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目的:
增殖诱导配体(aproliferation-inducingligand,APRIL)属肿瘤坏死因子(tumornecrosisfactor,TNF)超家族成员之一,在正常组织中表达很弱,其主要功能为调节淋巴细胞增殖和体液免疫反应。但近年发现其在多种肿瘤细胞和肿瘤组织中却有高水平表达,并且异位表达的APRIL具有促进肿瘤细胞增殖、抑制肿瘤细胞凋亡、促进血管内皮细胞生长和诱导新生血管生成等作用,与肿瘤的发生发展相关。因此深入研究APRIL分子的作用机制及其抑制剂的筛选,可为APRIL高表达相关的多种肿瘤治疗提供新型候选制剂和药物设计的新靶标。本课题组多年来研究中药单体、生物制剂和化疗药对肿瘤细胞的免疫修饰作用,并且在诱导肿瘤细胞分化和凋亡方面取得一定成果。在此基础上,本研究将中药单体淫羊藿苷(icarrin,ICA)、黄芩苷(baicali,BAI)联合化疗药物多柔比星(doxorubicin,又称ADM)作用于人肝癌HepG2细胞,采用MTT、RT-PCR以及免疫组化等方法从细胞、分子、基因水平探讨这些药物抑制HepG2细胞中APRIL以及bcl-2、VEGF的表达,进而抑制肿瘤细胞增殖、逆转肿瘤细胞免疫逃逸和抑制血管内皮细胞生长的作用及机制,为这些中药单体联合化疗药的临床抗肿瘤应用提供实验依据。
方法:
1.MTT法检测25μg/mlICA、200μg/mlBAI、2μg/mlADM以及12.5μg/mlICA+1μg/mlADM、100μg/mlBAI+1μg/mlADM5个药物处理组与未用药对照组HepG2细胞的增殖活性;CD3AK细胞对5个用药处理组和未用药对照组HepG2细胞的杀伤活性;5组药物作用后的HepG2细胞培养上清与未用药处理的HepG2细胞培养上清相比,对血管内皮细胞ECV304增殖的影响。
2.RT-PCR法检测APRIL及其受体HSPG在HepG2细胞中的表达情况;经5组药物处理后HepG2细胞APRIL以及凋亡相关基因bcl-2表达水平的变化;经CD3AK作用后,HepG2细胞中bcl-2表达水平的变化;APRIL的相应受体HSPG在ECV304细胞中的表达情况。
3.免疫组化检测经5组药物处理后,与未用药对照组相比,HepG2细胞中血管内皮细胞生长因子VEGF表达水平的变化。
结果:
1.不同质量浓度的ICA、BAI以及ADM作用48h后,对HepG2细胞具有增殖抑制作用,其中ICA25μg/ml,BAI400、200、100μg/ml,ADM16、8、4、2μg/ml组与未用药对照组(0μg/ml)相比,增殖抑制作用明显(P<0.01)。
2.25μg/mlICA、200μg/mlBAI、2μg/mlADM、12.5μg/mlICA+1μg/mlADM以及100μg/mlBAI+1μg/mlADM5个用药处理组与未用药对照组(0μg/ml)相比,对HepG2细胞具有明显的增殖抑制作用,且ICA、ADM、ICA+ADM、BAI+ADM组的增殖抑制作用呈明显的时间依赖性,96h抑制率最高,抑制率分别为(29.30±6.62)%、(63.60±1.35)%、(99.03±0.10)%、(98.89±0.18)%(均为P<0.05)。
3.APRILmRNA及其受体HSPGmRNA在HepG2细胞呈高水平表达。
4.5个用药处理组HepG2细胞APRIL基因mRNA与未用药对照组相比,表达减少,相对定量值由对照组的0.71分别降至0.69、0.68、0.47、0.43、0.42。
5.5个用药处理组HepG2细胞bcl-2基因mRNA与未用药对照组相比,表达减少,相对定量值由对照组的0.98分别降至0.77、0.79、0.81、0.70、0.69。
6.CD3AK对5个用药处理组的HepG2细胞在效靶比为12.5:1时,24h杀伤率分别为(97.23±5.11)%、(93.12±9.88)%、(60.45±5.71)%、(43.87±8.2)%、(47.25±2.68)%明显高于对照组的(30.00±4.50)%(均为P<0.01)。
7.CD3AK与5个用药处理组的HepG2细胞作用后,HepG2细胞bcl-2mRNA表达相对定量值,对照组由0.98降至0.85,5个用药组由对照组的0.85分别降至0.65、0.74、0.51、0.65、0.61,与CD3AK作用前相比,HepG2细胞bcl-2mRNA的相对表达值进一步明显下降。
8.免疫组化结果显示,与未用药对照组相比,HepG2细胞经5个用药组处理后,VEGF的表达明显下降。
9.HepG2细胞经5个用药组处理48h后,另加新鲜培养液培养48h的上清与未用药处理的对照组上清相比,对ECV304细胞具有明显的增殖抑制作用,抑制率分别为(2.79±5.57)%、(15.20±3.79)%、(12.10±4.50)%、(19.34±8.17)%、(20.27±4.77)%(均为P<0.05)。
10.APRIL受体HSPGmRNA在ECV304细胞中呈高表达。
结论:
1.APRIL及其受体HSPG在HepG2细胞中呈高水平表达,APRIL可能是以自分泌形式作用于自身受体HSPG发挥其促肿瘤细胞增殖的活性。
2.ICA、BAI联合ADM在降低APRILmRNA和凋亡相关基因bcl-2mRNA表达水平的同时,显著抑制HepG2细胞增殖活性,表明其下调APRIL、bcl-2mRNA表达水平可能是其抑制肿瘤细胞增殖的相关机制。
3.ICA、BAI联合ADM处理后的HepG2细胞,对CD3AK细胞的杀伤敏感性增强,逆转肿瘤细胞的免疫逃逸作用。并且,CD3AK作用后,HepG2细胞bcl-2mRNA的表达水平进一步明显下降,表明CD3AK的杀伤机制与下调靶细胞的bcl-2mRNA表达水平有关。
4.HepG2细胞内VEGF呈高水平表达;血管内皮细胞ECV304内APRIL受体HSPG呈高水平表达,表明HepG2细胞所产生的VE6F、APRIL可能是以旁分泌形式直接作用于血管内皮细胞上的相应受体,发挥其促进血管内皮细胞增殖活性。
5.ICA、BAI联合ADM降低HepG2细胞中APRIL与VEGF的表达水平,从而发挥其抑制血管内皮细胞ECV304生长的作用。