组蛋白去乙酰化酶抑制剂LBH589对舌鳞癌Tca8113细胞的抑制作用及其机制的研究

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背景:  口腔鳞状细胞癌是目前全世界较常见的恶性肿瘤之一,占口腔颌面部恶性肿瘤的80%,全世界每年约有50万的新发病例,并且其发病率呈现逐年升高的趋势[1~2]。舌鳞癌的发病率居于我国的口腔颌面部鳞癌的首位。舌鳞细胞癌具有生长速度快、侵袭力强、易于向颈部淋巴结转移等特性,并且其预后差。传统上对于舌鳞状细胞癌的治疗主要是手术治疗,以及术后联合化疗和放射治疗。但手术治疗具有较大的创伤,患者术后的生活质量显著下降,且传统的放射治疗和化疗不具备特异性,在产生一定的效果的同时也经常会伴有较明显的毒副作用。  近些年的研究表明,表观遗传学与肿瘤的发生密切相关联。表观遗传学是指基因序列不发生明显改变的情况下基因的表达发生了能够遗传的变化。在表观遗传修饰当中,组蛋白修饰是主要的一种修饰方式,其拥有特别的生理和生化的功能。在组蛋白的多种表观遗传修饰当中最重要的修饰方式是组蛋白乙酰化和去乙酰化修饰。组蛋白的乙酰化程度是由组蛋白乙酰基转移酶和组蛋白去乙酰化酶共同催化、共同控制。研究表明,组蛋白去乙酰化酶(HistoneDeacetylase,HDAC)在肿瘤细胞中的表达明显增高,从而降低组蛋白的乙酰化状态,进而下调促凋亡基因和抑癌基因的表达水平,使细胞过度生长,HDAC是新的治疗肿瘤的靶点之一。在前期的临床实验中证实,组蛋白去乙酰化酶抑制剂(Histonedeacetylaseinhibitor,HDACI)对多种肿瘤(如白血病、实体肿瘤等)都具有明显的抑制效应,但是对其抗肿瘤的作用的具体机制还没有足够深入的了解。随着对肿瘤学研究的不断深入,越来越多的HDACI不断的被发现,以及对HDACI作用机制的研究的不断深入,HDACI在治疗肿瘤方面将会有广泛的应用前景,但是HDACI对舌鳞状细胞癌的抑制作用的研究国内外却鲜见报道。LBH589是一种产生于异羟肟酸类的新型的组蛋白去乙酰化酶抑制剂,其在抗肿瘤的研究过程中具有强效性、低毒性、低剂量性,并且具有良好的抗耐药性作用,在临床前实验中对许多恶性肿瘤细胞具有抑制增殖和诱导凋亡的作用[3~5],然而其在舌鳞状细胞癌方面的作用的研究国内外报道更少见。  目的:  本实验采用一定浓度的HDAC抑制剂LBH589,作用于舌鳞癌Tca8113细胞,采用MTT法检测HDAC抑制剂LBH589对Tca8113细胞增殖的影响,观察LBH589作用后Tca8113细胞中组蛋白去乙酰化酶活性的变化,应用Westernblot检测LBH589作用后Tca8113细胞中组蛋白乙酰化程度的变化,以及应用免疫细胞化学和RT-PCR检测LBH589作用后Tca8113细胞中Fas、Casepase8、Akt的表达情况变化。探讨HDAC抑制剂LBH589对舌鳞癌的作用机制和途径,从而证实调节组蛋白乙酰化在预防治疗舌鳞癌中的作用和意义,为LBH589用于治疗舌鳞癌提供实验依据和理论支持。  方法:  1.细胞培养:将Tca8113细胞常规复苏,加入适量的事先配置好的10%胎牛血清的RPMI-1640培养基,置入培养瓶中,放置在培养箱(37℃、5%CO2、饱和湿度)里进行培养,并密切观察细胞生长状态和培养基的颜色变化,每隔2~3天,进行一次换液或传代。  2.实验分组:密切观察,待细胞处在对数生长期时,根据每个实验的情况分别将细胞接种到培养瓶或板中,随机进行分组(浓度为LBH5890μmol/L、2μmol/L、4μmol/L、8μmol/L、16μmol/L)用于实验。  3.应用MTT方法检测不同浓度的HDAC抑制剂LBH589分别作用24h、48h、72h后对舌鳞状细胞癌Tca8113细胞增殖的影响。  4.应用酶活性试剂盒检测不同浓度的HDAC抑制剂LBH589分别作用48h后舌鳞状细胞癌Tca8113细胞内HDAC酶活性的变化。  5.应用Westernblot法检测不同浓度的HDAC抑制剂LBH589分别作用48h后舌鳞状细胞癌Tca8113细胞内组蛋白乙酰化水平的变化。  6.应用免疫细胞化学法检测不同浓度的HDAC抑制剂LBH589分别作用48h后舌鳞状细胞癌Tca8113细胞内相关蛋白的表达变化。  7.应用RT-PCR检测不同浓度HDAC抑制剂LBH589分别作用48h后舌鳞状细胞癌Tca8113细胞内相关蛋白mRNA的表达变化。  8.实验数据采用SPSS17.0统计软件处理,数据表示为均数±标准差,根据数据类型和统计的目的来选用两组独立样本t检验或单因素方差分析,多重比较时采用LSD-t检验进行分析。当p>0.05时表示差异无统计学意义。当p<0.05时表示差异具有统计学意义。  结果:  1.MTT检测HDAC抑制剂LBH589(0μmol/L、2μmol/L、4μmol/L、8μmol/L、16μmol/L组)对舌鳞癌Tca8113细胞增殖的影响显示,LBH589能够有效的抑制Tca8113细胞的生长,呈现时间-浓度依赖性。在同一作用时间下,其增殖抑制率随着药物作用浓度的逐渐增加而逐渐的增强。在同一作用浓度下,其增殖抑制率也随着作用时间的逐渐延长而逐渐增强。  2.HDAC活性检测结果显示:不同浓度HDAC抑制剂LBH589作用后,与对照组相比,实验组舌鳞癌Tca8113细胞中HDAC活性明显降低,且随着药物作用浓度的逐渐增加,HDAC活性逐渐降低。  3.Westernblot检测结果显示,不同浓度HDAC抑制剂LBH589作用舌鳞癌Tca8113细胞48h后,组蛋白的乙酰化水平(AC-HistoneH4)提高,组蛋白的乙酰化水平随着药物作用浓度的逐渐增加而逐渐提高,呈现剂量依赖性,药物浓度越大,作用的效果就越明显。  4.免疫细胞化学检测Fas、Casepase8、Akt蛋白表达的实验结果显示:HDAC抑制剂LBH589作用48h后,与对照组相比,实验组舌鳞癌Tca8113细胞中Fas、Casepase8蛋白表达量增加,Akt蛋白表达量减少。  5.RT-PCR检测结果显示:不同浓度HDAC抑制剂LBH589作用舌鳞癌Tca8113细胞48h后,FasmRNA、Casepase8mRNA的表达量随着药物作用浓度的增加而逐渐增加,呈现浓度依赖性,AktmRNA的表达量却随着药物作用浓度的逐渐增加而降低,也呈现出浓度依赖性。  结论:  1.组蛋白去乙酰化酶抑制剂LBH589能够有效的抑制舌鳞癌Tca8113细胞的增殖,并且该增殖抑制作用具有药物作用浓度及作用时间的依赖性。  2.组蛋白去乙酰化酶抑制剂LBH589可有效的抑制舌鳞癌Tca8113细胞内的HDAC活性,可以提高Tca8113细胞内组蛋白乙酰化水平。  3.组蛋白去乙酰化酶抑制剂LBH589能够上调Fas及Casepase8的表达,通过死亡受体途径诱导舌鳞癌Tca8113细胞凋亡。  4.组蛋白去乙酰化酶抑制剂LBH589能够下调Akt的表达,从而阻断PI3K/PDK1/Akt信号通路,抑制舌鳞癌Tca8113细胞增殖。
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