花生红衣原花青素干预前列腺癌细胞病变效果及作用机制

来源 :华中农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:Biremoon
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前列腺癌是影响全球男性健康的重要癌症之一,近年来,我国前列腺癌的发病率和致死率呈逐年上升趋势,与此同时,目前治疗前列腺癌的药物和技术,存在疗效不明显,治疗费用高,甚至对人体存在一定副作用等问题,因此有关前列腺癌的治疗和预防研究引起科研人员和公众的广泛关注。其中,植物多酚在抗癌和治疗由氧化应激损伤造成的癌症的研究成为研究者们关注的热点。花生红衣是花生加工后的主要副产物之一,其含有丰富的A型和B型原花青素,且以A型原花青素为主。原花青素由于其具有较强的抗氧化性,被广泛用于癌症的治疗和预防中,然而重点关注花生红衣中不同构型低聚原花青素对前列腺癌的抑制研究和由氧化应激损伤引起的前列腺癌的预防研究却鲜见文献报道。因此,本文选用雄激素非依赖性前列腺癌细胞株DU145细胞,以花生红衣原花青素(PSP)及经过凝胶色谱分离得到的不同级分PSPs(PSP-1~6)为原料,首先进行体外抗肿瘤效果评价,利用MTT筛选出活性较优的级分,借助荧光显微镜、透射电镜、流式细胞仪以及蛋白免疫印迹、荧光定量PCR等多种手段进一步研究其抗前列腺癌的作用机制;同时继续选用DU145细胞构建H2O2诱导前列腺氧化应激损伤模型,研究PSPs对氧化应激损伤抑制作用,筛选出抑制效果较优的级分,并借助多指标、多手段、多途径进一步探究其对前列腺的保护机制;在此基础上,借助高分辨液质联用技术对具有预防和治疗前列腺癌变的PSP进行鉴定,期望为后续研究原花青素在防治前列腺癌的应用提供理论依据和实验支撑。主要结果如下:1.PSP及PSPs体外抗前列腺癌细胞DU145癌变效果及作用机制研究花生红衣提取纯化得到PSP以及PSP经凝胶色谱分离得到6个原花青素级分(PSP-1~6)在一定高浓度范围内(12.5μg/m L、25μg/m L、50μg/m L、100μg/m L)对前列腺癌细胞DU145均具有体外抑制作用,并具有明显的剂量效应,其中PSP-2的作用效果最为明显,其IC50为48.565μg/m L;通过光学显微镜和荧光显微镜及透射电镜可以进一步发现并确认,PSP-2可以明显诱导前列腺癌细胞DU145发生凋亡;利用流式细胞术检测发现,细胞凋亡率随PSP-2浓度增大而逐渐增大,最高达到50.33%;同时,PSP-2可诱导DU145细胞周期阻滞于S期并诱导其凋亡;而且PSP-2诱导DU145细胞发生凋亡时,细胞内ROS水平会随药物浓度升高而逐渐升高,从Western Blot和q RT-PCR结果可以看出,PSP-2上调p53基因和蛋白表达,同时诱导细胞内Bcl-2基因和蛋白表达下降,Bax基因和蛋白表达上升,从而使得Bcl-2/Bax的比值下降,通过系列级联反应,最后激活Caspase-3蛋白酶的基因和蛋白表达量,使DU145细胞发生凋亡,从而体现花生红衣原花青素具有体外抗前列腺癌的效果。2.PSP及PSPs体外抑制前列腺癌细胞DU145受氧化应激损伤研究120μmol/L H2O2刺激DU145细胞2 h,细胞存活率约为50%,细胞内ROS含量上升,SOD、CAT和GSH含量降低,表明DU145细胞受到氧化应激损伤;同时,DU145细胞周期被阻滞于S期并被诱导发生凋亡。在一定低浓度条件下(0.2μg/m L、1μg/m L、5μg/m L),PSP以及PSP-1~6预处理DU145细胞后,均可以提高DU145细胞的存活率,其中PSP与PSP-4保护效果相当,并明显强于其他级分;其保护机制是由于PSP和PSP-4可以缓解由于氧化应激损伤而导致的细胞周期阻滞和细胞凋亡,并且显著性提高了SOD酶活力,从而分解自由基;同时显著升高了抗氧化酶系统CAT酶和非抗氧化酶系统的GSH含量,能进一步分解自由基及其分解产物,最终降低细胞内ROS含量,从而抑制细胞发生氧化应激损伤,对细胞起到了保护作用;Western Blot结果显示,一定低浓度范围的PSP和PSP-4预处理DU145细胞可以抑制细胞内ERK1/2和JNK1/2的磷酸化水平,经过系列信号转导后导致细胞内Bax蛋白水平下降,Bcl-2蛋白水平升高,Bcl-2/Bax比值增大,最终通过级联反应,使cleaved Caspase-9和cleaved Caspase-3蛋白酶表达水平降低,从而降低由细胞氧化应激损伤导致的细胞凋亡,对细胞起到保护作用。3.PSPs体外干预前列腺癌细胞DU145病变的有效成分鉴定使用UPLC-Q-TOF-MS/MS对PSP-2和PSP-4进行了鉴定,结果显示,从花生红衣中提取纯化,并经过凝胶色谱分离得到的对前列腺癌细胞DU145具有较强促凋亡作用的PSP-2主要由原花青素B3及另一种可能由1个原花青素结构单元(儿茶素/表儿茶素)与一个木犀草素/山奈酚相连形成的原花青素二聚体组成,其分子量为574.1044;而对DU145细胞具有较强氧化应激损伤抑制作用的PSP-4主要由原花青素A1和原花青素A2组成。
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