论文部分内容阅读
目的:探究丹参酮类似物诱导前列腺癌细胞凋亡的分子机制。方法:从GEO数据库下载前列腺癌样本基因表达谱GSE69223,利用R语言,设置阈值∣log2(Fold Change)∣>2和pvalue<0.05筛选出前列腺癌组织和癌旁组织间的关键基因,并与经和未经丹参酮类似物TB1处理后的前列腺癌细胞间差异基因进行对比;采用分子对接技术筛选出可能与丹参酮类似物TB1直接结合的靶蛋白;通过克隆形成实验检测不同浓度丹参酮类似物TB1对前列腺癌细胞增殖的影响;MTT方法测定不同浓度丹参酮类似物TB1对前列腺癌细胞增殖的影响;利用Hoechst凋亡染色方法探究丹参酮类似物TB1对前列腺癌细胞凋亡的影响;流式细胞术分析经丹参酮类似物TB1处理后的前列腺癌细胞早晚期凋亡和周期分布情况;通过划痕实验探究丹参酮类似物TB1对前列腺癌细胞迁移能力的影响;同时利用PCR和Western blot实验探究丹参酮类似物TB1对前列腺癌细胞中凋亡和周期阻滞相关基因和相关蛋白表达的影响。结果:芯片标准化处理结果显示可以将数据集中所有样本纳入分析范围。关键基因数据挖掘结果得到相对于癌旁组织样本的41个上调基因和101个下调基因,与丹参酮类似物TB1处理组和对照组间的差异基因之间并无交集,表明丹参酮类似TB1对前列腺正常细胞可能具有细胞毒性。分子对接返回的参数中,P53蛋白的完全适应度最大,配体——蛋白体系的最小吉布斯自由能最小,即最有可能是丹参酮类似物TB1直接结合的靶点。克隆形成实验结果显示,随着丹参酮类似物TB1浓度增加,前列腺癌细胞的集落形成逐渐减少,表明丹参酮类似物TB1对前列腺癌细胞增殖具有抑制作用。MTT实验结果显示,丹参酮类似物TB1对前列腺癌细胞PC-3M-IE8和PC-3M-2B4都具有增殖抑制作用,且对PC-3M-IE8具有一定的时间依赖性(P<0.05)。利用SPSS分析软件拟合曲线得出IC50值,发现在12h时,丹参酮类似物TB1对前列腺癌IC50值明显小于阳性药顺铂的IC50值。Hoechst 33258凋亡染色结果显示,随丹参酮类似物TB1浓度增大,前列腺癌细胞出现明显的核固缩和染色体皱缩,且高浓度时出现致密浓染。进一步利用流式细胞术检测,结果显示,经丹参酮类似物TB1作用后,前列腺癌细胞出现了早晚期凋亡和S期阻滞现象。随机划痕实验表明,丹参酮类似物TB1对前列腺癌细胞的迁移能能力没有影响。PCR和Western blot结果表明,经丹参酮类似物TB1处理后,前列腺癌细胞内的P53蛋白表达水平升高,进一步使下游蛋白P21蛋白的表达量升高,P21蛋白进一步与Cyclin A——CDK2复合物结合,使得细胞周期不能正常进行,从而阻滞在S期,进而导致前列腺癌细胞凋亡。另一方面丹参酮类似物TB1通过P53介导的细胞凋亡导致细胞凋亡,在丹参酮类似TB1作用下,P53蛋白表达水平升高,进一步调控下游蛋白Bax蛋白的表达量。通过流式细胞术检测线粒体膜电位实验表明,经丹参酮类似物TB1处理后的前列腺癌细胞膜电位降低,WB检测发现Bax蛋白表达量升高,Bcl-2蛋白表达量降低。线粒体膜电位降低,位于线粒体中的细胞色素C等被释放到细胞质中,引起Caspase级联反应,最终由Caspase-3降解细胞内底物导致细胞凋亡。丹参酮类似物TB1还能激活死亡受体通路,导致Caspase-8活化,进一步激活Caspase-3最终导致细胞凋亡。结论:本次研究表明,丹参酮类似物TB1对前列腺癌细胞具有一定的活性抑制作用,能将前列腺癌细胞周期阻滞在S期导致细胞凋亡,同时能通过线粒体途径和死亡受体途径导致细胞凋亡,但对正常细胞也具有一定的细胞毒性,后续可对其进一步化学修饰,联合微泡等技术降低其对正常细胞的细胞毒性。此次研究可以为抗前列腺癌药物的开发提供一定参考。