精氨酸甲基转移酶抑制剂1抑制肺癌生长的机制及与复方苦参注射液的协同抗肿瘤作用研究

来源 :兰州大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:upup2004
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背景:纵观全球,肺癌(Lung cancer)的发病率和致死率位于世界前列,其中男性的发病率和死亡率均位居世界首位。肺癌复发率和转移率高,在过去的几十年,晚期肺癌患者五年存活率(约15%)未显著提高,且远远低于其他常见癌症。目前,肺癌常见的治疗方法是手术切除和化疗,然而以目前技术手段而言,手术创伤性太大,化疗药物的靶向功能不理想。因此,研究肺癌发病的分子机制,寻找高效低毒的抗肿瘤药物显得尤为重要。蛋白精氨酸甲基转移酶(Protein arginine methyltransferases,PRMTs)家族是一类存在于哺乳动物体内的蛋白甲基化修饰酶,该家族包含九种亚型(PRMT19),大多数成员参与肿瘤细胞的增殖、分化、迁移、侵袭和转移,且与肿瘤的预后不良密切相关。文献报道Ⅱ型PRMT5在多种恶性肿瘤组织中异常高表达,可促进肿瘤细胞的增殖、迁移、侵袭、转移和预后不良。因此,PRMT5可作为肿瘤靶向治疗的理想靶标,也是肿瘤表观遗传调控的研究热点之一。精氨酸甲基转移酶抑制剂(Arginine methyltransferase inhibitor 1,AMI-1),首次由Cheng D等人发现。据报道,AMI-1是I型PRMT,如PRMT1、PRMT3、PRMT4和PRMT6的抑制剂,在体外能够抑制胰腺癌和结直肠癌等细胞生长增殖。然而,关于AMI-1与Ⅱ型PRMT5之间的关系、以及AMI-1与复方苦参注射液(Compound kushen injection,CKI)联用对肺癌的作用及机制目前尚不清楚。目的:研究AMI-1通过调节Ⅱ型PRMT5抑制肺癌生长增殖的作用和表观遗传调控机制,以及AMI-1与中药复方制剂CKI联用对肺癌生长增殖的影响,为肺癌患者的早期诊断和综合治疗提供科学依据和理论基础。方法:(1)设置不同的AMI-1(0.6、1.2和2.4 m M)药物浓度,体外干预小鼠肺癌LLC(Lewis lung cancer)细胞和人肺癌(GLC-82、SPC-A-1和A549)细胞,并在给药后不同时间点(0、48、72和96 h),采用CCK-8(Cell counting kit-8)试剂盒和克隆实验(Colony formation),分别检测AMI-1对肺癌细胞体外生长增殖和克隆形成的影响;(2)建立人肺癌GLC-82细胞裸小鼠皮下移植瘤模型,观察AMI-1对动物体内肿瘤发生和发展的影响;(3)采用流式细胞仪分析AMI-1对肺癌细胞(A549和GLC-82)周期和凋亡的影响;(4)采用Transwell和划痕实验(Scratch assay),观察AMI-1对肺癌细胞迁移能力的影响;(5)采用化学发光试剂盒(Chemiluminescent assay kit),检测AMI-1对II型PRMT5及I型PRMTs酶活性的影响;(6)采用Western blot分别从体外(in vitro)和体内(in vivo)水平,分析AMI-1对PRMT5及其相关信号通路蛋白的影响;(7)采用si RNA(Small interfering RNA)敲低PRMT5,进一步验证PRMT5在肺癌中的作用及作用机制;(8)采用MTT体外细胞增殖实验和肺癌小鼠皮下移植瘤模型,观察AMI-1与中药复方制剂CKI联用对肺癌细胞体内外生长增殖的影响。结果:(1)体外实验(in vitro):CCK8和克隆形成实验结果显示,与对照组相比较,AMI-1显著抑制肺癌细胞体外生长增殖和克隆形成(P<0.001),且具有明显的时间和浓度依赖性;(2)体内实验(in vivo):人肺癌裸鼠皮下移植瘤实验结果显示,与对照组相比较,AMI-1能够显著抑制人肺癌裸小鼠皮下移植瘤生长(P<0.001);(3)流式细胞仪分析结果显示,与对照组相比较,AMI-1可将肺癌细胞阻滞于G0/G1期,诱导细胞凋亡;(4)细胞迁移和划痕实验结果显示,与对照组相比较,AMI-1显著抑制人肺癌细胞的迁移能力(P<0.01);(5)化学发光试剂盒(Chemiluminescent assay kit)检测结果显示,AMI-1可显著抑制II型PRMT5酶活性;(6)Western Blot结果显示,AMI-1在细胞和动物水平均可降低PRMT5蛋白表达和H3R8me2s/H4R3me2s(PRMT5特异性组蛋白靶标)积累;下调癌基因e IF4E蛋白水平(P<0.001),而上调抑癌基因p53蛋白水平(P<0.01);(7)采用si RNA靶向敲低PRMT5,可抑制肺癌细胞体外生长增殖和克隆形成(P<0.001),降低H3R8me2s/H4R3me2s积累和e IF4E蛋白表达水平(P<0.001);(8)体外细胞增殖和小鼠皮下移植瘤实验结果显示,AMI-1与CKI联用可显著提高CKI的体内外抗肿瘤活性(P<0.05),两药联用具有协同抗肿瘤作用(CDI<1)。结论:1.AMI-1可抑制肺癌细胞体内外生长增殖,其机制主要与下述因素有关:(1)AMI-1抑制Ⅱ型PRMT5酶活性/蛋白表达和H3R8me2s/H4R3me2s积累;(2)AMI-1诱导肺癌细胞G0/G1期阻滞和细胞凋亡,抑制肺癌细胞迁移能力;(3)AMI-1下调癌基因e IF4E蛋白水平,而上调抑癌基因p53蛋白水平等;2.AMI-1与CKI联用可协同抑制肺癌细胞体内外生长增殖。
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