BH3结构域拟似物诱导大肠癌细胞凋亡机理的研究

摘要

大肠癌是消化道中常见的恶性肿瘤，严重地威胁人类的健康，其发病机制尚未完全阐明。许多学者认为大肠癌的发生不仅与癌基因突变、抑癌基因失活有关，而且与细胞增殖、凋亡调控失衡有密切关系。细胞凋亡是在一定的生理或病理条件下进行的程序性细胞死亡(Programmedcelldeath)，是一种受基因调控的明显不同于坏死性细胞死亡的细胞自灭过程。就目前所知，凋亡至少通过两种主要的途径来介导和调节：①死亡受体途径；②线粒体途径。 BH3-only蛋白是启动以线粒体途径为主的细胞凋亡的必要条件，当细胞受到一些细胞毒信号刺激时，BH3-only蛋白活化，并通过一定的方式活化Bax或Bak，使Bax和Bak在线粒体膜上形成寡聚物，使膜通透性增加，释放促凋亡蛋白如细胞色素C，驱使caspase活化，介导细胞凋亡。凋亡调控失常可导致细胞增生失衡，常被认为是肿瘤形成的机制之一。近年来研究表明，凋亡与肿瘤的发生、发展和转归有密切关系。 BH3结构域拟似物BH3I-2'(3-碘-5-氯-N-{2-氯-5-[(4-氯苯基)磺基]苯基}-2-水杨酰胺)可通过干扰促凋亡蛋白与抗凋亡蛋白之间的平衡，引起细胞凋亡。 本实验通过检测经BH3I-2'作用前后大肠癌细胞HCT116的增殖、凋亡等生物学特性及跨膜电位、Pro-caspase-3蛋白表达水平的变化，离体水平探讨BH3I-2'诱导HCT116细胞凋亡及其凋亡机理。 实验方法 1、MTT法 2、流式细胞仪FITC/PI双染法、3、流式细胞仪JC-1单染法、4、WesternBlot法本实验采用以上方法检测BH3I-2'处理HCT-116细胞前后的细胞毒性、细胞凋亡、线粒体跨膜电位及Pro-caspase-3蛋白表达的变化。 实验结果 1、BH31-2'对HCT116细胞增殖情况的影响：浓度为30、40、50、60、70、80、90μmol/LBH3I-2'处理HCT116细胞24h后，其生长抑制率分别为：10.08±1.12、23.13±1.46、34.37±1.61、43.36±1.92、67.79±1.66、76.53±1.89、86.69±1.52(mean±SD，n=3，P<0.05)。其IC50为60μmol/L。 2、BH3I-2'可诱导HCT116细胞凋亡：60μmol/LBH3I-2'处理HCT116细胞2、4、8、24h后检测细胞凋亡情况，其早期凋亡率分别为：12.91±1.88、8.49±0.77、5.32±1.27、3.59±1.30，晚期凋亡率分别为：24.22±2.20、7.44±2，36、40.67±1.78、45.52±1.23(mean±SD，n=3，P<0.05)。但随着时间的增加早期凋亡细胞减少，晚期凋亡细胞增加。 3、BH3I-2'可引起HCT116细胞线粒体内膜损伤：60μmol/LBH3I-2'分别处理细胞0、1、2、4、6、24h后跨膜电位变化情况，第一象限细胞凋亡率分别为91.32±2.18、89.76±1.12、89.67±1.46、89.45±1.90、84.60±1.49*、83.71±1.39*，第四象限细胞凋亡率分别为5.24±0.91、6.63±1.24、6.81±1.17、9.38±1.18*、10.14±1.23*、13.72±1.64*(mean±SD，n=3，*P<0.05)。BH3I-2'处理细胞6h后△Ψm快速下降，且作用时间越长，△Ψm下降的程度越显著。 4、BH3I-2'对HCT116细胞凋亡的诱导作用依赖于caspase-3的活化：60μmol/LBH3I-2'分别处理细胞0、2、4、6、8、12h时pro-caspase-3蛋白的表达情况，其灰度值比分别为1.05±0.09、0.91±0.09、0.84±0.08、0.63±0.10*、0.56±0.10*、0.53±0.12*(mean±SD，n=3，*P<0.05)。BH3I-2'处理细胞6h后pro-caspase-3蛋白表达下调，且随着作用时间延长而增强。 结论： 1、BH3I-2'可抑制人大肠癌HCT116细胞增殖。 2、BH3I-2'可促进人大肠癌HCT116细胞凋亡。 3、BH3I-2'诱导人大肠癌HCT116细胞凋亡过程中引起了线粒体跨膜电位降低。 4、BH3I-2'诱导人大肠癌HCT116细胞凋亡过程中caspase-3蛋白被活化。

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