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癌症是目前严重威胁人类健康与生命的“三大杀手”之一,其发生率逐年增高,但真正有效的抗肿瘤药物数量还相对较少。研究表明生物体内的蛋白酶抑制剂具有潜在的抗肿瘤作用,可能是一种新的抗肿瘤药物。花生2s清蛋白五个组分均具有蛋白酶抑制剂活性,并且已有研究表明,花生蛋白具有一定的药用价值,但对其中的2s清蛋白的药用价值研究较少。本论文在实验室前期研究的基础上着重研究花生2s清蛋白中2s-4b蛋白诱导肺腺癌A549细胞凋亡的作用及其抑癌机制。
pET-32a-2s-4b融合蛋白的诱导得到大小约40 kDa的2s-4b融合蛋白,对2s-4b融合蛋白进行复性、肠激酶酶切得到具有蛋白酶抑制剂活性的2s-4b蛋白。首先通过MTT法检测2s-4b蛋白对肺腺癌A549细胞的抑制作用,其IC50为150μg/mL左右。经形态学检测2s-4b蛋白作用A549细胞后出现了明显的凋亡现象:细胞数量减少、细胞间距变大、细胞变圆、细胞核固缩等。通过流式细胞仪检测发现,2s-4b蛋白A549细胞后细胞周期被特异性阻滞在G1期,在此过程中细胞进行自我修复。经Annexin V/PI双染色法进一步检测,发现细胞被阻滞在G1期后并没有完成自我修复,最终37.4%的细胞诱发了凋亡,而其余63.6%的细胞则为坏死。为了进一步探明2s-4b蛋白的抑癌机制,应用基因表达谱芯片技术进行细胞凋亡和细胞周期相关基因mRNA表达差异分析,结果显示与凋亡和细胞周期相关的差异表达基因共18个。经2s-4b蛋白处理后,细胞信号转导通路中的线粒体凋亡通路中的Caspase3、Caspase7、Caspase9、和Apaf-1基因表达上调,2s-4b蛋白诱导肺腺癌细胞凋亡的可能机制是线粒体凋亡途径。同时检测到IAP抑凋亡基因表达上调,该基因的表达上调可能阻断了线粒体凋亡通路的调控,而使细胞发生坏死。对细胞周期信号调控通路进行分析发现:Gsk3 B、P21、Gadd45A、P57、Smad4、CDK7、P19基因表达上调,Skp2、CycE基因表达下调,形成了一条较完整的阻滞G1期的调控通路,这一结果与流式细胞检测结果一致。