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目的:研究冬凌草甲素抑制血管生成的活性,进而发挥抗肿瘤作用及其作用机制,为冬凌草甲素抗肿瘤作用的进一步开发提供依据。 方法:1.体外实验,通过培养人脐静脉内皮细胞(HUVEC),分别选择噻唑蓝比色法(MTT)、流式细胞荧光分选法(FACS)、穿透小室法(Transwell)、管腔形成实验法(Tube formationassay)检测冬凌草甲素对HUVEC的活性;体内实验,采用斑马鱼(Flil-GFP)生物模式,分别选择斑马鱼胚胎体节间血管生成模型,仔鱼期尾鳍切除后再生模型,成鱼期尾鳍损伤后再生模型,检测冬凌草甲素对血管生成和血管损伤后再生的抑制作用;采用血管内皮生长因子(VEGF)信号通路聚合酶链反应(PCR)芯片法和逆转录-聚合酶链反应(RT-PCR)法,筛选和验证冬凌草甲素抑制血管生成作用的主要影响基因。2.采用显微注射法形成斑马鱼移植瘤模型,选择贝伐单抗(Avastin)为阳性对照药物,研究冬凌草甲素的抗肿瘤活性,观察肿瘤转移的面积,且比较斑马鱼的心率、体重、生存时间等指标;采用双向电泳法(2D)和质谱法(MS)分离鉴定斑马鱼体内的总蛋白,并分析差异蛋白点的信息。选择小鼠移植瘤模型,验证冬凌草甲素的抗肿瘤作用,采用RT-PCR验证肿瘤相关蛋白点的基因表达,蛋白质印迹法(WB)检验肿瘤相关的蛋白点,确定主要靶蛋白点。3.过斑马鱼胚胎、仔鱼、成鱼阶段,以自主运动、心率、畸形率、死亡率、胚胎孵化率等为指标,初步研究冬凌草甲素用药的安全性。 结果:1.冬凌草甲素具有抑制HUVEC增殖,诱导HUVEC凋亡,抑制HUVEC迁移和侵袭,抑制HUVEC形成血管管腔等作用,存在统计学意义(p<0.05,p<0.01)。冬凌草甲素对斑马鱼胚胎体节间血管生成具有抑制作用,可使其体节间血管直径变小,存在统计学意义(p<0.05);对仔鱼尾鳍切除后再生具有抑制作用,可使尾鳍再生长度变短,存在统计学意义(p<0.01,p<0.05);对成鱼尾鳍损伤后再生具有抑制作用,可使尾鳍血管和胶原质再生长度变短,存在统计学意义(p<0.01);VEGF信号通路PCR芯片筛选和RT-PCR验证显示,冬凌革甲素主要通过影响血管内皮细胞生长因子受体2(VEGFR2),血管内皮生长因子A(VEGFA),血管内皮细胞生长因子受体3(VEGFR3),肿瘤抑制基因(TP53)等基因的表达,从而起到抑制血管生成的作用,存在统计学意义(p<0.01,p<0.05)。2.冬凌草甲素对斑马鱼移植瘤具有抗肿瘤转移作用,与空白对照组比较,冬凌草甲素的抗肿瘤作用比较强,肿瘤转移面积较小(p<0.01);与阳性对照组比较,冬凌草甲素的抗肿瘤作用相对较弱,肿瘤转移面积相对较大,但斑马鱼心率、体重、生存时间等观察指标,冬凌草甲素均具有明显优势(p<0.01,p<0.05)。双向电泳结果分离分析得到斑马鱼体内的总蛋白变化较大,共选择50个蛋白点进行质谱鉴定(p<0.05),确定差异蛋白点45个(其中28个下调,17个上调),并作GO分析;其中肿瘤相关的蛋白点12个(其中9个下调,3个上调)。冬凌草甲素对小鼠移植瘤具有明显抗肿瘤转移作用(p<0.01),HE染色组织切片显示冬凌草甲素组的癌细胞形态呈中高方向分化,CD31免疫荧光染色组织切片显示冬凌草甲素组的血管密度明显较小(p<0.05)。RT-PCR检测肿瘤相关蛋白点的基因表达,WB验证显示冬凌草甲素作用的靶蛋白主要是Claudin1、Claudin4、Claudin7。3.冬凌草甲素对斑马鱼胚胎的发育有一定影响,主要致畸效应是心包囊肿和游囊闭合,EC50值是1.13mM。冬凌草甲素对损伤恢复后成鱼的精子活力、受精卵成活率、胚胎孵化等均无影响。 结论:冬凌草甲素具有明显的抑制血管生成活性,进而起到较好的抗肿瘤作用,其具体作用的主要靶蛋白是Claudin1、Claudin4、Claudin7。