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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 抗癌藥物羥基喜樹堿對(duì)神經(jīng)細(xì)胞毒副作用的研究
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 生命科學(xué)
- 簡(jiǎn)介：
- 本研究緊扣現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外腫瘤治療領(lǐng)域中的研究熱點(diǎn)——尋找新的腫瘤治療藥物和藥物的減毒增效作用，首次深入地探討了天然抗癌藥物羥基喜樹堿對(duì)神經(jīng)細(xì)胞的毒副作用、作用機(jī)制，并計(jì)劃從相關(guān)基因的表達(dá)水平研究天然抗癌藥物的減毒增效作用。本研究結(jié)果將為羥基喜樹堿的減毒增效應(yīng)用于臨床腫瘤治療提供理論依據(jù)和實(shí)驗(yàn)資料，對(duì)于臨床上選擇性的殺傷腫瘤細(xì)胞、降低正常組織的損傷、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(xì)介紹：
- 本研究緊扣現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外腫瘤治療領(lǐng)域中的研究熱點(diǎn)——尋找新的腫瘤治療藥物和藥物的減毒增效作用，通過(guò)采用CCK-8法測(cè)定細(xì)胞活力、熒光顯微鏡技術(shù)、流式細(xì)胞術(shù)及其它分子生物學(xué)技術(shù)，并計(jì)劃應(yīng)用基因芯片技術(shù)、Western-blot技術(shù)等分子生物學(xué)和細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)手段，首次深入地探討了天然抗癌藥物羥基喜樹堿（Hydroxycamptothecin，HCPT）對(duì)神經(jīng)細(xì)胞的毒副作用、作用機(jī)制，并計(jì)劃從相關(guān)基因的表達(dá)水平研究天然抗癌藥物的減毒增效作用。 研究結(jié)果表明，天然抗癌藥物羥基喜樹堿在腫瘤治療中的對(duì)人的神經(jīng)細(xì)胞有毒副作用，并且該毒副作用與誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡有關(guān)，并計(jì)劃從相關(guān)基因的表達(dá)水平研究天然抗癌藥物的減毒增效作用。本研究結(jié)果將為羥基喜樹堿的減毒增效應(yīng)用于臨床腫瘤治療提供理論依據(jù)和實(shí)驗(yàn)資料，對(duì)于臨床上選擇性的殺傷腫瘤細(xì)胞、降低正常組織的損傷、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(jié)論有： 1、首次證實(shí)了天然抗癌藥物羥基喜樹堿在腫瘤治療中的對(duì)人的神經(jīng)細(xì)胞有毒副作用，并且該毒副作用與誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡有關(guān)，通過(guò)分子生物學(xué)技術(shù)可見(jiàn)明顯的DNA片段化，熒光顯微鏡下通過(guò)AO/EB染色可將典型凋亡細(xì)胞，流式細(xì)胞技術(shù)檢測(cè)可見(jiàn)凋亡的二倍體亞峰。 2、首次證實(shí)了天然抗癌藥物羥基喜樹堿對(duì)神經(jīng)細(xì)胞的毒副作用與細(xì)胞周期有關(guān)，通過(guò)流式細(xì)胞技術(shù)可見(jiàn)明顯的細(xì)胞周期阻滯。本研究的結(jié)果提示HCPT的毒副作用可能與將 PC12 細(xì)胞阻滯于 G2／ M期有關(guān)。 3、首次計(jì)劃應(yīng)用基因芯片技術(shù)從基因水平證實(shí)羥基喜樹堿的毒副作用的相關(guān)基因的表達(dá)變化，應(yīng)用Western-blot技術(shù)從蛋白表達(dá)水平研究相關(guān)蛋白的表達(dá)水平。充分發(fā)揮羥基喜樹堿的抗癌活性，為腫瘤的治療選擇性的殺傷腫瘤細(xì)胞、降低正常組織的損傷作用。 研究結(jié)論：神經(jīng)元凋亡是神經(jīng)退行性疾病的主要病理特征，神經(jīng)細(xì)胞的凋亡是十分可怕，羥基喜樹堿在腫瘤治療中的對(duì)人的神經(jīng)細(xì)胞有毒副作用與細(xì)胞凋亡有關(guān)。了解了誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的機(jī)制，在臨床上有選擇的使用該藥物可以選擇性的殺傷腫瘤細(xì)胞、降低正常組織的損傷、提高腫瘤患者的生存質(zhì)量等，均具有十分重要的意義。這一研究結(jié)論不僅對(duì)于羥基喜樹堿作為化療藥物的減毒增效增敏具有十分重要的意義，而且，更重要的是，對(duì)于選擇性的應(yīng)用天然抗癌藥物對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)的毒副作用提供理論依據(jù)和實(shí)驗(yàn)資料。
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作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 目的：研究天然抗癌藥物羥基喜樹堿對(duì)神經(jīng)細(xì)胞的毒副作用、作用機(jī)制及相關(guān)基因的表達(dá)水平，為臨床化療藥物的減毒增效提供實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)和理論依據(jù)。 思路：CCK-8法測(cè)定細(xì)胞活力，AO／EB染色在熒光下觀察細(xì)胞；電泳驗(yàn)證特征性DNA條帶;流式技術(shù)檢測(cè)其對(duì)PC12細(xì)胞周期和凋亡的影響，探討羥基喜樹堿對(duì)該細(xì)胞的作用靶點(diǎn)。計(jì)劃利用RT-PCR、基因芯片技術(shù)及Western-blot技術(shù)檢測(cè)相關(guān)基因和蛋白表達(dá)變化。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 本研究首次證實(shí)天然抗癌藥物羥基喜樹堿在腫瘤治療中的對(duì)人的神經(jīng)細(xì)胞有毒副作用及其產(chǎn)生機(jī)制。項(xiàng)目使用較先進(jìn)的細(xì)胞檢測(cè)技術(shù)和分子生物學(xué)技術(shù)進(jìn)行相關(guān)研究（細(xì)胞技術(shù)、分子生物學(xué)技術(shù)、熒光技術(shù)、流式技術(shù)、計(jì)劃采用RT-PCR、芯片技術(shù)及Western-blot技術(shù)）。羥基喜樹堿為我國(guó)特有的植物中提取得到，對(duì)于臨床上選擇性的殺傷腫瘤細(xì)胞、降低正常組織的損傷、提高腫瘤患者的生存質(zhì)量等，均具有十分重要的意義。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- 價(jià)值：化療是治療腫瘤的基本手段之一，但其對(duì)正常組織也產(chǎn)生損傷，因此，抗癌藥物的減毒增效一直是腫瘤治療研究中的熱點(diǎn)。 意義：本論文是在學(xué)習(xí)胡總書記對(duì)青年學(xué)生“三點(diǎn)希望”基礎(chǔ)上完成的，面臨腫瘤治療的減毒增效這一實(shí)際問(wèn)題,本研究將為羥基喜樹堿的減毒增效應(yīng)用于臨床腫瘤治療提供理論依據(jù)和實(shí)驗(yàn)資料，選擇性的殺傷腫瘤細(xì)胞、降低正常組織的損傷、提高腫瘤患者的生存質(zhì)量等。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 摘要 目的 研究抗癌藥物羥基喜樹堿對(duì)神經(jīng)細(xì)胞的毒副作用及產(chǎn)生機(jī)制，探討抗癌藥物對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)的副作用。方法 用CCK-8試劑盒( cell counting kit - 8)法測(cè)定不同濃度的HCPT對(duì)PC12細(xì)胞的生長(zhǎng)抑制作用, 吖啶橙／溴化乙錠(AO／EB)染色在熒光顯微鏡下觀察細(xì)胞生長(zhǎng)情況；瓊脂糖凝膠電泳驗(yàn)證細(xì)胞調(diào)亡特征性DNA條帶；用流式細(xì)胞儀測(cè)定一定濃度下不同作用時(shí)間抗癌藥物羥基喜樹堿對(duì)細(xì)胞凋亡和細(xì)胞周期的影響。結(jié)果 CCK-8結(jié)果表明不同濃度的HCPT對(duì)PC12細(xì)胞的生長(zhǎng)抑制作用不同; 瓊脂糖凝膠電泳可見(jiàn)調(diào)亡細(xì)胞DNA的梯狀條帶；熒光顯微鏡下觀察到經(jīng)AO／EB染色的典型凋亡細(xì)胞；在相同濃度下,隨時(shí)間的延長(zhǎng)細(xì)胞的凋亡率也逐漸增加,1μmol/l的HCPT作用于PC12細(xì)胞0、12、24、48h的凋亡率為0.22%、3.02%、7.92% 、32.03%。結(jié)論 抗癌藥物羥基喜樹堿對(duì)神經(jīng)細(xì)胞有毒副作用，抗癌藥物對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)的副作用與誘導(dǎo)神經(jīng)細(xì)胞凋亡有關(guān), 其細(xì)胞凋亡與細(xì)胞周期分布有關(guān)。 關(guān)鍵詞 羥基喜樹堿（HCPT）；神經(jīng)細(xì)胞；細(xì)胞凋亡；細(xì)胞周期；毒副作用
獲獎(jiǎng)情況
- 1、在2010年12月成都醫(yī)學(xué)院生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)室舉行的“成都醫(yī)學(xué)院開(kāi)放性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)總結(jié)會(huì)”中獲得優(yōu)秀獎(jiǎng) 2、在2011年3月成都醫(yī)學(xué)院舉行的“成都醫(yī)學(xué)院創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)匯報(bào)大會(huì)”上做創(chuàng)新性論文成果匯報(bào) 3、在2011年3月成都醫(yī)學(xué)院舉行的“成都醫(yī)學(xué)院創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)大賽”中獲得論文一等獎(jiǎng) 4、在2011年4月該文獻(xiàn)“抗癌藥物羥基喜樹堿對(duì)神經(jīng)細(xì)胞毒副作用的研究”已投《成都醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào)》（已投稿）
鑒定結(jié)果
- 熒光和流式表明該毒副作用與細(xì)胞凋亡有關(guān)，通過(guò)Scienfinder、pubmed、西文生物醫(yī)學(xué)期刊文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)、維普等權(quán)威數(shù)據(jù)庫(kù)的檢索，抗癌藥物羥基喜樹堿對(duì)神經(jīng)細(xì)胞毒副作用的研究未見(jiàn)公開(kāi)文獻(xiàn)報(bào)告。
參考文獻(xiàn)
- [1] Yao Y,Zhao H,Sun Y,et a1.Combined chemotherapy of hydroxycampothecin with oxaliplatin as an adjuvant treatment for human colorectal cancer.Tohoku J Exp Med,2008,215:267—278. [2]Yu ZJ,Yu JW,Cai W,et a1.Evaluation of HCPT d14-double passaged intervening chemotherapy protocol for hepatocellular carcinoma.World J Gastroenterol,2005,ll:5221-5225. [3] Wu, Y., Zeng, F.Q., Wang, Y.B., Wang, L. Hydroxycamptothecin promotes the apoptosis of prostate cancer cell line PC-3. National Journal of Andrology 2007,13 (10), 890–894. [4] Franke, J.C., Pl?tz, M., Prokop, A., Geilen, C.C., Schmalz, H.G, Eberle, J. New caspase-independent but ROS-dependent apoptosis pathways are targeted in melanoma cells by an iron-containing cytosine analogue. Biochemical Pharmacology.2010,79, 575–586. [5] Kimura Y,Kimura H.Hydrogen sulfide protects neurons from oxidative stress[J].FASEB J,2004.18(10):1165—1167.
同類課題研究水平概述
- 1、目前研究腫瘤的治療主要包括放療和化療，放療和化療的減毒增效的研究很熱。目前研究較多的放療減毒增效的主要有：（1）巰基抑制物；（2）生物還原活性物；（3）親電子化合物；（4）抑制細(xì)胞周期阻滯劑；（5）修復(fù)抑制劑；（6）氧利用抑制劑。其中也有一些輻射增敏劑已試驗(yàn)性地用于臨床，但效果并不理想，且由于其對(duì)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(yīng)用。目前研究較多的化療減毒增效的主要有還是在尋找天然的抗癌藥物，從新藥物的應(yīng)用方面，及現(xiàn)有藥物的抗癌機(jī)制的研究方面的研究較多。另外，當(dāng)今應(yīng)用金屬化合物治療腫瘤也較熱，但其毒副作用也同樣受到重視。 2、羥基喜樹堿 （Hydroxycamptothecine ,HCPT）作為天然抗癌藥物是我國(guó)特有的珙桐科植物喜樹camptotheca acuminata Decne的果實(shí)、葉中提取而得到，已應(yīng)用于臨床用于胃癌、肝癌、頭頸部癌及白血病治療。國(guó)內(nèi)外研究表明，羥基喜樹堿具有光譜的抗腫瘤作用，大量研究表明, 喜樹堿能夠誘導(dǎo)乳腺癌、膀胱癌、前列腺癌、胃癌等多種腫瘤細(xì)胞的凋亡而應(yīng)用腫瘤的治療。然而，尚未見(jiàn)有關(guān)抗癌藥物羥基喜樹堿對(duì)神經(jīng)細(xì)胞毒副作用的研究。 3、近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外研究表明天然抗癌藥物的范圍較廣，F(xiàn)ranke, J.C.的研究中提到導(dǎo)致黑素瘤高死亡率的原因是凋亡相關(guān)信號(hào)的缺失和對(duì)化療的耐受，可見(jiàn)新的化療藥物的發(fā)現(xiàn)特別重要。然而，尚未見(jiàn)有關(guān)抗癌藥物羥基喜樹堿對(duì)神經(jīng)細(xì)胞毒副作用的研究的報(bào)道，從基因水平上闡明抗癌藥物的抗癌作用和毒副作用機(jī)制是解決腫瘤治療的關(guān)鍵問(wèn)題。 4、1906年諾貝爾生理學(xué)和醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)授予了Golgi 和Santiaogo Ramony Cajal于表彰他們?cè)谏窠?jīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)研究方面的工作，1925年E.B.Wilson就意識(shí)到細(xì)胞生物學(xué)研究的重要性并說(shuō)：“解決生物學(xué)問(wèn)題的關(guān)鍵最終將在細(xì)胞中尋找到”。這么多年的發(fā)展細(xì)胞生物學(xué)一直是科學(xué)研究的熱點(diǎn)。 5、凋亡是最近幾年來(lái)科學(xué)研究的熱點(diǎn)，也是腫瘤治療中應(yīng)用的關(guān)鍵，是細(xì)胞的程序性死亡?？拱┧幬镌谡T導(dǎo)癌細(xì)胞凋亡的同時(shí)對(duì)正常細(xì)胞同樣有毒副作用這一點(diǎn)是研究者的共同認(rèn)識(shí)，但是其毒副作用的機(jī)制怎樣而未見(jiàn)報(bào)道，從機(jī)制的不同方面去解決抗癌藥物的毒副作用增加抗癌藥物的應(yīng)用是一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。
