基本信息
- 項目名稱：
- 青蒿素對人宮頸癌HeLa細胞輻射增敏作用的研究
- 小類：
- 生命科學
- 大類：
- 自然科學類學術論文
- 簡介：
- 本研究緊扣當今國內(nèi)外腫瘤放射治療領域中的研究熱點——尋找新的腫瘤放射治療增敏藥物，首次深入地探討了傳統(tǒng)抗瘧中藥青蒿素（Artemisinin，ART）對人宮頸癌HeLa細胞輻射增敏作用及機制。研究結果證實：青蒿素可以選擇性提高人宮頸癌p53突變型HeLa細胞的輻射敏感性，而對人宮頸癌p53野生型Siha細胞沒有輻射增敏作用，對人正常成纖維GM細胞的輻射敏感性沒有影響；青蒿素主要通過抑制人宮頸癌HeLa細胞因照射所引起的G2期阻滯，提高其輻射敏感性。本研究結果為青蒿素作為放射增敏藥物應用于臨床腫瘤放療提供理論依據(jù)和實驗資料，這對于臨床上選擇性增加射線對腫瘤細胞的殺傷性、降低放射治療時電離輻射對正常組織的損傷、提高腫瘤患者的生存質(zhì)量等，均具有十分重要的意義。
- 詳細介紹：
- 本研究緊扣當今國內(nèi)外腫瘤放射治療領域中的研究熱點——尋找新的腫瘤放射治療增敏藥物，通過采用MTT法、克隆形成法、流式細胞術、Western-blot技術等分子生物學和細胞生物學實驗手段，首次深入地探討了傳統(tǒng)抗瘧中藥青蒿素（Artemisinin，ART）對人宮頸癌HeLa細胞輻射增敏作用；通過比較青蒿素對人宮頸癌p53突變型HeLa細胞(代表了p53基因突變或功能缺失的人類中晚期或轉移的腫瘤細胞)及人宮頸癌p53野生型Siha細胞、人正常成纖維GM細胞(具有p53功能)的抑制效應、輻射增敏作用的差異性，探討輻射增敏作用機制。 研究結果表明，青蒿素對人宮頸癌p53突變型HeLa細胞的直接抑制作用高于人宮頸癌p53野生型Siha細胞、人正常成纖維GM細胞；青蒿素能提高人宮頸癌p53突變型HeLa細胞的輻射敏感性，而對人宮頸癌p53野生型Siha細胞沒有輻射增敏作用，對人正常成纖維GM細胞的輻射敏感性沒有影響，證實了青蒿素可以選擇性提高人宮頸癌p53突變型HeLa細胞的輻射敏感性，這對于臨床上選擇性增加射線對腫瘤細胞的殺傷性、降低放射治療時電離輻射對正常組織的損傷、提高腫瘤患者的生存質(zhì)量等，均具有十分重要的意義。本研究主要結論有： 1、首次證實了青蒿素對人宮頸癌p53突變型HeLa細胞具有明顯的輻射增敏作用，輻射增敏比（SER）為1.21，且輻射增敏作用隨射線劑量、藥物濃度的增大而增強，隨作用時間的增長而增強；而青蒿素對于p53突變型的人宮頸癌Siha細胞和人正常成纖維GM細胞沒有輻射增敏作用； 2、首次證實了青蒿素能抑制人宮頸癌p53突變型HeLa細胞因照射所引起的G2期阻滯，而對人宮頸癌p53野生型Siha細胞和人正常成纖維GM細胞因照射引起的細胞周期改變無明顯影響； 3、首次證實了青蒿素可降低照射后HeLa細胞內(nèi)wee1蛋白表達水平，提高cyclinB1蛋白表達水平，對p53野生型的宮頸癌Siha細胞和人正常成纖維GM細胞wee1和cyclinB1蛋白表達水平?jīng)]有影響，提示青蒿素可通過對G2期調(diào)控關鍵因子wee1、cyclinB1蛋白的調(diào)節(jié)，抑制照射誘導的細胞G2/M期阻滯，發(fā)揮對p53突變型宮頸癌HeLa細胞的輻射增敏作用； 4、同時，證實了青蒿素對宮頸癌HeLa細胞的抑制率在研究范圍內(nèi)呈濃度依賴性；相同濃度的青蒿素對HeLa細胞的抑制率高于Siha細胞和人正常成纖維GM細胞，即青蒿素對正常GM細胞毒性較小。 研究結論：青蒿素能提高人宮頸癌p53突變型HeLa細胞的輻射敏感性，對正常GM細胞的輻射敏感性沒有影響，且青蒿素對人正常細胞毒性較小。這一研究結論不僅對于將青蒿素作為放療增敏藥物應用于臨床腫瘤放療具有十分重要的意義，而且，更重要的是，對于選擇性提高臨床上常常表現(xiàn)為p53基因突變或功能缺失的人類中晚期或轉移的腫瘤細胞的放療療效、降低放射治療時對正常組織器官的損傷等具有進一步的指導意義。
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作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 目的：探討青蒿素對人宮頸癌HeLa細胞的選擇性輻射增敏作用及機制，為將青蒿素作為輻射增敏藥物應用于臨床腫瘤放療提供實驗基礎和理論依據(jù)。 思路：MTT法檢測青蒿素對HeLa細胞的抑制效應；克隆形成法觀察青蒿素對HeLa細胞輻射敏感性的影響；細胞凋亡實驗比較青蒿素對不同細胞的輻射增敏作用；流式細胞術比較青蒿素聯(lián)合輻射對具有不同p53功能細胞的細胞周期及細胞周期調(diào)控相關蛋白的影響。
科學性、先進性及獨特之處
- 本研究首次證實青蒿素對缺乏p53功能的腫瘤細胞的選擇性輻射增敏作用。青蒿素為我國傳統(tǒng)抗瘧中藥，國內(nèi)外尚未見青蒿素對人宮頸癌HeLa細胞的輻射增敏作用的報道。本課題關于“青蒿素能選擇性地提高人宮頸癌p53突變型HeLa細胞的放射敏感性，而對具有p53功能的Siha、GM細胞沒有輻射增敏作用，且對正常細胞毒性較小”的研究結論，對于臨床應用青蒿素提高腫瘤放療療效、降低放療對正常組織的損傷意義重大。
應用價值和現(xiàn)實意義
- 放療是治療腫瘤的基本手段之一，但其對正常組織也產(chǎn)生損傷，因此，尋找低毒、高效的放射增敏藥物一直是腫瘤放療研究的熱點。 青蒿素作為傳統(tǒng)抗瘧中藥，已經(jīng)應用于臨床。本研究證實青蒿素能選擇性地提高人宮頸癌p53突變型HeLa細胞的放射敏感性，而對正常細胞的輻射敏感性沒有影響，且毒性較小。表明青蒿素可能是一種新的低毒、高效的放射增敏藥物，尤其適用于常表現(xiàn)為p53功能缺失的人類中晚期腫瘤的放射增敏治療。
學術論文摘要
- 目的:研究青蒿素對人宮頸癌HeLa細胞輻射增敏作用及機制。 方法:MTT法檢測青蒿素對HeLa細胞的抑制效應；克隆形成法觀察青蒿素對HeLa細胞輻射敏感性的影響；細胞凋亡實驗比較青蒿素對不同細胞輻射增敏作用；流式細胞術檢測青蒿素聯(lián)合輻射對細胞周期的影響；并觀察青蒿素對細胞周期調(diào)控相關蛋白的影響。 結果:青蒿素對HeLa細胞的抑制率隨著其濃度的增加而增大；青蒿素對HeLa細胞有輻射敏作用，且隨射線劑量、藥物濃度、作用時間的增大而增強；HeLa細胞藥物+照射組的凋亡率高于單純照射組，而Siha、GM細胞兩組的凋亡率無差異；流式細胞術發(fā)現(xiàn)，HeLa細胞藥物+照射組G1期細胞比例較單純照射組上升，G2期下降，而Siha和GM細胞兩組G1、G2期均無明顯變化；HeLa細胞藥物+照射組wee1蛋白較單純照射組減少，而cyclinB1增加，而Siha和GM細胞兩組蛋白變化均不明顯。 結論:青蒿素能選擇性地提高人宮頸癌p53突變型HeLa細胞的放射敏感性，對正常細胞的輻射敏感性沒有影響，且毒性較小。 關鍵詞:青蒿素；輻射增敏作用；HeLa細胞；細胞周期；周期蛋白
獲獎情況
- （1）“青蒿素及其衍生物輻射增敏作用及其機制的研究進展”?！遁椛溲芯颗c輻射工藝學報》。2008,26,5：257－260(2008年10月)（ISSN1000-3436） （2）“青蒿素對人宮頸癌HeLa細胞輻射增敏作用的研究”，已被《中華放射醫(yī)學與防護雜志》錄用，并將于2009年第3期刊登。 （3）“青蒿素對人宮頸癌HeLa細胞的抑制作用”。《蘇州大學學報（醫(yī)學版）》。2009，29，2：337-338（ISSN1673-0399）
鑒定結果
- 查新結果：“國內(nèi)外均未見研究青蒿素對人宮頸癌HeLa細胞的輻射增敏作用的公開文獻報道”。（教育部科技查新工作站（Z13）的科技查新報告。報告編號：200932Z130133，2009年4月8日）
參考文獻
- [1] 陳衛(wèi)強，戚好文，吳昌歸等. 雙氫青蒿素抗人肺腺癌A549 細胞生長的實驗研究[J].中國肺癌雜志。 [2] 林芳, 錢之玉, 薛紅衛(wèi)等. 青蒿素和青蒿琥酯對人乳腺癌MCF-7 細胞的體外抑制作用比較研究[J].中草藥。 [3] 范慧珍, 范鈺, 周革等. 青蒿琥酯對人結腸癌SW620細胞增殖、細胞周期及細胞周期素依賴性激酶抑制蛋白的影響[J]. 醫(yī)藥世界。 [4] Hartwell LH, Kastan MB. Cell cycle control and cancer [J]. Science.
同類課題研究水平概述
- 1、目前研究較多的輻射增敏劑主要有：（1）親電子化合物；（2）修復抑制劑；（3）生物還原活性物；（4）巰基抑制物；（5）氧利用抑制劑；（6）抑制細胞周期阻滯劑。雖然其中一些輻射增敏劑已試驗性地用于臨床，但輻射增敏效果并不理想，且由于其對正常組織器官的毒副作用很大，從而限制了其在臨床上的應用。 2、青蒿素作為傳統(tǒng)抗瘧中藥已應用于臨床。國內(nèi)外研究表明，青蒿素還具有抗腫瘤作用，對人肺腺癌A549 細胞、人乳腺癌MCF-7 細胞、人結腸癌SW620細胞生長有明顯抑制和殺傷活性。S. J. Kim等研究發(fā)現(xiàn)，青蒿素對神經(jīng)膠質(zhì)瘤細胞的抑制作用呈濃度依賴性增加。然而，尚未見有關青蒿素對人宮頸癌p53突變型HeLa細胞及p53野生型Siha細胞、人正常成纖維GM細胞的輻射增敏作用的報道。 3、近年來，國內(nèi)外研究表明青蒿素衍生物還具有輻射增敏作用。S. J. Kim等發(fā)現(xiàn)，聯(lián)合雙氫青蒿素和γ-射線處理神經(jīng)膠質(zhì)瘤細胞的存活分數(shù)遠比單獨使用雙氫青蒿素或γ-射線處理低，表明雙氫青蒿素有一定的輻射增敏作用。然而，尚未見有關青蒿素對人宮頸癌HeLa細胞的輻射增敏作用的射線劑量依賴性、不同藥物濃度和作用時間對輻射增敏作用影響的報道；也未見有關青蒿素對人宮頸癌p53突變型HeLa細胞及p53野生型Siha細胞、人正常成纖維GM細胞的輻射增敏作用的差異性及輻射增敏作用機制的報道。 4、電離輻射可導致細胞有絲分裂延遲，使細胞發(fā)生G1期、G2期阻滯。Metting等發(fā)現(xiàn)輻射可誘導細胞G2/M期阻滯。輻射誘導的G1期阻滯主要取決于p53的表達，只有表達野生型p53的細胞系才會表現(xiàn)出輻射誘導的G1期阻滯，表達突變型p53的細胞系不會表現(xiàn)出G1期阻滯，而出現(xiàn)G2期阻滯，從而阻止受損細胞在進入有絲分裂前修復DNA，使得腫瘤細胞對射線的敏感性降低。所以，G2期關卡是潛在的輻射增敏靶點，抑制放射引起的G2期阻滯理論上能夠改善細胞的輻射敏感性。然而，青蒿素如何提高腫瘤細胞的輻射敏感性？是否對同一腫瘤細胞系不同類型的腫瘤細胞都有輻射增敏作用？由于p53是調(diào)控G1/S期關卡的關鍵蛋白，青蒿素對缺乏p53基因或喪失p53正常功能及具有p53正常功能的同一腫瘤的不同細胞株是否具有相同的輻射增敏作用？以及同一腫瘤的不同細胞株的輻射增敏作用的機理是否相同？有關這些研究，目前還未見相關的文獻報道。
