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基本信息
- 項目名稱：
- 六種倍半萜內(nèi)酯化合物抗癌作用的篩選及其機制探討
- 小類：
- 生命科學(xué)
- 簡介：
- 本實驗以從菊科植物土木香和旋覆花中提取純化得到的6種倍半萜內(nèi)酯化合物為對象，觀察對人子宮頸癌細胞增殖的抑制作用，進行構(gòu)-效關(guān)系的探討，以篩選出具明顯抑制活性的化合物。并對其是否通過引起細胞凋亡而發(fā)揮抗腫瘤作用及其相關(guān)機制進行研究，以期為明確倍半萜內(nèi)酯化合物的抗腫瘤作用提供實驗基礎(chǔ)和理論依據(jù)。
- 詳細介紹：
- 利用Western blot方法觀察凋亡相關(guān)蛋白p53、Bax和Bcl-2的表達變化，以明確澤蘭內(nèi)酯的抗腫瘤作用機制。結(jié)果表明：澤蘭內(nèi)酯可明顯抑制HeLa細胞增殖，并呈現(xiàn)劑量依賴性，其IC50值為14.47mol/L，推測其抑制腫瘤細胞增殖活性可能與其具有不飽和五元內(nèi)酯環(huán)的結(jié)構(gòu)有關(guān)。澤蘭內(nèi)酯可明顯誘導(dǎo)HeLa細胞凋亡；澤蘭內(nèi)酯可上調(diào)HeLa細胞p53表達，上調(diào)Bax表達,下調(diào)Bcl-2表達，使Bcl-2/ Bax比值降低，這可能是澤蘭內(nèi)酯引起HeLa細胞凋亡的機制之一。
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 抗腫瘤中草藥的活性成分的研究越來越受重視，大量中藥提取單體化合物通過引起細胞凋亡而發(fā)揮抗腫瘤作用。本實驗以從菊科植物中提取純化得到的6種倍半萜內(nèi)酯化合物為對象，觀察對人宮頸癌細胞(HeLa 細胞)增殖的抑制作用，篩選出具明顯抑制活性的化合物，并對其抑制HeLa細胞增殖的機制進行了初步研究，以其為開發(fā)新的抗腫瘤藥物及臨床應(yīng)用提供實驗基礎(chǔ)和理論依據(jù)。
科學(xué)性、先進性及獨特之處
- 目前已從菊科植物中分離得到土木香內(nèi)酯、異土木香內(nèi)酯和二氫土木香內(nèi)酯等多種倍半萜內(nèi)酯成分。本實驗以從菊科植物土木香和旋覆花中提取純化得到的6種倍半萜內(nèi)酯化合物為對象，觀察對人子宮頸癌細胞增殖的抑制作用，進行構(gòu)-效關(guān)系的探討，以篩選出具明顯抑制活性的化合物。并對其是否通過引起細胞凋亡而發(fā)揮抗腫瘤作用及其相關(guān)機制進行研究，以期為明確倍半萜內(nèi)酯化合物的抗腫瘤作用提供實驗基礎(chǔ)和理論依據(jù)。
應(yīng)用價值和現(xiàn)實意義
- 通過實驗發(fā)現(xiàn)化合物1(澤蘭內(nèi)酯)顯示了較強的抑制HeLa細胞增殖的作用，其半數(shù)抑制濃度值(IC50)僅為14.47 mol/L，強于一線抗癌藥物順鉑，顯示了作為新的抗腫瘤藥物開發(fā)的良好前景。其抑制腫瘤細胞增殖活性的機制是通過誘導(dǎo)HeLa細胞發(fā)生凋亡及其調(diào)控凋亡相關(guān)基因表達有關(guān)。此為明確倍半萜內(nèi)酯化合物的抗腫瘤作用提供實驗基礎(chǔ)和理論依據(jù)。為開發(fā)新的抗腫瘤藥物及臨床應(yīng)用提供了更可靠的理論依據(jù)。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 本實驗以人子宮頸癌細胞(HeLa細胞)為材料，研究了土木香和旋覆花中的六種倍半萜內(nèi)酯化合物。采用4-甲偶氮唑藍（MTT）法檢測細胞增殖，計算藥物的IC50值，觀察6種藥物對人子宮頸癌細胞增殖的抑制作用，并進行構(gòu)-效關(guān)系的探討，以篩選出具明顯抑制活性的化合物。并利用流式細胞術(shù)(FCM)檢測澤蘭內(nèi)酯是否能誘導(dǎo)人宮頸癌細胞凋亡和對細胞生長周期的影響，利用Western blot方法觀察凋亡相關(guān)蛋白p53、Bax和Bcl-2的表達變化，以明確澤蘭內(nèi)酯的抗腫瘤作用機制。結(jié)果表明：澤蘭內(nèi)酯可明顯抑制HeLa細胞增殖，并呈現(xiàn)劑量依賴性，其IC50值為14.47mol/L，推測其抑制腫瘤細胞增殖活性可能與其具有不飽和五元內(nèi)酯環(huán)的結(jié)構(gòu)有關(guān)。澤蘭內(nèi)酯可明顯誘導(dǎo)HeLa細胞凋亡；澤蘭內(nèi)酯可上調(diào)HeLa細胞p53表達，上調(diào)Bax表達,下調(diào)Bcl-2表達，使Bcl-2/ Bax比值降低，這可能是澤蘭內(nèi)酯引起HeLa細胞凋亡的機制之一。
獲獎情況
- 無
鑒定結(jié)果
- 情況屬實
參考文獻
- 1. 李勇，叢斌，趙陸，等. 土木香根中三種倍半萜內(nèi)酯化合物抑制人肺腫瘤細胞增殖活性及其構(gòu)效關(guān)系的研究. 河北醫(yī)科大學(xué)學(xué)報，2010. 31(6), 621-624. 2. 司亞茹，李珊珊，姜霞，等. 三種倍半萜抑制婦科腫瘤細胞增殖活性及其作用機制探討. 癌變 畸變 突變 2010，22 (1) : 75-79. 3. 李勇，李鐵庫，溫士旺，等. 土木香中純化的五種倍半萜類化合物抑制腫瘤增殖活性的研究.藥理學(xué)通報, 2010, 26 (1) : 112-114. 4. 李勇，叢斌，董玫，等. 土木香中倍半萜內(nèi)酯抗人肺腫瘤活性及構(gòu)效關(guān)系研究. 中草藥，2010，41 (8): 1336-1338. 5. Shi-ping Chen, Mei Dong, Kazuku Kita, al et. Anti-proliferative and apoptosis-inducible activity of labdane and abietane diterpenoids from the pulp of Torreya nucifera in HeLa cells. Molecullar medicine reports. 2010, 3, 673-678.
同類課題研究水平概述
- 從菊科旋覆花屬歐亞旋覆花(Inula britannica)中分到3個倍半萜類化合物，經(jīng)測定這四種化合物對6種人類癌細胞株均具有細胞毒活性，這些細胞株包括HL-60(白血病)、A549(肺癌)、MCF7(胸腺癌)、HCT-15(結(jié)腸腺癌)、SK-OV-3(卵巢腺癌)和Malme-3M(惡性黑素瘤)。誘導(dǎo)腫瘤細胞凋亡是近年腫瘤治療研究的一個新靶點。目前許多抗腫瘤藥物的主要作用機制就是通過誘導(dǎo)凋亡，人工啟動腫瘤細胞死亡程序來達到治療或消除腫瘤的目的。但合成類藥物在治療過程中易出現(xiàn)靶向性差、細胞毒性強等明顯的副作用。近年來天然藥物已成為腫瘤治療領(lǐng)域的一大特色，以其毒性低、安全范圍廣、藥源豐富而受到人們的關(guān)注，尋找高效低毒的中藥來改變腫瘤的生物學(xué)行為已成為腫瘤治療的重要策略。已知p53是通過引起B(yǎng)ax表達增加和抑制Bcl-2或Bcl-xL的表達來實現(xiàn)其調(diào)節(jié)細胞凋亡作用的，Bax 基因啟動子有4 個p53 結(jié)合位點, 當(dāng)p53 與Bax 啟動子中p53 結(jié)合位點結(jié)合后可以上調(diào)Bax, 下調(diào)Bcl-2 的表達水平, Bax與Bcl-2相互作用可通過線粒體凋亡途徑影響下游的促凋亡基因的功能，最終引起腫瘤細胞凋亡。生物體中存在著大量Bcl-2家族基因。據(jù)Bcl -2蛋白家族在細胞凋亡調(diào)控中發(fā)揮的不同作用，Bcl -2 蛋白家族分為抗凋亡蛋白和促凋亡蛋白。Bcl-2與Bax 基因均為Bcl -2家族成員，它們是Bcl -2家族中最有代表性的抑制凋亡與促進凋亡基因，在調(diào)控腫瘤細胞凋亡的過程發(fā)揮重要作用。Bcl-2可與Bax 形成異源二聚體，Bax 自身形成同源二聚體。當(dāng)細胞內(nèi)Bcl-2表達增高時，Bcl-2和Bax 形成的異源二聚體增多，抑制細胞的凋亡; 當(dāng)細胞內(nèi)Bax 表達增高時，則Bax 本身形成的同源二聚體發(fā)揮主要作用，導(dǎo)致細胞的凋亡。Bcl-2和Bax 基因的產(chǎn)物相互作用，形成同源二聚體或異源二聚體，它們之間的比例影響著腫瘤細胞對各種凋亡刺激因子的敏感性，兩者的比例是決定細胞是否凋亡的關(guān)鍵。發(fā)現(xiàn)在宮頸癌發(fā)生的早期過程中存在Bcl-2處于較低表達水平而Bax處于較高表達水平，癌變以后由于多種癌基因的參與便完全喪失了Bcl-2、Bax對細胞凋亡的調(diào)節(jié)功能。唐麗萍等發(fā)現(xiàn)，越橘提取物可誘導(dǎo)HeLa細胞凋亡，同時使Bax表達增加，而Bcl-2蛋白表達減少。
