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背景: 结直肠癌(Colorectal cancer,CRC)是世界范围内最常见的恶性肿瘤之一,发病率居世界第三位、致死率居世界第四位。在中国,随着生活水平的提升和饮食结构的改变,结直肠癌发病率逐渐提高。尽管目前的诊断和治疗有许多新进展,其转移率和死亡率仍然居高不下。 目前结直肠癌的治疗手段包括手术、化疗、放疗和靶向治疗等。手术治疗仍是主要的治疗方案,但是有多数的患者在手术前发现已有远处转移,不适合手术治疗。对于不能手术的患者,化疗显得尤为重要。化疗有助于阻止细胞生长,促进细胞死亡,抑制肿瘤细胞转移和降低复发风险。但是化疗药物昂贵且有较多的副作用如骨髓抑制、疼痛等使得部分病人难以忍受,且目前越来越多的病人出现了化疗多药耐药性。所以寻找新型抗肿瘤药物成为了目前研究的重点。传统中药是比较好的候选资源,多种药物已被证明具有较弱的毒副作用和较强的化疗效果。 甘草是中药中最广泛使用的成分之一,已被用于多种疾病的治疗。18β-甘草次酸(18β-Glycyrrhetinic Acid,GRA)是其主要成分之一。已有文献报道GRA具有抗微生物、抗炎、抗病毒和肝保护等作用。GRA的抗肿瘤作用也有相关的研究,发现GRA可以抑制乳腺癌、胃癌、卵巢癌的增殖、转移等,其机制包括抑制细胞的增殖、促进细胞的凋亡等。且GRA对肿瘤细胞具有选择性毒性,即GRA对正常细胞没有损伤效应。目前对于GRA在结直肠癌中的研究未有报道。 目的: 观察GRA对结直肠癌细胞增殖、侵袭和迁移能力的影响,并初步探讨其作用机制。 方法: 1.利用CCK-8法检测GRA对结肠癌细胞LoVo、SW480和SW620的增殖抑制作用。 2.构建结肠癌LoVo细胞裸鼠皮下肿瘤模型,腹腔注射GRA,通过定期测量肿瘤体积和小鼠体重,观察GRA在体内对结肠肿瘤增殖的影响。 3.Annexin V-FITC/PI双染法检测GRA对结肠癌细胞的凋亡作用;RT-qPCR检测GRA对凋亡抑制蛋白survivin表达的影响;Western blotting检测GRA对多腺苷二磷酸核糖聚合酶(PARP)表达的影响。 4.利用Transwell小室检测GRA刺激结肠癌细胞LoVo、SW480和SW620后细胞的侵袭和迁移情况;划痕实验观察GRA对LoVo细胞迁移作用。 5.Western blotting检测GRA刺激LoVo、SW480和SW620细胞后,基质金属蛋白酶(MMPs)-1、2、3、9的表达情况以及相关信号通路:PI3K/AKT、STAT3、MAPK和NF-κB蛋白的表达情况。 结果: 1.GRA体外可抑制肠癌细胞LoVo、SW480和SW620的增殖,呈剂量依赖性,而对正常肠上皮细胞NCM460没有明显的抑制作用。半数抑制浓度(IC50)在NCM460、LoVo、SW480和SW620细胞,24小时分别为866、99.48、153.8、360.9μM,48小时分别为144.8、71.23、88.23、88.28μM,72小时分别为141.3、43.23、34.64、60.19μM。 2.腹腔注射GRA可以抑制肿瘤细胞增殖,减少肿瘤体积,减缓荷瘤小鼠体重的下降,并且延长生存期。 3.GRA促进肠癌细胞LoVo、SW480和SW620的凋亡,下调凋亡抑制基因survivin的表达,促进PARP的剪切。 4.Transwell小室侵袭迁移实验表明,GRA作用细胞后,结肠癌细胞LoVo、SW480和SW620的穿膜数量明显减少,与对照组之间有显著性差异(p<0.05)。划痕实验结果表明GRA明显抑制LoVo的迁移能力。 5.Western blotting发现不同浓度的GRA处理细胞后,MMP-1、2、3、9表达明显下降,呈浓度依赖,且PI3K/AKT、STAT3、p38、JNK和NF-κB磷酸化水平明显下降,而ERK的磷酸化水平没有明显改变。GRA刺激不同的时间后,Westernblotting结果表明PI3K和STAT3磷酸化水平最早开始下降,约于GRA刺激后2小时开始下降。 结论: 1.GRA可以从体内外抑制肠癌细胞的增殖,抑制作用呈剂量时间效应关系。该抑制作用可能跟诱导细胞凋亡有关。 2.GRA可以抑制肠癌细胞的侵袭迁移,可能与MMP-1、2、3、9生成减少有关。 3.GRA对结肠癌细胞增殖、侵袭、迁移的抑制作用可能与抑制PI3K/AKT、STAT3、p38、JNK和NF-κB信号通路活化有关。