低氧条件下α-龙葵碱抗胰腺癌的机制研究

来源 :温州医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wuwenwu321
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背景与目的:胰腺癌是消化系统的常见的预后最差的恶性肿瘤,且发病率逐年递升。因此,寻找新型有效的胰腺癌拮抗药物是迫切需要的。在肿瘤中,血管内皮生长因子除了影响血管形成,血管通透性的作用外,对干细胞的功能和肿瘤的发生发展起到关键性的作用。抗血管内皮因子治疗也被证实是一种效果显著的抗胰腺癌途径。低氧是肿瘤微环境的基本特征之一,在该环境下VEGF的表达显著升高,而作为低氧条件下的关键转录因子HIF-1α也显著升高。即HIF-1α可以通过P300/CBP调控其转录调节活性,从而在基因水平上影响VEGF的表达,进而对肿瘤的发生发展产生作用。氯化钻是一种红色单斜晶系结晶,研究发现其可用于模拟低氧环境。HIF-1α作为在常氧环境下几乎不可以被检测到的蛋白,而在CoCl2模拟低氧条件下可以显著升高。α-龙葵碱是一种广泛存在各种茄科植物的物质,我们前期研究发现其在常氧条件下发挥着较强的抗癌作用。但是α-龙葵碱在低氧条件下是否也发挥着似作用尚不得而知。与此同时,其是否存在低氧条件下的特征性作用及信号通路变化也尚未全部了解。在下面的实验中,我们通过CoCl2模拟低氧条件刺激HIF-1α及STAT3的表达并选择最适宜浓度的CoCl2。然后通过与α-龙葵碱及通路抑制剂的共培养,以了解α-龙葵碱是否可以降低VEGF的表达,并影响ERK1/2/AKT-HIF-1α-VEGF和STAT3-VEGF信号通路。  方法:(1)通过PCR和WB实验从基因和蛋白水平研究了解CoCl2对PANC-1细胞的生物学作用,实验分为空白组和低氧组(50/100/200/400μM CoCl2)。(2)通过CCK8实验分别检测0/50/100/200/400μM浓度的CoCl2对胰腺癌细胞的生存状态的影响并确定最适宜的CoCl2作用浓度。(3)通过划痕实验和Tanswell实验,研究了解α-龙葵碱是否对人胰腺癌细胞的迁移产生影响,实验分为空白组、低氧组(100μM CoCl2)和α-龙葵碱干预组(100μM CoCl2+6μg/μlα-龙葵碱),处理时间为24小时。(4)通过PCR和WB实验从基因和蛋白水平验证α-龙葵碱对蛋白E-cadherin和VEGF的影响。实验分为空白组、低氧组(100μM CoCl2)和α-龙葵碱干预组(100μM CoCl2+3/6/9μg/μlα-龙葵碱)。(5)通过WB实验研究p-龙葵碱对低氧关键转录因子HIF-1α,STAT3以及通路蛋白ERK1/2,AKT的影响。实验分为空白组、低氧组(100μM CoCl2)和α-龙葵碱干预组(100μM CoCl2+3/6/9μg/μlα-龙葵碱)。进一步通过IF实验验证α-龙葵碱对HIF-1α的作用,实验分为空白组、低氧组(100μM CoCl2)和α-龙葵碱干预组(100μM CoCl2+6μg/μlα-龙葵碱)。(6)联合通路抑制剂PD98059和AG490,通过WB实验验证ERK1/2以及STAT3通路在实验中所起到的作用。实验分为空白组、低氧组(100μM CoCl2)和抑制剂干预组(100μM CoCl2+50μM PD98059/AG490)。  结果:(1)相对于空白组,CoCl2处理24小时后HIF-1α、p-STAT3、VEGF、ERK1/2的表达量升高,E-cadherin和p-AKT的表达降低。(2)相对于200/400μM浓度的CoCl2,0/50/100μM浓度的CoCl2对胰腺癌细胞系的生存没有影响,故选取最适宜的CoCl2浓度100μM用于后续α-龙葵碱试验。(3)划痕实验和transwell实验中,α-龙葵碱可以显著降低CoCl2导致的细胞迁移增加。(4)Western blot和PCR检测发现,相对于低氧组,α-龙葵碱干预组的E-cadherin表达升高,而VEGF的表达降低。(5)与低氧组相比,在PANC-1细胞系,α-龙葵碱干预组的HIF-1α、STAT3、p-ERK1/2的蛋白表达有所下降,而对AKT的表达并无显著影响。免疫荧光结果也证实α-龙葵碱可以促进HIF-1α的降解。(6)与低氧组相比,预处理抑制剂PD98059和AG49030分钟后,HIF-1α及VEGF的蛋白表达都有所下降,这和α-龙葵碱干预组结果保持一致。(7)各组间比较采用单因素方差分析,以α=0.05为检验标准,P<0.05为差异有统计学意义。  结论:(1)CoCl2可以通过促进HIF-1α、p-STAT3、VEGF、p-ERK1/2表达并抑制p-AKT表达而模拟低氧条件。(2)α-龙葵碱可以抑制CoCl2导致的E-cadherin丢失和细胞迁移。即α-龙葵碱在低氧条件下有抗细胞迁移作用。(3)α-龙葵碱可以通过ERK1/2-HIF-1α通路抑制VEGF的表达从而发挥抗癌作用。(4)α-龙葵碱可以通过STAT3通路直接抑制或通过从STAT3到HIF-1α的通路间接抑制VEGF的表达从而发挥癌作用。
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