法卡林二醇诱导胃癌细胞凋亡机制的研究

来源 :黑龙江八一农垦大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:a0126051548
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目的:胃癌是一种高发病率的恶性疾病,具有难发现和易复发的特征。目前,抗肿瘤治疗已经进入一个多学科交叉的新时代,通过传统中草药与现代治疗方法相结合可以起到“减毒增效”的作用,广受学者们的关注。法卡林二醇(Falcarindiol,FAD)是从白芷、北沙参、防风、前胡及羌活等伞形科植物中提取的天然炔类化合物。法卡林二醇在抗菌、抗炎及抗癌等方面均表现出良好的效果,但其对胃癌的药效及分子机制尚不明确。本研究以胃癌细胞系为体外实验模型,探究FAD对胃癌细胞系的杀伤作用,并进一步研究其对胃癌AGS细胞的诱导调亡作用和抑制迁移作用,并预测FAD靶向胃癌的结合位点。方法:本实验通过CCK-8比色法检测FAD对胃癌细胞和正常细胞的杀伤作用;利用Hoechst/PI染色试剂处理AGS细胞,通过倒置显微镜观察经过FAD处理后AGS细胞的微观凋亡现象;利用凋亡试剂Annexin V/PI染色处理AGS细胞,通过流式细胞仪从细胞水平上检测FAD对胃癌细胞的诱导凋亡作用;通过蛋白质免疫印迹法从分子水平上检测FAD调控胃癌细胞下游凋亡蛋白、MAPK/STAT3/NF-κB信号通路及信号通路间的调控关系;利用DCFH-DA荧光探针处理AGS细胞,通过流式细胞术和蛋白质免疫印迹法共同检测FAD对胃癌细胞内活性氧水平的调控及活性氧介导的相关信号通路变化情况;此外,通过细胞划痕、Transwell法及蛋白质免疫印迹法检测FAD对胃癌细胞的迁移抑制作用及系列迁移蛋白表达的变化情况;最后,FAD药物分子二维结构图通过Swiss Target Prediction平台预测活性靶点信息,使用Gene Cards和OMIM疾病数据库分析文献已知的胃癌关键靶点信息。Venn图获取FAD靶点和胃癌靶点的交集:2种蛋白(PLA2G2A和HDAC1)。PDB数据库获取PLA2G2A和HDAC1蛋白质的结构,通过Py MOL软件去除水分子后得到蛋白受体,并通过CB-Dock进行在线分子对接获取三维模式图。结果:1、FAD对人12种胃癌细胞均具有良好的杀伤作用,汇总IC50数据得知AGS细胞的药物敏感性最强。与此同时,FAD对人胚肺成纤维细胞系IMR-90、人肝永生化细胞系THLE-2、胃粘膜细胞系GES-1、人胚肾细胞系293T无明显毒副作用;2、FAD能够促进线粒体通透性转化孔释放促凋亡蛋白,因此胞质内被释放的Bad蛋白表达量上调,而胞质中的抑凋亡蛋白Bcl-2表达下调。此外,大量开放的线粒体通透性转化孔会破坏多价态离子通道动态稳定,导致线粒体膜电位迅速下降,释放活化的Cytochrome C蛋白进入细胞质中,调控cle-caspase-3和cle-PARP蛋白表达量升高,诱导胃癌AGS细胞线粒体依赖性凋亡;3、FAD能够升高AGS细胞内活性氧水平,下调p-ERK通路蛋白的表达,同时上调p-p38和p-JNK通路蛋白的表达,进而调控下游p-STAT3和NF-κB通路蛋白的表达降低,并抑制β-catenin信号通路下调SNAI 1蛋白的表达,引起下游蛋白E-cadherin表达升高,最终诱导胃癌AGS细胞发生线粒体依赖性凋亡和抑制细胞迁移。4、FAD药物分子与胃癌受体蛋白间的结合模式通过数据库预测,进一步通过分子对接模拟确定结合位点FAD-PLA2G2A和FAD-HDAC1。结论:综上所述,法卡林二醇(FAD)积累AGS细胞内ROS水平,调控MAPK信号通路和下游STAT3、NF-κB及β-catenin信号通路关键蛋白,抑制细胞迁移和诱导细胞发生线粒体依赖性凋亡,从而表现出良好的抗胃癌作用,并预测FAD有2种靶向胃癌结合位点分别是PLA2G2A和HDAC1,为临床上胃癌的治疗与新药开发提供了实验数据和理论基础。
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