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目的:肺癌是最常见的恶性肿瘤,在全世界范围内,也是肿瘤导致死亡的首位原因。非小细胞肺癌是肺癌最常见的一种类型。非小细胞肺癌细胞对凋亡的抵抗性是抗肿瘤治疗的一大主要的障碍。因此,目前研究关注的热点是那些能提高治疗抵抗非小细胞肺癌细胞凋亡的新型复合物的发展。双氢青蒿素是一种重要的青蒿素衍生物,是从中草药植物青蒿素中提取出来的天然产物。作为一种非常有效的抗疟疾药物,双氢青蒿素(DHA)在全世界范围内已经是治疗抗疟原虫的一线治疗药。近期研究发现DHA对乳腺癌,乳头瘤病毒导致的宫颈癌,肝癌和胰腺癌有着良好的效果,此外,DHA对肺癌可以通过诱导凋亡达到抗肿瘤的作用,而没有明显的副作用。并且,电离辐射可以使DHA诱导非小细胞肺癌细胞凋亡。除了它的突出的凋亡效果,DHA还会影响肿瘤细胞的功能,包括肿瘤的增殖、血管发生、免疫调节。但是,DHA抗肿瘤的确切机制仍然需要研究。很多肿瘤细胞有都有一种特征,可以增加葡萄糖摄取和有氧糖酵解。生成乳酸的糖酵解和通过柠檬酸降低线粒体氧化磷酸化代谢(TCA)循环常见于癌细胞。这显著的代谢变化,称为Warburg效应,使肿瘤细胞在缺氧条件下同样有优势。因此,肿瘤细胞对于糖酵解的特殊性使得其对于特异糖酵解靶点抑制剂的干扰治疗更敏感。糖酵解抑制剂2DG,作用于糖酵解启始酶己糖激酶,已经被作为一种有前景的靶向肿瘤代谢改变的治疗化合物研究了。一些证据表明,作用于糖酵解治疗非小细胞肺癌可能是一个很好的方法。这些用糖酵解抑制剂2-脱氧葡萄糖(2DG)处理的非小细胞肺癌细胞出现线粒体呼吸缺陷,凋亡增多现象。本研究是以两种非小细胞肺癌细胞为研究对象,研究双氢青蒿素及联合2-脱氧葡萄糖(2DG)对它们的作用及机制研究。 实验方法:1、MTT法检测细胞的存活率 2、克隆形成实验检测细胞的增殖 3、流式细胞术检测细胞凋亡率 4、全自动生化分析仪测定培养基葡萄糖含量 5、乳酸检测试剂盒检测乳酸的含量 6、ATP检测试剂盒检测ATP的含量 7、蛋白印记分析细胞蛋白量 8、荧光光度计法检测半胱天冬酶的活性 9、流式细胞术测定细胞内活性氧生成量 实验结果:1、双氢青蒿素能减少非小细胞肺癌细胞存活率 2、双氢青蒿素抑制非小细胞肺癌细胞的增殖 3、双氢青蒿素诱导非小细胞肺癌细胞的凋亡 4、双氢青蒿素抑制非小细胞肺癌细胞对葡萄糖的摄取 5、双氢青蒿素抑制非小细胞肺癌细胞的糖酵解代谢 6、双氢青蒿素引起的非小细胞肺癌细胞糖酵解代谢与mTOR激活和GLUT1表达受到抑制有关 7、上调mTOR活化程度能增加被双氢青蒿素抑制的糖代谢水平及细胞的存活率 8、葡萄糖转运蛋白1的过表达可抑制双氢青蒿素引起的细胞死亡 9、葡萄糖干扰双氢青蒿素引起的非小细胞肺癌细胞毒性作用 10、双氢青蒿素联合糖酵解抑制剂作用于非小细胞肺癌细胞可以减少细胞的存活率和诱导细胞凋亡 11、双氢青蒿素联合2脱氧葡萄糖作用于非小细胞肺癌细胞是通过内源性和外源性两个途径来诱导细胞凋亡的。 结论:我们的研究证明在A549细胞和PC-9细胞中,双氢青蒿素可以降低细胞活力及细胞的集落形成的能力,诱导细胞凋亡。此外,我们还首次证明在非小细胞肺癌中DHA可以抑制葡萄糖的摄取。而且,DHA还可以是其的糖酵解代谢减弱,抑制ATP及乳酸的生成。因此,我们证明经过DHA处理的非小细胞肺癌细胞中的磷酸化的S6核糖体蛋白及MTOR蛋白还有GLUT1蛋白水平明显减少。高表达的Rherb作用的MTOR蛋白的上调作用可以增加糖酵解代谢和细胞的活力及,而这一作用被DHA抑制了。这些结果都证明DHA抑制的糖酵解代谢可能和MTOR蛋白激活和GLUT1蛋白表达有关。我们还发现GLUT1蛋白的过表达显著减弱了DHA介导的非小细胞肺癌细胞的凋亡。在A549及PC-9细胞的实验中,DHA联合2-脱氧-D葡萄糖(一种糖酵解抑制剂)显著减少了细胞的活力,增加了细胞的凋亡。然而,这两种物质的联合使用对Wl-38细胞(一种正常的肺纤维细胞系)的毒性作用非常微小。更重要的,2DG协同DHA诱导半胱氨酸酶-9,8,3的激活,同时提高了细胞质细胞色素酶c和AIF的水平。然而,2DG不能提高由DHA引起的活性氧的水平。总之,以上结果显示,DHA联合2DG在非小细胞肺癌细胞诱导凋亡作用同时包含体内固有和外在凋亡途径。生成乳酸和通过三羧酸循环减少的线粒体有氧磷酸化代谢常见于肿瘤细胞中。