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研究背景及目的:
缝隙连接(gap junction,GJ)是细胞之间的一种蛋白质连接通道,广泛存在于实质性脏器组织中。GJ提供了一种细胞与细胞之间的直接联系通道,是细胞之间信号传递的一种重要方式。现已证明GJ在协调细胞的活动、维持细胞内环境稳定、控制细胞的生长和发育等生命过程中发挥十分重要的作用。GJ由特殊的通道蛋白—连接蛋白(Connexin,Cx)组成。Cx结构功能的变化,可以改变GJ通道的通透性和对通透物质的选择性,进而影响细胞之间的物质交换和信号传递而导致细胞功能异常。研究证明,GJ异常与许多疾病(包括肿瘤)的发生、发展有密切的关系。
丙泊酚是目前临床上应用最广泛的静脉麻醉药。具有起效及苏醒迅速、不良反应少、恶心呕吐发生率低、适用范围广、剂量易于掌握等特性。除麻醉作用外,丙泊酚对中枢神经系统尚有镇痛、镇吐、脑保护及抗惊厥等作用。但目前丙泊酚的麻醉作用机制尚未明了。很多研究证明,丙泊酚对细胞GJ功能有抑制作用,其对缝隙连接通讯(gap junctional intercellular communication,GJIC)的影响可能是其作用机制之一。
顺铂为临床上常用的广谱化疗药,对卵巢癌、肺癌和头颈部癌等实体瘤都有很好的疗效,是多种肿瘤化疗方案中的组成药物。但肿瘤细胞对顺铂产生耐药性是目前肿瘤治疗中遇到的一大难题。耐药性的产生直接影响化疗效果及患者的生存率。如何减少耐药是临床经常面对的问题。近几年的研究表明:在培养的正常细胞和肿瘤细胞中,GJ能够增强多种化学毒物引起细胞凋亡的作用。特别要指出的是,GJ可增强多种抗肿瘤药物(包括顺铂)的细胞毒性,GJ介导的细胞间信号转导障碍可能与肿瘤对顺铂的耐药性产生有关。因此,在使用顺铂进行治疗时,任何影响GJ功能的因素都应引起重视。在临床实践中,由于丙泊酚有止吐作用,有些学者主张化疗的患者在进行手术或镇静时,采用丙泊酚麻醉。但是,丙泊酚可抑制GJ的功能;而GJ的功能改变可能会对顺铂的细胞毒性产生影响。因此,了解丙泊酚与顺铂合用是否会影响顺铂的疗效是十分必要的,但目前国内外尚无相关的报道。
本研究用已经建立的,转染并稳定表达Cx 32的Hela细胞,观察丙泊酚对其GJ功能的作用,并分析这种作用对顺铂细胞毒性的影响。本研究将为指导临床上联合应用丙泊酚和顺铂提供理论依据。
研究方法:
用“细胞接种荧光示踪法”(Parachute Assay)测定培养细胞间的GJ功能;并观察不同浓度的丙泊酚对细胞GJ功能的影响。用“标准细胞集落形成分析法(standard colony-forming aSS8y)”,分别在高密度接种(1×10<'5>cells/ml,有GJ形成)和低密度接种(500 cells/ml,无GJ形成)的细胞,以顺铂对细胞的细胞集落形成的抑制作为其细胞毒性指标,测定顺铂的细胞毒性以及GJ对顺铂细胞毒性的影响;同时分析丙泊酚抑制GJ功能的作用与顺铂细胞毒性的关系。
结果:
1.低浓度(1.3μg/ml)的丙泊酚对转染并稳定表达Cx 32的Hela细胞GJ 功能无影响(P>0.05);而高浓度的丙泊酚 (3.2μg/ml) 对GJ功能有显著的抑制作用,抑制率为66%(P<0.05)。
2.在有GJ形成和无GJ形成的细胞,顺铂(0.5μg/ml)均能显著降低细胞集落形成率,证明有较强的细胞毒性。
顺铂的细胞毒性在有 GJ 形成的细胞显著大于无 GJ 形成的细胞 (P<0.05);在有 GJ 形成的细胞,用2—APB(2.3μg/ml)抑制 GJ,可降低顺铂的细胞毒性。证明:GJ 能增强顺铂的细胞毒性;抑制GJ可使顺铂的细胞毒性降低。
在有GJ形成和无GJ形成的细胞,丙泊酚(3.2μg/ml)对细胞集落形成无影响。有GJ形成的细胞,丙泊酚和顺铂联合应用能显著降低顺铂的细胞毒性。而在无GJ形成的细胞,丙泊酚对顺铂的细胞毒性无显著影响,表明丙泊酚对顺铂细胞毒性的影响是通过改变GJ功能产生的。
结论:
1.丙泊酚在Hela细胞可抑制由Cx 32组成的GJ功能。
2.丙泊酚能通过抑制GJ功能而降低顺铂的细胞毒性。