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近年来研究表明,血管生成素-1(Angiopoietin-1,Ang-1)和环氧化酶-2(cyclooxygenase-2,COX-2)在肿瘤发生、发展中起十分重要的作用。现阶段对Ang-1的研究主要集中在肿瘤血管生成方面,其在肿瘤细胞增殖和凋亡方面的确切作用和机制尚存有争议。COX-2可促进肿瘤血管生成、细胞增殖和凋亡等,特异性COX-2抑制剂能抑制肿瘤血管的生成,但其对胃癌细胞增殖和凋亡方面的作用机制尚未十分明了。本课题通过研究Ang-1和特异性COX-2抑制剂NS-398对人胃癌细胞株BGC-823增殖、凋亡及侵袭和转移的影响,并观察两者之间的相互关系以探讨其可能的作用机制,为临床应用特异性COX-2抑制剂防治胃癌提供实验依据。
第一部分构建Ang-1阳性的胃癌细胞株
目的:观察血管生成素-1是否成功转染至人胃癌细胞株BGC-823中。
方法:转染含绿色荧光蛋白基因的重组腺病毒作为阴性对照(Ad-GFP组),未转染的细胞作为空白对照(空白对照组),利用腺病毒作为载体将已构建成功的、含Ang-1基因的重组腺病毒瞬时转染人胃癌细胞株BGC-823(Ad-Ang-1组),半定量RT-PCR。
结果:RT-PCR检测显示Ad-Ang-1组中Ang-1基因的mRNA表达明显增高。
结论:通过腺病毒载体构建了含Ang-1基因的胃癌细胞株BGC-823。
第二部分血管生成素-1和特异性COX-2抑制剂对人胃癌细胞增殖和凋亡的影响
目的:观察血管生成素-1和特异性COX-2抑制剂NS-398对人胃癌细胞增殖和凋亡的影响并探讨其可能的机制。
方法:用NS-398(培养液中NS-398终浓度为100、200和400μmol/L,)干预转染Ang-1前后的胃癌细胞株BGC-823,通过MTT法测定细胞的增殖;通过流式细胞仪测定细胞的凋亡;使用半定量RT-PCR和Western blot对不同浓度组中Ang-1、VEGF-165、Bcl-2和Bax的mRNA和蛋白表达水平进行分析。
结果:NS-398干预后,MTT法显示随着浓度和干预时间的延长,BGC-823细胞增殖能力下降;流式细胞仪检测结果显示细胞的凋亡增加;转染Ang-1基因后,细胞中Ang-1、VEGF-165和Bcl-2 mRNA和蛋白的表达明显增加(P<0.05),细胞中Bax mRNA和蛋白的表达明显降低(P<0.05);用NS-398干预后,转染和未转染Ang-1基因结果均显示,在高浓度组中,细胞中Ang-1、VEGF-165和Bcl-2mRNA和蛋白表达明显低于低浓度组(P<0.05),而Bax mRNA和蛋白表达明显高于低浓度组(P<0.05);非转染组细胞比转染组细胞以上表达更明显。
结论:
1.转染Ang-1基因的细胞株BGC-823,它能提高细胞的增殖能力和抑制细胞的凋亡,它与上调Ang-1、VEGF-165和Bcl-2基因的表达和下调Bax基因的表达有关。
2.NS-398抑制BGC-823细胞增殖具有剂量和时间依赖性,它与下调细胞株中的Ang-1、VEGF-165和Bcl-2基因的表达和上调Bax基因的表达有关,抑制细胞的增殖和促进细胞的凋亡。
3.我们推测COX-2抑制剂NS-398通过抑制Ang-1基因表达是实现上述作用的重要途径之一。作用机理可能是通过先抑制Ang-1基因,Ang-1基因表达降低后进一步下调VEGF-165和Bcl-2的表达,提高Bax的表达,从而抑制细胞增殖,诱导细胞凋亡。
第三部分血管生成素-1和特异性COX-2抑制剂对人胃癌细胞侵袭和转移的影响
目的:观察血管生成素-1和特异性COX-2抑制剂NS-398对人胃癌细胞侵袭和转移的影响并探讨其可能的机制。
方法:用NS-398(培养液中NS-398终浓度为100、200、400μmol/L)干预转染Ang-1前后的胃癌细胞株BGC-823,使用半定量RT-PCR和Western blot对不同浓度组中integrinβ1、CD44V6、MMP-2和uPA的mRNA和蛋白表达水平进行分析。
结果:转染Ang-1基因后,细胞中integrinβ1、CD44V6、MMP-2和uPA的mRNA和蛋白表达明显增高,用NS-398干预时能降低以上效应;NS-398干预后,转染和未转染Ang-1基因结果均显示,在高浓度组,细胞中integrinβ1、CD44V6、MMP-2和uPA的mRNA和蛋白表达明显低于低浓度组(P<0.05);非转染组细胞与转染组细胞比较以上表达更明显。
结论:
1.转染Ang-1能够上调integrinβ1、CD44V6、MMP-2和uPA基因的表达,从而提高细胞的侵袭和迁移的能力。
2.NS-398通过下调BGC-823细胞株中的integrinβ1、CD44V6、MMP-2和uPA基因的表达,抑制肿瘤细胞的侵袭和迁移。
3.我们推测COX-2抑制剂NS-398通过抑制Ang-1基因表达是实现上述作用的重要途径之一。作用机理可能是通过先抑制Ang-1基因,Ang-1基因表达降低后进一步下调integrinβ1、CD44V6、MMP-2和uPA表达,从而抑制抑制胃癌细胞的粘附、侵袭和转移。