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研究背景:膀胱癌在我国泌尿生殖系统中是最常见的一种恶性肿瘤。据报道,人类肿瘤不能根治的主要因素之一是存在肿瘤干细胞。有研究分析表明,膀胱肿瘤干细胞的存在在人类膀胱肿瘤生长、进展的过程中起到重要的作用。因此,标记膀胱肿瘤干细胞将成为一种有效的治疗人类膀胱肿瘤的途径。姜黄素,是从姜黄等相关植物中所分离出的一种植物化学物,其具有较高的药用价值,且能够明显的抵抗氧化、抵抗炎症和抑制肿瘤等,可用于阿尔茨海默病、冠心病、癌症等多种疾病的治疗。然而,姜黄素对于在膀胱肿瘤干细胞中所起的作用还未曾被相关研究人员探索。Shh通路在干细胞的调节中发挥重要作用,被当作一种干细胞信号通路,其与肿瘤干细胞的存在、及发生发展密切相关。Purmorphamine是Shh通路较为常用的激活剂,其能够特异性的激活Shh通路。研究目的:在本实验中,利用无血清培养技术从膀胱肿瘤细胞系UM-UC-3和EJ中富集膀胱肿瘤干细胞,并研究姜黄素如何影响膀胱肿瘤干细胞,以及Shh通路在其中所发挥的作用。研究方法:在本课题中,我们探索了姜黄素抑制膀胱肿瘤干细胞相关作用机制。首先,利用UM-UC-3和EJ两种膀胱癌细胞系放在无血清培养液中进行培养,形成三维立体的细胞球,以此方法来富集膀胱肿瘤干细胞。然后利用各种浓度的姜黄素和Purmorphamine分别处理这些膀胱肿瘤干细胞球。应用流式细胞技术测量细胞球中处于各个不同周期阶段的细胞的百分比,和在含血清培养液中培养的贴壁细胞进行对比。应用免疫蛋白印记和定量PCR计数检测CD44、CD13、ALDH1-A1、OCT-4和Nanog等相关分子标记物的表达水平。利用免疫荧光染色对CD44分子的蛋白表达水平进行相关分析检测。研究结果:实验结果表明,相关干细胞标志物,比如Nanog、ALDH1-A1、CD44、CD133和OCT-4,在无血清培养形成的三维立体细胞球中高度表达。我们发现姜黄素下调Shh信号通路的表达,减少膀胱肿瘤干细胞球的形成,并且能够降低相关干细胞标志物(如Nanog、ALDH1-A1、CD44、CD133和OCT-4)的表达。同时,姜黄素能够下调相关增殖蛋白的表达,并上调相关凋亡蛋白的表达。而且,这种抑制作用可以被Purmorphamine所逆转。数据结果表明,姜黄素能够通过下调Shh信号通路的表达,从而对膀胱肿瘤干细胞的活性进行抑制。这为研究出新的膀胱癌化学药物治疗方法提供了一个新的思路。