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目的:观察PLK1抑制剂Volasertib与HSP90抑制剂PU-H71对胃癌细胞增殖的抑制作用,并对其联合协同诱导胃癌细胞凋亡的可能机制进行研究。方法:(1)四甲基偶氮唑蓝(MTT)法体外检测Volasertib和PU-H71对胃癌细胞MGC-803的增殖抑制及两药的协同效果;(2)集落形成法检测Volasertib和PU-H71对胃癌细胞的集落形成能力的影响;(3)通过Annexin V-FITC/PI双染法检测Volasertib和PU-H71对MGC-803胃癌细胞凋亡的影响;(4)MTT法和Annexin-v/PI双染法检测Caspase抑制剂对Volasertib抑制MGC-803细胞增殖能力的影响;(5)通过JC-1法检测Volasertib对胃癌细胞的线粒体膜电位的影响;(6)免疫印迹分析法检测Volasertib单用以及联合PU-H71对胃癌细胞MGC-803凋亡通路相关蛋白表达的影响,探索Volasertib与PU-H71抗增殖促凋亡的可能机制;(7)高内涵细胞成像分析技术和免疫印迹分析法检测Volasertib和PU-H71对MGC-803细胞DNA损伤的影响;(8)免疫印迹法检测活性氧对Volasertib作用的影响;(9)比色法检测Volasertib与PU-H71联用对MGC-803细胞超氧阴离子自由基的影响。结果:(1)Volasertib和PU-H71呈剂量依赖性抑制胃癌细胞MGC-803增殖和集落形成,且两药联用具有显著的协同效果;(2)Volasertib能够将MGC-803细胞周期阻滞于G2/M期;(3)Volasertib呈浓度依赖性致使线粒体膜电位下降,诱导MGC-803细胞发生凋亡,Volasertib和PU-H71联用导致细胞凋亡比例显著上升;(4)Volasertib能够通过对Bcl-2家族蛋白中Bax等促凋亡蛋白表达的上调、Bcl-X_L、Bcl-2等促生长蛋白表达的下调,激活线粒体凋亡通路,同时也激活了死亡受体凋亡通路,上调了DR5、FADD、Bid、Cleaved-caspase8等相关蛋白,进一步诱导细胞凋亡;(5)Volasertib诱导的DNA损伤呈时间和浓度依赖性增加,且与PU-H71联合后,γ-H2AX阳性率较单药组明显升高,二者差异具有显著的统计学意义;(6)抗氧化剂N-乙酰半胱氨酸(NAC)能够抑制Volasertib引起MGC-803细胞凋亡的一系列反应;PU-H71与Volasertib联用加剧MGC-803细胞ROS累积,增加了超氧阴离子自由基的产生;(7)PU-H71与Volasertib联合作用组较单独给药组,更强烈抑制PLK1磷酸化,且线粒体凋亡通路中抗凋亡蛋白Bcl-X_L、Bcl-2表达量降低更明显,而促凋亡蛋白Bak以及Cleaved-caspase3、Cleaved-caspase9、Cleaved-PARP也都有更显著的增加;同时也更显著的上调了死亡受体凋亡途径中DR5、FADD、Cleaved-caspase8的表达量;(8)Volasertib呈浓度依赖性上调MGC-803细胞AKT,ERK和STAT3的磷酸化水平,活化PI3K-AKT通路,Ras-Raf-ERK通路,JAK-STAT通路;但PU-H71与之联合后,这些通路明显受到抑制。结论:PLK1抑制剂Volasertib与HSP90抑制剂PU-H71都可以抑制胃癌细胞增殖,当二者联用时可产生协同作用。Volasertib可诱导MGC-803细胞发生DNA损伤,通过线粒体通路和死亡受体通路启动凋亡程序。活性氧的产生在Volasertib诱导的凋亡过程中发挥关键作用,但同时也促使AKT、ERK、STAT等具有促生存抗凋亡作用的信号通路活性增强。PU-H71与Volasertib联用更强烈抑制PLK1活性,增强DNA损伤作用,促进超氧阴离子自由基的生成,PU-H71还阻断了Volasertib对AKT、ERK、STAT等信号通路的激活,最终导致细胞发生更强烈的凋亡。PU-H71对Volasertib的增效作用可能与其抑制HSP90,导致众多促生长抗凋亡的信号通路被抑制有关。