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和厚朴酚多途径抗肿瘤机制研究

作　者: 陈菲
导　师: 胡汛
学　校: 浙江大学
专　业: 生物化学
关键词: 和厚朴酚 机制研究 多途径 抗肿瘤药物 肿瘤多药耐药 抑制血管形成 KBV200细胞 诱导细胞凋亡 促癌基因 下游靶基因
分类号: R285
类　型: 博士论文
年　份: 2004年
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内容摘要


随着对肿瘤发病机制的深入研究，逐渐阐明了众多促癌基因与抑癌基因在其中的调控作用，促使抗肿瘤药物从单纯的细胞毒药物向针对机制的靶向药物发展。促癌基因与抑癌基因不但在细胞增殖中起重要作用，还参与细胞内诸如细胞凋亡、血管生成、耐药、肿瘤转移及分化等过程的调控。目前人们关注的靶向抗肿瘤药物主要有以下几类：细胞信号转导分子、血管生成抑制剂、肿瘤多药耐药逆转剂、抗转移药物和细胞分化促进剂。 我们在抗肿瘤药物筛选过程中，发现一种厚朴提取物——和厚朴酚具有多途径的抗肿瘤作用。和厚朴酚分子结构中有一对酚羟基，这赋予它较强的抗氧化能力。近几年来，有报道和厚朴酚能诱导某些人类肿瘤细胞凋亡，但对于其中是否被抑癌基因p53调控，至今没人作出探讨。 本文第一章用人结肠癌细胞系RKO细胞评价和厚朴酚诱导细胞凋亡的机制，发现和厚朴酚(5—15ug／ml)引起的RKO细胞凋亡与上调促凋亡因子Bid、下调抑凋亡因子Bcl-X_L，以及激活线粒体依赖的Caspase通路有关。为探讨与p53的相关性，我们同时检测了p53及其相关蛋白Bcl-2和Bax的表达，结果和厚朴酚对它们的信使RNA及蛋白表达均没有影响，而且对三种不同p53表达类型的细胞表现出同等程度的增殖抑制。以上结果说明，和厚朴酚诱导RKO细胞凋亡是p53非依赖的凋亡。 除了诱导肿瘤细胞凋亡，Bai X等人报道和厚朴酚能抑制血管内皮细胞VEGF的增殖信号，从而可能有抑制肿瘤血管形成的作用。在本文第二章我们发现和厚朴酚作用于VEGF的上游基因低氧诱导因子(HIF-1)，HIF-1是调控肿瘤血管形成的关键因子，低氧或氯化钴模拟的化学低氧都能诱导其α亚单位表达。我们的结果是：和厚朴酚(0.1-1ug／ml)作用于RKO细胞，剂量依赖性下调模拟低氧引起的HIF-1α蛋白积聚，下调HIF-1下游靶基因VEGF转录与表达。进一步的研究发现，和厚朴酚通过下调iNOS和HSP70的转录与表达，分别抑制HIF-1αVHL依赖和非依赖的蛋白降解。因浙江大学博士学位论文此，我们的结论是:和厚朴酚以HIF一1为靶向，抑制人结肠癌细胞系RKO细胞肿瘤血管形成相关基因的转录与表达，从而可能具有显著的抑制肿瘤血管形成作用。 另外，肿瘤组织对放、化疗的敏感性也受低氧影响【，’。肿瘤耐药被认为是肿瘤治疗失败的重要原因，其机制与细胞膜上ATP依赖的转运泵ABC蛋白有关，该蛋白泵能把多种化疗药物转运出细胞，即产生多药耐药(MDR)汇8]。与多药耐药有关的ABC转运泵主要有P一gP和 MDR相关蛋白(MRP)，其中P一gP是mdrl基因的产物，多数抗肿瘤药物的耐药都与它高表达或功能增强有关〔刃。根据最近的报道，mdrl是H工F一1的直接靶基因〔l。〕。我们在第二章已经发现和厚朴酚能抑制低氧引起的H工F一la蛋白积聚，下调其下游靶基因的转录与表达，那么，这是否意味着和厚朴酚有可能介导肿瘤多药耐药?在第三章我们用人口腔上皮癌耐药株KBV200细胞作为检测对象，该细胞株比其敏感株KB细胞高表达P一gp〔‘’〕，结果和厚朴酚(1一sug/ml)作用12小时确实增加了KBvZoo细胞内的药物积聚，但同样浓度作用1小时对药物积聚没有影响，说明和厚朴酚具有逆转KBVZOO细胞MDR的作用，但不是通过抑制P一gP泵的功能。我们接着检测了和厚朴酚对KBVZOO细胞H工F一la和mdrl基因的影响，结果发现和厚朴酚剂量依赖性下调以上两个基因的转录与表达。这些结果说明和厚朴酚有可能通过下调HIF一la的转录与表达，逆转KBV200细胞的多药耐药。 和厚朴酚为什么能做到高剂量(5一15ug/ml)时诱导细胞凋亡，而低剂量(0.5一sug/ml)时抑制血管形成与逆转多药耐药?考虑到细胞内活性氧(ROS)参与调控包括细胞凋亡〔‘，，、血管形成及多药耐药〔’3〕在内的多数信号传导过程，我们检测了不同浓度和厚朴酚对RKO细胞线粒体ROS产生的影响，结果发现和厚朴酚凋亡浓度时急速增加ROS的产生，而低于凋亡浓度时反而使ROS产生减少。在和厚朴酚引起的转化内皮细胞SVR细胞凋亡中，13ug/ml左右浓度时抑制MAPK磷酸化，而3一6ug/m1浓度时抑制Akt磷酸化〔叼。由于高浓度Ros通过抑制MAPK磷酸化激活线粒体依赖的凋亡通路〔l4]，我们认为和厚朴酚(5一15ug/m1)有可能通过大量产生Ros诱导RKo细胞凋亡。PI3K/Akt是HIF一1蛋白积聚和转录激活靶基因的主要调控通路〔’5一171，而ROS促进PI3K/Akt磷酸化激活【‘8’，所以我们认为和厚朴酚可能通过抑制ROS产生，抑制PI3K/Akt通路，从而抑制HIF一1系统，产生血管形成抑制和逆转MDR的效应。 最后，我们用Balb/c裸鼠建立了RKO细胞实体瘤模型，和厚朴酚smg/m1隔天灌胃，持续21天，结果显著抑制肿瘤的增长。说明和厚朴酚有开发成临床用药的前景。 浙江大学博士学位论文参考文献1 .Taira，T. Ikemoto，K.Miruma，A.Hagi，A.Murakami，K.Makino，Effective inhibition ofhydroxyl radieals by hydroxylated biPhenyl eomPounds，Free Radie.Res.19(1993)571一577.2.、妞ng SE，Hsieh MT， Tsai TH，Hsu SL.Down一modulation ofBcl一XL，release ofcyt

全文目录


中文摘要  4-8
英文摘要  8-13
前言  13-21
主要实验材料与方法  21-28
第一章 和厚朴酚诱导人结肠癌RKO细胞凋亡及相关机制研究  28-40
第二章 和厚朴酚抗肿瘤新生形成机制研究  40-56
第三章 和厚朴酚逆转肿瘤多药耐药(MDR)及初步机制探讨  56-69
第四章 ROS介导的信号通路对和厚朴酚抗肿瘤机制的调控  69-82
第五章 和厚朴酚在体对人结肠癌RKO细胞所致实体瘤及腹水瘤的抑制作用  82-88
总结  88-89
论文主要创新点  89-91
综述  91-101

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中图分类: > 医药、卫生 > 中国医学 > 中药学 > 中药药理学
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