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目的家族性腺瘤性息肉病(FAP)的发病与抑癌基因腺瘤性息肉病基因(Apc)突变有关,现阶段的防治方法主要限于全结肠切除术和环氧合酶-2(COX-2)抑制剂的化学防治。手术不能防止上消化道腺瘤,并可致患者经济负担增加和生活质量下降;化学防治的主要药物塞来昔布疗效有限,潜在的心血管和胃肠道副作用也限制了其临床长期使用。最近国内外的研究及我们的前期实验均提示中药提取物小檗碱具有抗肿瘤的潜在作用,同样也能抑制结肠癌细胞COX-2的表达。本研究旨在运用FAP理想的实验模型评价小檗碱防治息肉生长的疗效,并探讨其可能的分子机制。方法第一部分4周龄Min小鼠随机分为两组,每组8只:小檗碱预防组和对照1组(常规饮食水);8周龄Min小鼠分为三组:小檗碱治疗组、塞来昔布组和对照2组;4周龄C57BL/6J小鼠(野生型)为对照3组。药物混入饮水中每日饮用。12周后处死,解剖显微镜下观察记录各组小鼠肠道息肉的数量、大小及分布情况。HE染色评价息肉组织的病理类型;PCNA和Ki-67免疫组化染色及原位末端转移酶标记技术(TUNEL)分别评价细胞增殖和凋亡。采用基因表达谱芯片技术比较小檗碱干预前后基因表达的差异。通过免疫组化、Western blot、Realtime-Q-PCR和ELISA等方法评价小檗碱对Min小鼠息肉Wnt信号通路和表皮生长因子受体(EGFR)信号通路的干预作用以及对COX-2的表达和前列腺素E2(PGE2)水平的影响。第二部分永生化-多发性肠腺瘤鼠结肠上皮细胞系(IMCE)在有/无表皮生长因子(EGF)或肿瘤坏死因子α(TNFα)作用下加入不同浓度小檗碱,评价细胞增殖和凋亡,Western blot检测EGFR和蛋白激酶B(Akt)及其磷酸化水平。结果第一部分(1)小檗碱给药期间小鼠耐受性良好,未出现不良反应,各组小鼠体重缓慢增长并与对照组无显著差别。(2)小檗碱预防组和治疗组与其相应对照组肠道息肉总数分别为(10.38±1.85 vs 30.50±1.73)和(14.83±2.93 vs 34.75±3.30),分别减少66%和57%,而且小檗碱预防组可使结肠息肉减少75%(0.25±0.46 vs 1.00±0.82,P<0.001);小檗碱预防组可显著减少各种不同直径的息肉数量,治疗组直径<1mm和1mm-2mm的息肉数较对照组减少;预防组中段和远段息肉数量与对照组相比明显减少(P值分别为0.002,0.001),在治疗组中,近段和中段息肉数量明显减少(P值分别为0.001,0.018);小檗碱治疗组肠道息肉数少于塞来昔布组(14.83±2.93 vs 18.67±4.63,P=0.027)。(3)小檗碱预防组息肉组织PCNA和Ki-67免疫组化染色阳性细胞百分比分别较对照1组下降32%[(65.80±3.27)%vs(44.60±2.88)%,P<0.001]和 55%[(14.89±2.75)vs(6.73±2.16)%,P<0.001],细胞凋亡比例是对照1组的2.14倍[(4.92±0.86)%vs(10.52±0.61)%,P<0.001]。(4)基因芯片分析显示小檗碱能显著改变给药前后的基因表达谱,其中665个基因表达发生下调;Pathway分析显示Wnt和EGFR信号通路可能是其干预靶点。(5)进一步研究发现,小檗碱能抑制Wnt信号通路的关键分子β-catenin蛋白表达及细胞浆/核转位,并能抑制下游靶基因cyclin D1和c-myc的mRNA及蛋白表达。(6)小檗碱能抑制EGFR信号通路的关键分子EGFR、ERK及Akt的磷酸化,抑制mapk3和aktl的mRNA水平,而对EGFR和Akt总蛋白水平无明显影响。(7)小檗碱预防组较对照1组息肉组织COX-2免疫组化评分减少56%(7.60±0.57 vs 3.38±0.51,P<0.001);还可以下调COX-2的蛋白表达(P=0.03.7),降低肠粘膜PGE2水平。第二部分(1)EGF组的IMCE细胞增殖活性较空白对照组增强,增殖细胞比例为(10.64±1.41)%,EGF +小檗碱组比例为(1.81±0.85)%,显著低于EGF组(P<0.01),小檗碱组比例最低[(0.49±0.42)%]。(2)小檗碱组与TNFα组的细胞凋亡比例分别为(8.47±2.52)%和(9.39±2.13)%,明显高于空白对照组(0.27±0.30)%,P<0.01。(3)EGF组的p-EGFR明显增加,EGF+不同浓度小檗碱组的p-EGFR呈浓度依赖性下降。(4)TNFα组的p-Akt增加,TNF +不同浓度小檗碱组的p-Akt表达较TNFα组有所下降。结论小檗碱长期应用安全性良好,能有效地抑制Min小鼠肠道息肉和IMCE细胞的生长,且疗效优于塞来昔布。小檗碱可能通过抑制细胞增殖、促进细胞凋亡、改变基因表达谱、干预Wnt和EGFR信号通路以及下调COX-2表达等机制对FAP及大肠癌发挥潜在的化学防治作用。