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乳腺癌(Breast Cancer)是目前全球女性发病率最高的恶性肿瘤,虽然现有的乳腺癌预防与治疗研究取得了重要进展,但是许多的重要问题还有待解决。有报道认为GSK-3β激酶与细胞自噬的发生关系密切,而细胞自噬不仅只对肿瘤细胞具有保护作用,由其引起的自噬性死亡则能促进肿瘤细胞的死亡。此外,蛋白酶体抑制剂因其对肿瘤细胞的相对选择性,已成为包括乳腺癌在内的肿瘤治疗研究的热点。桑色素则是本研究通过计算模拟及分子生物学实验而筛选并鉴定的一种天然的新蛋白酶体抑制剂。研究证明,桑色素既能提高肿瘤细胞对其它抗肿瘤药物的敏感性,又能对肿瘤细胞造成更大的细胞毒性,在未来的癌症治疗中将发挥重要的作用。因此,本研究利用人类乳腺癌细胞MCF-7作为模型,并将人乳腺上皮细胞MCF-10A设为对照,分析并阐明桑色素对乳腺癌细胞的生长抑制作用及其机理。本研究通过蛋白酶体活性实验确证了桑色素对纯化的20S蛋白酶体活性具有抑制效果,进一步也发现桑色素对两种细胞内的26S蛋白酶体作用具有相对选择性。它能导致MCF-7细胞内的26S蛋白酶体活性明显下降,引起泛素化蛋白的积累,而在MCF-10A细胞中400μmol/L浓度的桑色素只能引起20%左右的抑制效果。细胞流式结果显示,200μmol/L的桑色素就能诱导MCF-7细胞G2/M期阻滞的发生,而MCF-10A细胞中400μmol/L的桑色素才发生G2/M期阻滞。同时,MTT实验结果和Western Blot实验结果也显示了桑色素能更有效地抑制MCF-7细胞增殖并降低其细胞活力,诱导PARP蛋白的切割,而MCF-10A细胞内的PARP蛋白没有变化。这提示了桑色素对乳腺癌细胞MCF-7具有更强的细胞毒性,能够诱导细胞凋亡的发生,而MCF-10A对桑色素则具有更高的耐受性。本研究也发现,在MCF-7细胞中,桑色素能导致自噬相关蛋白LC3-Ⅱ/Ⅰ比例升高及Beclin-1的表达上调。在巴佛洛霉素-A1抑制由桑色素诱导的细胞自噬后,MCF-7细胞凋亡比例上升了将近15%,PARP蛋白的切割也更为显著。这说明了,桑色素诱导的细胞自噬活动对MCF-7细胞具有保护作用。另外,桑色素处理的MCF-7细胞中β-catanin和p-GSK-3β (Ser9)的蛋白水平上升,这证明桑色素能够抑制乳腺癌细胞MCF-7细胞中GSK-3β激酶的活性。综上,本研究初步分析了桑色素对乳腺癌细胞生长的影响,阐明了桑色素对其生长抑制作用的部分分子机制,进一步验证了桑色素特异性的抗肿瘤作用。