达的影响
在13-MTD处理的Jurkat细胞中,AKT的磷酸化水平显著降低(P<0.05),而且与药物诱导细胞凋亡的时间同步。
9、13-MTD对Jurkat细胞中凋亡信号蛋白p NF—κB蛋白表达的影响
在13-MTD处理的Jurkat细胞中,13-MTD作用12-24小时后,NF—κ B的磷酸化水平明显降低(P<0.05)。
三、13-MTD对T—NHL的体内抗肿瘤作用
建立T细胞淋巴瘤EL4细胞荷瘤裸鼠移植瘤模型,随机分组为溶剂对照组和药物组,每组6只,具体分组如下:①Control组:溶剂对照组,每天灌胃,连续15天;②药物组:13-MTD70mg/kg/d,每天灌胃,连续15天。检测肿瘤体积变化和瘤重,计算抑瘤率。实验结果为,药物组较对照组肿瘤生长速度明显减慢,从第5天起肿瘤体积较对照组明显缩小,药物组抑瘤率为40%。用药后各组裸鼠的平均体重在实验过程中无明显差别(P>0.05)。各组裸鼠均未出现实验终止前提早死亡的情况及明显毒副作用。
结论:
1.饱和脂肪酸13-MTD对多种T—NHL细胞均有良好的抗肿瘤增殖作用;而且诱导多种T—NHL细胞凋亡,具有时间依赖性和浓度依赖性。
2.13-MTD诱导T—NHL细胞凋亡的发生是通过线粒体应激途径参与的、激活Caspase细胞内信号通道,在13-MTD诱导T—NHL细胞株凋亡的过程中存活信号通路PI3K/AKT及NFκB活性下调。
3.13-MTD对T—NHL荷瘤裸鼠移植瘤具有良好的抗肿瘤作用。