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良性前列腺增生(Benign Prostatic Hyperplasia, BPH)及前列腺癌(Prostate Cancer, PCa)是老年男性中的常发病,随着我国逐渐步入老龄化社会,BPH和PCa的发病率会持续增高,将成为我国医疗卫生领域的一个严重挑战。目前对于BPH和 PCa的治疗手段,治疗效果还不能令人满意,因此,寻找新的治疗药物一直是研究人员关注的热点。 菝葜(Smilax china L.),又名金刚藤,在我国已有悠久的应用历史,并已被《中国药典》2010年版所收录。在实验室前期研究中,发现菝葜提取物对细菌性及非细菌性慢性前列腺炎均具有很好的治疗效果,基于炎症在其他前列腺疾病中扮演重要角色,为了探索其对其他前列腺疾病的治疗效果,本论文主要开展了以下两方面的研究:菝葜及其活性成分抗BPH及作用机制研究;菝葜中主要活性化合物薯蓣皂苷体外及体内抗PCa活性及作用机制研究。 第一部分 菝葜抗BPH活性及其作用机制研究 在本部分的实验中,我们首先对菝葜抗BPH活性部位进行了筛选。运用丙酸睾酮诱导去势大鼠前列腺增生模型,每日灌胃给予菝葜不同提取部位,连续三周。结果发现,菝葜正丁醇部位、水部位及大孔树脂部位能显著降低前列腺湿重、前列腺指数及血清PACP含量,病理组织检查发现,这三个部位也能改善BPH组织病理形态,并且菝葜大孔树脂部位效果最佳。通过这一小节的实验发现,菝葜提取物能够有效抑制前列腺增生,其中菝葜大孔树脂部位为抗BPH活性部位。 接着,对菝葜大孔树脂部位抗BPH的治疗效果及作用机制做了进一步研究。采用丙酸睾酮诱导去势大鼠前列腺增生模型,灌胃给予大鼠大孔树脂部位(300,600 mg/kg),连续三周。实验结果表明,菝葜大孔树脂部位能降低前列腺指数,改善BPH组织病理形态,降低BPH大鼠血清中DHT及IL-1β、TNF-α、IL-6的含量;另外大孔树脂部位还能降低VEGF、Bcl-2及PCNA的表达,增加Bax的表达。综上所述,菝葜大孔树脂部位通过抑制DHT的生成,降低炎症因子的含量,减少生长因子VEGF的表达以及调节凋亡和增殖来共同发挥其抗BPH作用。 最后,我们对菝葜大孔树脂部位主要化合物薯蓣皂苷元抗BPH进行了药效学及作用机制研究。采用丙酸睾酮诱导大鼠BPH模型,灌胃给予大鼠50、100mg/kg薯蓣皂苷元,连续三周。实验结果显示,薯蓣皂苷元能降低前列腺指数、血清PSA含量及前列腺组织中MDA含量,增加SOD、GSH-Px含量。病理学检查发现,薯蓣皂苷元能显著改善BPH组织形态。并且,薯蓣皂苷元能降低炎症因子IL-1β、TNF-α、IL-6mRNA的表达,以及降低Bcl-2,增加Bax、p53的表达。实验结果说明,薯蓣皂苷元能有效抑制BPH,其作用可能与改善BPH组织中的氧化应激状态、降低炎症因子的表达及促进细胞凋亡等有关。 第二部分 薯蓣皂苷体外及体内抗前列腺癌活性及作用机制研究 在本部分的实验中,先对薯蓣皂苷体外抑制前列腺癌LNCaP和PC-3细胞活性及其作用机制进行了研究。MTT比色法结果显示,薯蓣皂苷能浓度依赖性及时间依赖性地抑制LNCaP和PC-3细胞活性。Hoechst33342荧光染色观察细胞凋亡形态显示,经薯蓣皂苷作用24 h后,LNCaP和PC-3细胞均呈现出凋亡形态,如细胞核固缩,染色质变浓,以及出现凋亡小体等。流式细胞仪Annexin V-FITC/PI染色法检测结果显示,薯蓣皂苷能显著增加LNCaP和PC-3细胞凋亡比例。流式细胞仪JC-1染色法检测线粒体膜电位结果表明,薯蓣皂苷能诱导LNCaP和PC-3细胞线粒体膜电位降低。Western blot检测结果显示,LNCaP和PC-3细胞经薯蓣皂苷作用24h后,细胞色素c从线粒体内释放入胞浆中,procaspase-9、procaspase-3及Bcl-2表达降低,而cleaved caspase-9、cleaved caspase-3及Bax表达增加。实验结果说明,薯蓣皂苷对LNCaP和PC-3两种前列腺癌细胞均有显著的生长抑制作用,而其作用机制可能与诱导线粒体功能紊乱,促进caspase-9及caspase-3活化,进而促进细胞凋亡有关。 接着,运用前列腺癌裸鼠移植瘤模型,对薯蓣皂苷抗前列腺癌活性进行了体内研究。待移植瘤生长至约5×5mm时,每隔一天腹腔注射15及30mg/kg薯蓣皂苷。给药三周后,实验结果显示,薯蓣皂苷能抑制前列腺癌移植瘤生长,相对肿瘤体积显著降低。经病理学检查发现,薯蓣皂苷对血液系统、肝肾功能均无明显毒性,病理切片观察发现,薯蓣皂苷治疗组肿瘤组织中出现大量细胞凋亡、坏死。TUNEL法结果显示,薯蓣皂苷治疗组前列腺癌移植瘤组织中凋亡细胞比例显著上升,且免疫组化实验发现,Bcl-2表达下降,Bax表达上升,最后western blot结果也表明,薯蓣皂苷能使移植瘤组织中cleaved caspase-9、cleaved caspase-3、cleaved PARP、Bax表达均上升,而Bcl-2表达下降。实验结果说明,薯蓣皂苷能有效抑制前列腺癌裸鼠移植瘤生长,而其作用可能与诱导线粒体凋亡途径有关。