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背景及目的: 白藜芦醇(RSV,3,4′,5-trihydroxy-trans-stilbene)即反式3,4’,5-三羟基茋,为二苯乙烯类化合物,以游离态和糖苷结合态两种形式存在于虎杖、葡萄、花生等多种植物中,其中以虎杖中含量最为丰富。是一种重要的植物抗毒素。白藜芦醇具有多种药理活性,如抗菌、抗氧化、抗癌、抗血小板凝聚、抗艾滋病毒活性等,能修复非典型肺炎方剂所致的细胞DNA损伤,尤其对人类健康的大敌———肿瘤和心脏病的治疗和预防有明显的作用。随着白藜芦醇的广泛应用,针对白藜芦醇生物活性及其作用机制的研究日趋深入。已有大量研究表明白藜芦醇的抗肿瘤作用主要是通过诱导细胞死亡,最近也有研究证明白藜芦醇能诱导不同种类的细胞发生自噬,并且进一步的研究证实了细胞的自噬与死亡是存在相互关系的,即自噬性死亡。本实验以人肺腺癌细胞株A549细胞作为研究对象,重点对白藜芦醇诱导该细胞死亡的糖酵解机制进行了深入的研究。 材料和方法: 用含10%超级新生牛血清的DMEM培养基体外培养人肺腺癌A549细胞,再用含不同浓度白藜芦醇的培养基处理,倒置相差显微镜观察A549细胞的形态学变化;MTT法检测细胞存活率;Western Blotting对糖酵解关键酶(Glut1、G6PD、PGAM、HK1、HK2)和相关通路蛋白等进行检测;通过PCR检测相关基因(Glut1、G6PD、HK1、PGAM)的表达;G6PD测定试剂盒检测G6PD酶活性的变化;葡萄糖氧化酶法测定培养基中葡萄糖含量;乳酸脱氢酶的紫外酶动力学法测定培养基中乳酸的含量;全波长荧光酶标仪测定ROS的变化;RNA干扰技术分析信号传导通路。 结果: 1.形态学观察,在低剂量RSV作用下,细胞生长情况良好,外形饱满,体积变大,而随着RSV浓度不断增加,死亡细胞数也逐渐增加,细胞皱缩,呈不规则形状。同时DAPI染色观察细胞核发现细胞核明显皱缩,核固缩。 2.MTT法检测,不同剂量的RSV对野生型肺腺癌A549细胞有不同程度的杀伤作用,这种作用呈剂量和时间依赖性关系,经过计算RSV作用24h IC50为100μM,48h IC50为54μM。 3.线粒体膜电位检测随着白藜芦醇浓度不断增加(0μM、25μM、50μM、100μM、200μM), A549细胞线粒体膜电位不断下降。 4.流式细胞术结果显示RSV处理A549细胞48h,H2O2和O2-的量逐渐增加,而到了48h后略有下降。 5.不同浓度、时间梯度白藜芦醇分别作用A549细胞后,培养基中的葡萄糖与乳酸含量检测结果显示随着白藜芦醇浓度加大,培养24h后细胞消耗葡萄糖的量逐渐减少,产生乳酸量也呈逐渐降低的趋势;相反随着100μM白藜芦醇处理A549时间不断延长,培养基中葡萄糖含量不断下降,而乳酸含量不断上升,但是用RSV处理组的葡萄糖下降与乳酸生成速率都要低于未处理组。 6.Western Blotting检测糖酵解关键件酶显示,Glut1、PGAM、HK2表达下降,而G6PD上升,HK1则没有明显变化。 结论: 1.RSV能在一定浓度范围内在体外抑制A549细胞生长和增值,并且这种作用呈时间和剂量依赖关系。 2.RSV能一定程度抑制细胞对葡萄糖的摄取。 3.0~100μM RSV诱导A549细胞产生ROS,并且ROS具有促凋亡的作用,这与线粒体凋亡通路有关。 4.0~100μM RSV使G6PD活性增加,有可能RSV抑制了细胞糖酵解途径而转向PPP途径。 5.ROS激活p53可能会对糖酵解途径与PPP途径产生抑制从而使细胞产生ATP量减少,模拟饥饿或能量限制,诱导细胞死亡。