螺旋富贵草碱a在制备抗肝癌药物中的应用

文档序号:1837791 发布日期:2021-11-16 浏览:28次 >En<

阅读说明:本技术 螺旋富贵草碱a在制备抗肝癌药物中的应用 (Application of spirolofodrin A in preparation of anti-liver cancer drugs ) 是由 杨小生 杨礼寿 范艳华 方媛 彭梅 李齐激 曹家辅 于 2021-09-06 设计创作,主要内容包括:本发明公开了螺旋富贵草碱A在制备抗肝癌药物中的应用,通过多项实验对螺旋富贵草碱A进行了进一步的药理和临床研究,活性筛选浓度为2.5μM时螺旋富贵草碱A对肝癌细胞具有明显抑制活性,并首次发现其抗肝癌作用机制不是细胞自噬和副凋亡,也不是经典细胞凋亡和DNA损伤的死亡方式,探究并推测螺旋富贵草碱A诱导肿瘤组织出现的巨泡主要是源于巨胞饮所致的巨泡式死亡,继而产生抑制肿瘤生长的效果。本发明的实验研究展示了螺旋富贵草碱A具有发展成为抗癌新药的潜质,为开发治疗肝癌的药物奠定了基础。(The invention discloses application of spirolofodrine A in preparation of anti-liver cancer drugs, and further pharmacological and clinical research is carried out on the spirolofodrine A through multiple experiments, the spirolofodrine A has obvious inhibitory activity on liver cancer cells when the activity screening concentration is 2.5 mu M, and the anti-liver cancer action mechanism is found to be not autophagy and side apoptosis for the first time, and is not a death mode of classical apoptosis and DNA damage, and the invention researches and speculates that the giant vesicles generated by tumor tissues induced by the spirolofodrine A mainly originate from giant vesicle death caused by macropinocytosis, so as to generate the effect of inhibiting tumor growth. The experimental research of the invention shows that the spirolofodrin A has the potential of being developed into a new anti-cancer drug, and lays a foundation for developing the drug for treating liver cancer.)

螺旋富贵草碱A在制备抗肝癌药物中的应用

技术领域

本发明属于中药领域,具体涉及一种螺旋富贵草碱A在制备抗肝癌药物中的应用。

背景技术

癌症是严重威胁人们生命健康的恶性疾病,因其居高不下的发病率和死亡率已被列为全世界热点问题。在癌症的治疗中,我国的民族药已形成特有的中国抗癌治疗模式。贵州特色苗族药材三角咪(Pachysandra axillaries Franch.)属于黄杨科三角咪属(板凳果属)植物多毛板凳果的干燥根茎或全草,三角咪中含有丰富的化学成分,主要以甾体类生物碱、挥发油居多。在《中国苗族药物彩色图集》记载道,其具有祛风除湿,活血止痛之功效。但是关于三角咪中的甾体生物碱的抑制癌症活性研究报道较少。我们发现,三角咪富含生物碱,分离纯化得到了6个生物碱化合物(龚小见.柳叶白前和多毛板凳果的化学成分研究.贵州大学,2006),在近期的活性筛选中发现其中一个生物碱螺旋富贵草碱A具有显著的抗肝癌细胞作用。“巨泡式死亡”源于希腊语,首次发现是在神经胶质母细胞瘤中。巨泡式死亡形式中,最显著的特征是产生许多的小泡,这种小泡会不断增多,相互融合,最终形成大的空泡,但对其在形态学特征、所涉及的蛋白或通路等方面的影响不清楚。

发明内容

本发明的目的在于提供螺旋富贵草碱A在制备抗肝癌药物中的应用,其对肝癌细胞具有明显抑制活性,有望开发成为肝癌新药;并首次发现螺旋富贵草碱A抗肝癌作用是一种新型的巨胞饮的巨泡式死亡机制。

为达到以上技术目的,本发明的技术方案为:

螺旋富贵草碱A在制备抗肝癌药物中的应用,所述螺旋富贵草碱A的结构式如下:

前述应用,所述肝癌为MHCC97H细胞相关的癌症。

前述应用,所述螺旋富贵草碱A按以下方法制备:三角咪药材先用75%乙醇加热回流提取3次,合并滤液减压蒸馏至干燥浸膏,浸膏再经硅胶柱层析分离纯化得螺旋富贵草碱A纯品。

前述应用,所述螺旋富贵草碱A按以下方法制备:取三角咪药材用75%乙醇加热回流提取3次,每次2h,合并滤液减压蒸馏至干燥浸膏,加水稀释,用正丁醇萃取,正丁醇萃取物经硅胶柱层析分离,得螺旋富贵草碱A粗品,再经硅胶柱层析纯化,得螺旋富贵草碱A纯品。

前述应用,所述螺旋富贵草碱A按以下方法制备:取三角咪药材,加入5-10倍药材重量75%乙醇,加热回流提取3次,每次2h,合并滤液减压蒸馏至干燥浸膏,将浸膏加水稀释,用正丁醇萃取3次,回收溶剂后得正丁醇萃取物,正丁醇萃取物经硅胶柱层析,以V氯仿:V甲醇=1:1为洗脱剂,得螺旋富贵草碱A粗品;螺旋富贵草碱A粗品再经硅胶柱层析,以V石油醚:V丙酮:V二乙胺=20:5:1为洗脱剂,得螺旋富贵草碱A纯品。

前述应用,所述螺旋富贵草碱A以单体或组合物形式入药,加入药用载体或赋形剂。

与现有技术相比,本发明的有益效果是:

本发明公开了螺旋富贵草碱A在制备抗肝癌药物中的应用,通过多项实验对螺旋富贵草碱A进行了进一步的药理和临床研究,活性筛选浓度为2.5μM时螺旋富贵草碱A对肝癌细胞具有明显抑制活性,并首次发现其抗肝癌作用机制不是细胞自噬和副凋亡,也不是经典细胞凋亡和DNA损伤的死亡方式,探究并推测螺旋富贵草碱A诱导肿瘤组织出现的巨泡主要是源于巨胞饮所致的巨泡式死亡,继而产生抑制肿瘤生长的效果。本发明的实验研究展示了螺旋富贵草碱A具有发展成为抗癌新药的潜质,为开发治疗肝癌的药物奠定了基础。

附图说明

图1为不同浓度螺旋富贵草碱A对肝癌细胞抑制作用效果图;

图2为不同浓度螺旋富贵草碱A处理MHCC97H细胞后,不同时间点的光学显微镜观察形态变化过程;

图3为溶酶体荧光探针Lyso-tracker Red染色效果图;

图4-1MHCC-97H细胞的WB条带图(p62和LC3蛋白);

图4-2对LC3蛋白条带的灰度分析定量;

图4-3对p62蛋白条带的灰度分析定量;

图5为加入自噬抑制剂3-MA的空泡现象图;

图6为荧光探针Mito-tracker Green染色效果图;

图7为荧光探针ER-tracker Red染色效果图;

图8-1MHCC-97H细胞的WB条带图(p38和p-p38蛋白);

图8-2MHCC-97H细胞的WB条带图(JNK,p-JNK,ERK和p-ERK蛋白);

图8-3对p-P38蛋白条带的灰度分析定量;

图8-4对p-JNK和p-ERK蛋白条带的灰度分析定量;

图9为荧光探针Lucifer Yellow染色效果图;

图10为荧光探针Lucifer Yellow染色电镜图片;

图11-1为凋亡细胞的流式图;

图11-2为凋亡细胞数目的柱状分析图;

图12-1为MHCC-97H细胞的WB条带图(caspase和Bcl2家族的蛋白);

图12-2为对Cleaved Caspase-9和Cleaved Caspase-3蛋白条带的灰度分析定量;

图12-3为对Bcl2和BAX蛋白条带的灰度分析定量;

图12-4为对Caspase-8蛋白条带的灰度分析定量;

图13-1为MHCC-97H细胞的WB条带图(PARP和CleavedPARP蛋白);

图13-2为对Cleaved PARP蛋白条带的灰度分析定量;

图13-3为MHCC-97H细胞的WB条带图(p53和γH2A.X蛋白);

图13-4为对p53蛋白条带的灰度分析定量;

图13-5为对γH2A.X蛋白条带的灰度分析定量;

图14-1为细胞周期流式图;

图14-2为细胞进入G1,S,G2期的数目分析;

图15-1为裸鼠荷瘤模型;

图15-2为裸鼠肿瘤体积;

图15-3为裸鼠体重;

图15-4为裸鼠肿瘤抑制曲线;

图15-5为裸鼠肿瘤的重量;

图15-6为肝脏的HE染色图;

图16-1为肿瘤的HE染色图;

图16-2为肿瘤组织的WB(caspase和Bcl2家族的蛋白);

图16-3为对caspase和Bcl2家族的蛋白条带的灰度分析定量;

图16-4为肿瘤组织的WB(MARKs通路蛋白);

图16-5为对MARKs通路蛋白条带的灰度分析定量;

图16-6为肿瘤组织的WB(自噬相关蛋白);

图16-7为对自噬通路蛋白LC3条带的灰度分析定量;

图16-8为对自噬通路蛋白p62条带的灰度分析定量。

具体实施方式

实施例1:螺旋富贵草碱A制备方法:

取三角咪用75%乙醇加热回流提取3次,每次2h,合并滤液减压蒸馏至干燥浸膏,浸膏再经柱层析分离纯化,得螺旋富贵草碱A纯品。

实施例2:螺旋富贵草碱A制备方法:

取三角咪药材590g,加入7倍药材重量75%乙醇,加热回流提取3次,每次2h,合并滤液减压蒸馏至干燥浸膏。将浸膏加水稀释,用正丁醇萃取3次,回收溶剂后得到正丁醇部分。正丁醇部分硅胶柱层析,V(氯仿):V(甲醇)(1:1)为洗脱剂,得螺旋富贵草碱A粗品。螺旋富贵草碱A粗品再经硅胶柱层析,V(石油醚):V(丙酮):V(二乙胺)(20:5:1)为洗脱剂,得螺旋富贵草碱A纯品。

实施例3:螺旋富贵草碱A制备方法:

取三角咪药材590g,加入5倍药材重量75%乙醇,加热回流提取3次,每次2h,合并滤液减压蒸馏至干燥浸膏。将浸膏加水稀释,用正丁醇萃取3次,回收溶剂后得到正丁醇部分。正丁醇部分硅胶柱层析,V(氯仿):V(甲醇)(1:1)为洗脱剂,得螺旋富贵草碱A粗品。螺旋富贵草碱A粗品再经硅胶柱层析,V(石油醚):V(丙酮):V(二乙胺)(20:5:1)为洗脱剂,得螺旋富贵草碱A纯品。

实施例4:螺旋富贵草碱A制备方法:

取三角咪药材590g,加入10倍药材重量75%乙醇,加热回流提取3次,每次2h,合并滤液减压蒸馏至干燥浸膏。将浸膏加水稀释,用正丁醇萃取3次,回收溶剂后得到正丁醇部分。正丁醇部分硅胶柱层析,V(氯仿):V(甲醇)(1:1)为洗脱剂,得螺旋富贵草碱A粗品。螺旋富贵草碱A粗品再经硅胶柱层析,V(石油醚):V(丙酮):V(二乙胺)(20:5:1)为洗脱剂,得螺旋富贵草碱A纯品。

实施例5:螺旋富贵草碱A的应用:将螺旋富贵草碱A作为单一活性成分,加入药用载体或赋形剂(一种或多种固体、半固体、液体稀释剂、填料以及药物制品辅剂),制成治疗肝癌的药物制剂(剂型可以是混悬剂、乳剂、溶液剂、糖浆剂、片剂、胶囊剂、颗粒剂或冲剂)。

实施例6:螺旋富贵草碱A的应用:将螺旋富贵草碱A与其他具有肝癌抑制活性的药用成分搭配使用,加入药用载体或赋形剂(一种或多种固体、半固体、液体稀释剂、填料以及药物制品辅剂),制成治疗肝癌的药物组合物(剂型可以是混悬剂、乳剂、溶液剂、糖浆剂、片剂、胶囊剂、颗粒剂或冲剂)。

试验例:

一、螺旋富贵草碱A抗肝癌活性实验

1螺旋富贵草碱A的制备方案见实施例1-4。

2螺旋富贵草碱A体外抗肝癌细胞活性筛选方案

将培养皿中对数生长期的肝癌(MHCC97H)细胞消化后重悬。使用细胞计数仪计数,调节细胞密度在3000-5000个/每孔接种于96孔板中。置于37℃,5%的CO2培养箱中培养过夜,贴壁后加入螺旋富贵草碱A(1.25、2.5、5、10μM),继续培养48h。48h后于每孔加入10μL的MTT,再继续孵育4h。移去含MTT的培养液,加入200μL的DMSO溶液,水平放置在摇床上震荡10min,使结晶完全溶解,采用酶标仪测定490nm处吸光度值,重复三次实验,计算细胞增殖抑制率。计算公式:

增殖抑制率=[(对照组OD值—实验组OD值)/对照组OD值]×100%。

3螺旋富贵草碱A诱导MHCC97H细胞产生空泡化现象研究方案

将培养皿中对数生长期的MHCC97H肝癌细胞,用1ml胰酶消化后重悬,用细胞计数仪调节密度为每孔2×105个细胞铺于6孔板中。过夜放在37℃,5%的CO2培养箱中培养。贴壁后分别用(0μM,1.25μM,2.5μM,5μM)梯度的螺旋富贵草碱A处理细胞,分别在6h、12h、24h、48h、72h后,用倒置荧光显微镜观察并拍照。

4螺旋富贵草碱A可能诱导肿瘤细胞出现胞质空泡化死亡作用机制的探究

4.1螺旋富贵草碱A诱导非自噬性细胞死亡研究方案

4.1.1溶酶体红色荧光探针(Lyso-tracker Red)染色

将培养皿中对数生长期的肝癌细胞(MHCC97H),用胰酶消化后重悬,接种在6孔板中,过夜贴壁。贴壁后分别用不同浓度(0μM,1.25μM,2.5μM,5μM)的螺旋富贵草碱A处理细胞。在24h后,弃去旧的培养基,用PBS清洗2-3次,然后加入染料(Lyso-tracker Red)染色1h,弃去染料,用PBS清洗2-3次,再加入新的培养基,避光在倒置荧光显微镜下观察并拍照。

4.1.2WB实验检测自噬相关蛋白(LC3和P62)的表达

(1)MHCC97H细胞中总蛋白的提取:

1)将螺旋富贵草碱A处理后的细胞,用PBS洗两遍,加入预热的裂解液,用刮刀刮下细胞,吸取至EP管中。

2)95℃,20min加热变性。

3)用BCA法,绘制标准曲线,测定吸光度,计算细胞的蛋白浓度。

(2)SDS-PAGE电泳:

1)SDS-PAGE胶的配制:根据目的蛋白选择不同浓度的分离胶(配制见表1)。待分离胶凝固后,再配制浓缩胶(配制见表2),然后快速并水平的插入上样梳子,其相应胶的配方如下表:

表1分离胶配方

表2浓缩胶胶配方

2)待浓缩胶凝固后,再将上样梳子水平并向上拔出,安置于电泳槽内,加入1×电泳缓冲液。

3)上样和电泳:37℃预热处理好的样品蛋白和标准蛋白Marker,按照标准曲线计算蛋白浓度,取出30-80μg的蛋白浓度所对应的体积,进行上样,完成后连接电泳仪,恒压80V使得蛋白样品跑出浓缩胶,再换120V电压,使溴酚蓝跑到电泳槽的底部,停止电泳。

4)转膜:取出电泳完毕的胶,切除浓缩胶和溴酚蓝以下部分,按照分离胶的大小裁剪出合适的PVDF膜。按照负极-海绵-滤纸-分离胶-PVDF膜-滤纸-海绵的顺序组装,轻轻赶走气泡,安装到电转槽中。恒压110V,1-2h。

5)封闭:转膜结束,将PVDF膜取出,放在用TBST配制的5%的脱脂奶粉中,水平摇床缓慢摇动1h。

6)孵育一抗:将封闭好的PVDF膜放在TBST溶液中,随后根据实验需要孵育不同的抗体。摇床孵育,4℃过夜。

7)洗膜:次日,取出PVDF膜,回收一抗,用TBST溶液快速洗涤15min,共3次。

8)孵育二抗:将洗好的膜,放入预先配置的二抗中,常温孵育2h。

9)洗膜:取出PVDF膜,回收二抗,用TBST溶液快速洗涤15min,共3次。

10)显影:预先配制ECL发光液,A:B=1:1配成工作液,使PVDF膜浸在发光液中,迅速放在凝胶成像仪中成像,结果用Image Lab软件处理分析。

4.1.3自噬抑制3-MA对螺旋富贵草碱A诱导的细胞质空泡影响

将培养皿中对数生长期的MHCC97H肝癌细胞,用1ml胰酶消化后重悬,用细胞计数仪调节密度为每孔2×105个细胞铺于6孔板中。过夜放在37℃,5%的CO2培养箱中培养。贴壁后先用2mM的3-MA预处理细胞6h,后吸走3-MA处理液,再用5μM梯度的螺旋富贵草碱A处理细胞,分别在48h、72h后,用倒置荧光显微镜观察并拍照。

4.2螺旋富贵草碱A诱导非副凋亡性细胞死亡研究方案

4.2.1线粒体绿色荧光探针(Mito-tracker Green)染色

方法同4.1.1。

4.2.2内质网红色荧光探针(ER-tracker Red)染色

方法同4.1.1。

4.2.3WB实验检测MAPK信号通路关键蛋白(P38,JNK,ERK)的表达

方法同4.1.2。

4.3螺旋富贵草碱A诱导产生巨胞饮死亡研究方案

4.3.1细胞外液绿色荧光探针(Lucifer Yellow)染色

方法同4.1.1。

4.3.2电镜实验

①固定:将0μM和5μM梯度的螺旋富贵草碱A处理的MHCC97H细胞经3%戊二醛预固定,1%四氧化锇再固定;②脱水:丙酮逐级脱水,脱水剂浓度梯度为30%→50%→70%→80%→90%→95%→100%(100%浓度中换3次);③渗透和包埋:将脱完水的样品先后经过脱水剂和环氧树脂(型号为Epon812)渗透液,比例分别为3:1、1:1、1:3,每步30~60min。将渗透好的样品块放到适当模具中,灌上包埋液包埋经过加温聚合形成一种固体基质(包埋块),以备下一步切片;④超薄切片:采用超薄切片机制备约60~70nm厚的超薄切片后,漂浮于刀槽液面上,再捞至铜网;⑤染色及观察:先用醋酸铀染色10~15min,再用枸橼酸铅染色1~2min,室温下染色,采用日本电子生产的JEM-1400FLASH透射电镜对铜网进行图像采集,每张铜网先于6000倍下观察,选择要观察的区域采集图片,观察具体病变。

4.4螺旋富贵草碱A诱导非凋亡性细胞死亡研究方案

4.4.1流式细胞仪检测细胞凋亡

将培养皿中对数生长期的MHCC97H肝癌细胞,消化后重悬,接种在6孔板中,过夜贴壁,用不同浓度梯度(0μM,1.25μM,2.5μM,5μM)的螺旋富贵草碱A处理细胞24h。后用无EDTA胰酶消化,1000rmp离心4min,收集细胞悬液至EP管中,冷的PBS洗涤一次,3000rmp离心5min。倒去PBS。加入100μL的稀释buffer重悬细胞,再向每管中加入5μL的Annexin/FITC,再加入10μL的PI,常温避光孵育10min。用流式细胞仪检测,检测完后用Flow Jo软件对结果进行分析。

4.4.2WB实验检测凋亡相关蛋(Cleaved Caspase-8、Cleaved Caspase-3、CleavedCaspase-9以及BAX和Bcl2)的表达

方法同4.1.2。

4.5螺旋富贵草碱A诱导非周期阻滞的DNA损伤研究方案

4.5.1WB实验检测DNA损伤相关蛋白(P53、Cleaved PARP和Histone H2A.X)的表达

方法同4.1.2。

4.5.2细胞周期实验

将培养皿中对数生长期的MHCC97H肝癌细胞,消化后重悬,接种在6孔板中,过夜贴壁。用不同浓度梯度(0μM,1.25μM,2.5μM,5μM)的螺旋富贵草碱A处理细胞24h。再用无EDTA胰酶消化,1000rmp离心4min,收集细胞悬液至EP管中。冷的PBS洗涤一次,3000rmp离心5min。倒去PBS,用预冷的75%的乙醇固定过夜。次日,2000rpm离心10min,弃去乙醇,用PBS洗涤1-2遍,每次3000rmp离心5min。再加入300μL的1×PBS重悬细胞,再向每管中加入3μL的10×PI,常温避光孵育30min。用流式细胞仪检测,检测完后用Flow Jo软件对结果进行分析。

5螺旋富贵草碱A体内抗肿瘤活性研究方案

5.1体内移植瘤抑制实验

(1)荷瘤模型建立、分组和给药:将生长状态良好的MHCC97H肝癌细胞调节细胞数以5×106个/0.1mL注射于SPF级Balb/c无胸腺裸鼠的大股下,待肿瘤长至100mm3后随机分为三组。以空白组(生理盐水)、给药组1(25mg/kg螺旋富贵草碱A)和给药组2(50mg/kg螺旋富贵草碱A)参照裸鼠的体重,灌胃给药为0.1mL/只,每天给药一次,连续给药18天。

(2)药效评价:分组后,每两天测量裸鼠体重和肿瘤体积并记录。给药结束后,所有裸鼠均脱颈处死,解剖分离出的瘤块称重和拍照。取出一部分瘤块置于4%的多聚甲醛中,用于切片、包埋和HE染色。取出另一部分冻存于-20℃的冰箱中,用于WB实验验证蛋白的表达。再解剖出裸鼠的内部肝脏,用于切片、包埋和HE染色来评价裸鼠的用药安全性。

5.2肝/肿瘤组织切片HE染色

取出一部分瘤块和肝脏置于4%的多聚甲醛中,固定成功后需要修剪25px*25px*5px,放入包埋盒中,流水冲洗(去除组织中的固定液)30分钟。至于不同浓度的酒精脱水,一般用由低浓度到高浓度酒精作脱水剂,逐渐脱去组织块中的水份。再将组织块置于二甲苯中透明。再将已透明的组织块置于已溶化的石蜡中,放入溶蜡箱保温。待石蜡完全浸入组织块后进行包埋,冷却凝固成块即可。立即将包埋好的蜡块固定于切片机上,切成薄片,一般为5-8微米厚。放到加热的水中烫平,再贴到载玻片上,放45℃恒温箱中烘干。染色前,须用二甲苯脱去切片中的石蜡,再经由高浓度到低浓度酒精,最后入蒸馏水,就可染色。即将已入蒸馏水后的切片放入苏木精水溶液中染色数分钟。染色后的切片经纯酒精脱水,再经二甲苯使切片透明。最后将已透明的切片滴上树胶,盖上盖玻片封固。待树胶略干后,贴上标笺,切片标本即可使用。

5.3WB法检测各肿瘤组织中凋亡、副凋亡和自噬死亡等相关的关键蛋白的表达水平变化方法同4.1.2。

二、螺旋富贵草碱A抗肝癌活性实验结果

1螺旋富贵草碱A的制备结果

得9.4g螺旋富贵草碱A纯品,得率为1.59%,无色针晶,mp.278-280℃.IR(KBr)cm-1:2930,2860,1690,1610,1593,1468.EI-MS m/z:462([M+]),447,432,418,391,376,360,172,105,91,72(100).1H NMR(400MHz,CDCl3)δ:7.78(1H,m,H-6'),7.53(1H,m,H-4'),7.40(2H,m,H-3',H-5'),3.39(3H,s,N-CH3),2.17(6H,s,N(CH3)2),1.00(3H,s,19-CH3),0.88(3H,d,J=6.8Hz,21-CH3),0.69(3H,s,18-CH3).13C NMR(100MHz,CDCl3,)δ:35.45(C-1),32.18(C-2),64.04(C-3),39.68(C-4),42.37(C-5),28.70(C-6),31.77(C-7),35.03(C-8),54.85(C-9),35.51(C-10),20.90(C-11),39.68(C-12),41.63(C-13),56.60(C-13),23.94(C-15),27.62(C-16),54.51(C-17),12.35(C-18),11.45(C-19),61.01(C-20),9.80(C-21),39.85(N(CH3)2),29.45(N-CH3),168.89(C=O),130.66(C-1'),152.61(C-2'),127.73(C-3'),123.26(C-4'),120.88(C-5'),131.54(C-6').以上波谱数据与文献(邱声祥,张壮鑫,周俊,合掌消的甾体成分,云南植物研究,1990,12(1):107-109)对照基本一致。

2螺旋富贵草碱A体外抗肝癌细胞活性筛选结果

由图1可知,螺旋富贵草碱A浓度大于2.5μM时能够显著抑制肝癌细胞的增值。

3螺旋富贵草碱A诱导MHCC97H细胞产生空泡化现象结果

我们在对不同剂量螺旋富贵草碱A处理肝癌(MHCC97H)细胞0h、12h、24h、36h和48h时发现经药物处理后的细胞除了数量显著减少外,细胞质出现了空泡化现象,而且这种小泡会随着给药时间的延长不断增多,并且不断地相互融合成较大的空泡且呈较好的时间-剂量依赖性,见图2。上述结果提示螺旋富贵草碱A可能是通过诱导肝癌细胞的胞质空泡化而发挥抗肿瘤活性。

4螺旋富贵草碱A可能诱导肿瘤细胞出现胞质空泡化死亡作用机制的探究结果

4.1螺旋富贵草碱A诱导非自噬性细胞死亡研究结果

溶酶体荧光探针Lyso-tracker Red染色发现该染液无法进入螺旋富贵草碱A诱导的细胞质空泡,见图3,提示该空泡并非来源于溶酶体。Western blotting分析结果表明虽然螺旋富贵草碱A作用可使LC3-II/I比值升高,但自噬底物P62的蛋白水平并未降低,见图4-1至4-3,提示自噬溶酶体降解途径被抑制,自噬流被阻断。而且,自噬抑制3-MA并未能抑制螺旋富贵草碱A诱导的细胞质空泡的产生,见图5,提示其并未形成正常的自噬流。综上研究结果表明,螺旋富贵草碱A可能并不是通过自噬诱导MHCC97H细胞产生胞质空泡。

4.2螺旋富贵草碱A诱导非副凋亡性细胞死亡研究结果

结果表明螺旋富贵草碱A诱导的细胞质空泡未能被Mito-tracker Green及ER-tracker Red染色,见图6和7,提示该空泡并非来源于线粒体和内质网。同时,Westernblotting实验结果表明MAPK信号通路关键靶点的磷酸化水平并未出现明显变化,见图8-1至8-4,表明螺旋富贵草碱A诱导的细胞质空泡与MAPK信号通路无关。以上结果表明螺旋富贵草碱A可能并不是通过副凋亡途径诱导细胞质空泡。

4.3螺旋富贵草碱A诱导产生巨胞饮死亡研究结果

结果表明螺旋富贵草碱A诱导的细胞质空泡能被Lucifer Yellow染料染成绿色,见图9,提示该空泡中液体主要来源于巨胞饮摄入的细胞外液。我们发现螺旋富贵草碱A处理细胞产生的小泡形态与巨胞饮的胞饮小泡十分相似,均围绕着细胞核且数目众多,见图9中细胞成像。与此同时,使用标记细胞外液的Lucifer Yellow染料可以通过巨胞饮途径进入部分胞饮的小泡中,但进入较少且荧光强度较弱且随着时间的推移,小泡会逐渐形成大泡,空泡中进入的染料越多,荧光强度也逐渐增强,见图9中荧光和成像的融合。透射电子显微镜进一步证实了这一结论,如图10所示,其结果清楚地表明,这些细胞器仍然整合在液泡之外。在巨泡式死亡中,液泡来源于大小体,它们相互融合,但不与细胞膜合并。因此,我们推测螺旋富贵草碱A诱导的细胞质空泡化死亡主要与巨胞饮所致的巨泡式死亡有关。

4.4螺旋富贵草碱A诱导非凋亡性细胞死亡研究结果

研究发现螺旋富贵草碱A处理后引起的细胞形态与细胞凋亡形态是完全不同的。而且流式细胞仪检测细胞凋亡结果表明螺旋富贵草碱A处理后的细胞凋亡率与空白对照组相比无显著性差异,见图11-1至11-2,表明螺旋富贵草碱A引起的细胞死亡可能与凋亡无关。有文献报道,相关凋亡的媒介物Caspase家族发生寡聚且自身切割活化,并能激活下游,产生凋亡效应。因此,我们通过Western blotting实验检测细胞凋亡相关蛋白CleavedCaspase-8、Cleaved Caspase-3、Cleaved Caspase-9以及BAX和Bcl2的蛋白表达水平的变化,结果显示Cleaved Caspase-3、Cleaved Caspase-9、Cleaved Caspase-8和BAX/Bcl2的蛋白表达水平均没有显著变化,见图12-1至12-4。综上,螺旋富贵草碱A诱导细胞巨泡式死亡可能并非通过经典的凋亡途径。

4.5螺旋富贵草碱A诱导非周期阻滞的DNA损伤研究结果

Western blotting实验的结果显示P53、Cleaved PARP和Histone H2A.X的蛋白表达水平均没有明显变化,见图13-1至13-5,提示螺旋富贵草碱A诱导细胞巨泡式死亡可能并不是一种通过DNA损伤的死亡方式。同时流式细胞仪检测结果显示细胞周期没有出现显著阻滞,见图14-1至14-2,提示可能影响螺旋富贵草碱A抑制细胞的增殖作用不是通过周期阻滞。

5螺旋富贵草碱A体内抗肿瘤活性研究结果

Balb/c无胸腺裸鼠注射MHCC97H肝癌细胞造模后分为空白组和给药组(25mg/kg和50mg/kg)。待肿瘤长至100mm3时,持续每天灌胃并每隔两天测量统计裸鼠的异位移植的肿瘤体积,见图15-1、15-2、15-4和15-5。结果显示:从灌胃第二天到第8天,50mg/kg组裸鼠的肿瘤体积明显低于空白组肿瘤体积;第10天到灌胃结束,50mg/kg组裸鼠肿瘤生长情况基本被抑制。同时25mg/kg组肿瘤的体积也是略低于空白对照组。在持续给药18天中,50mg/kg组能够明显抑制肿瘤,其抑制率基本达到了50%。肿瘤重量与对照相比也明显降低,见图15-1、15-2、15-4和15-5;并且较空白组并没有出现明显的体重下降及其他的不良反应,表明给药剂量是安全且有效的,见图15-3,同时,肝组织切片HE染色结果表明未见明显的损伤说明给药剂量是在安全范围内,见图15-3、15-6。

肿瘤组织切片HE染色结果表明:50mg/kg剂量能使肿瘤组织中有大量组织坏死并形成一些破碎的细胞,有的细胞还呈现出明显的空泡现象,这表明螺旋富贵草碱A可以诱导异种移植瘤模型中肿瘤组织出现巨泡性死亡,见图16-1。

Western Blotting法检测各肿瘤组织中凋亡、副凋亡和自噬死亡等相关的关键蛋白的表达水平变化结果表明:与体外实验结果一致,肿瘤组织中凋亡相关蛋白包括CleavedPARP、PARP、Caspase-3、BAX、Bcl2和Cleaved Caspase-9的表达水平与对照组相比并未出现明显变化,见图16-2和16-3。此外,副凋亡相关的关键蛋白p-P38也并未观察到明显变化,提示螺旋富贵草碱A诱导肿瘤组织出现的巨泡并非通过副凋亡产生,见图16-4和16-5。最后,我们检测了肿瘤组织中自噬底物P62的蛋白水平。如图16-6、16-7和16-8所示,随着给药剂量的增加,自噬底物P62的蛋白水平相应升高,提示自噬溶酶体降解途径被抑制,自噬流被阻断。由此可见,螺旋富贵草碱A诱导肿瘤组织出现的巨泡并非自噬导致的。

综上,我们推测螺旋富贵草碱A诱导肿瘤组织出现的巨泡主要是源于巨胞饮所致的巨泡式死亡,继而产生抑制肿瘤生长的效果。

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