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基本信息
- 項目名稱：
- 芹菜素對乳腺癌MCF-7細胞系增殖抑制作用及其機制的研究
- 小類：
- 生命科學(xué)
- 簡介：
- 本研究以乳腺癌MCF-7細胞系為研究對象，探討芹菜素對其細胞周期的影響，以及不同濃度芹菜素處理后MCF-7細胞自噬水平的變化，并對以上兩方面機制進行初步討論
- 詳細介紹：
- 方法：常規(guī)培養(yǎng)MCF-7細胞，用四甲基偶氮唑鹽法（MTT法）和克隆形成實驗評價芹菜素對乳腺癌MCF-7細胞系細胞增殖的影響。流式細胞儀檢測不同濃度芹菜素對MCF-7細胞系細胞周期的阻滯作用和自噬的誘導(dǎo)作用。Western Blotting檢測周期相關(guān)蛋白的表達和自噬相關(guān)蛋白的表達。吖啶橙染色和GFP-LC3質(zhì)粒轉(zhuǎn)染后，熒光顯微鏡觀察細胞自噬囊泡的情況。 結(jié)果：MTT和克隆形成試驗顯示：芹菜素對MCF-7細胞具有明顯的增殖抑制作用。流式細胞計數(shù)顯示：芹菜素能夠使MCF-7細胞產(chǎn)生明顯的G2/M期阻滯，不同濃度組細胞G2/M期所占的比例具有顯著性差異（p<0.05）；芹菜素能夠誘導(dǎo)MCF-7細胞發(fā)生自噬，且自噬程度隨藥物濃度的增加而增加，具有統(tǒng)計學(xué)差異（p<0.05）。AO染色流式細胞儀檢測結(jié)果顯示：隨著芹菜素濃度的增高，自噬的熒光強度逐漸增強，具有顯著性差異（p＜0.05）。GFP-LC3質(zhì)粒轉(zhuǎn)染結(jié)果顯示：隨著芹菜素濃度的增高，綠色熒光顆粒逐漸增多，且熒光強度明顯增強，具有顯著性差異（p＜0.05）。Western Blotting顯示，隨著芹菜素濃度的增加，cyclinA，cyclinB1，Cdc2，Cdc25C含量降低，p21，p-Cdc2，p-Cdc25Cc，p-Chk-2含量增加。此外，芹菜素處理后PI3K/Akt通路中p-Akt的含量減少；LC3的含量增加，p-Akt及mTOR的表達均明顯減少。 結(jié)論：芹菜素主要通過細胞周期阻滯及誘導(dǎo)細胞發(fā)生自噬性死亡這兩種方式抑制細胞增殖，其機制可能與PI3K/Akt通路的抑制有關(guān)。
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 乳腺癌已成為嚴(yán)重危害女性健康的疾病，發(fā)病率有逐年增加的趨勢。目前乳腺癌治療主要是手術(shù)及術(shù)后化療，但多數(shù)藥物在殺傷癌細胞的同時，也對正常細胞造成損傷，其副作用影響著患者的生活質(zhì)量。 因此，從天然植物中尋找低毒，高效的抗腫瘤藥物成為目前研究的熱點。本研究以乳腺癌MCF-7細胞系為研究對象，探討芹菜素對其細胞周期的影響，及不同濃度芹菜素處理后細胞自噬水平的變化，并對以上兩方面機制進行初步討論
科學(xué)性、先進性及獨特之處
- 目前，乳腺癌化療雖能明顯改善乳腺癌患者預(yù)后，但其副作用卻限制了化療藥物的使用。芹菜素有別于其他藥物，它不僅能有效抑制癌細胞增殖，且副作用較小，應(yīng)用前景廣泛；芹菜素能通過阻滯細胞周期，誘導(dǎo)細胞發(fā)生自噬性死亡等方式有效抑制乳腺癌MCF-7細胞系增殖，并在分子水平對其機制進行初步探討。芹菜素體內(nèi)試驗為將來的臨床試驗提供參考。
應(yīng)用價值和現(xiàn)實意義
- 芹菜素作為一種低毒副作用的新型輔助化療藥物，擁有著廣闊的應(yīng)用前景，它不僅可以與傳統(tǒng)化療藥一起協(xié)同作用于腫瘤細胞，降低傳統(tǒng)化療藥的使用劑量，減少毒副作用，它還可以在預(yù)防腫瘤發(fā)生方面發(fā)揮自己的獨特優(yōu)勢。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 本研究以乳腺癌MCF-7細胞系為研究對象，探討芹菜素對細胞周期的影響，及不同濃度芹菜素處理后細胞自噬水平的變化，并對以上兩方面機制進行初步討論。 MTT和克隆形成試驗：芹菜素對MCF-7細胞具有明顯的增殖抑制作用。流式細胞計數(shù)：芹菜素能使MCF-7細胞產(chǎn)生G2/M期阻滯，不同濃度組細胞G2/M期所占比例差異顯著；芹菜素能誘導(dǎo)MCF-7細胞發(fā)生自噬，且自噬程度隨藥物濃度增加而增加。AO染色流式細胞儀檢測：隨芹菜素濃度增高，自噬熒光強度逐漸增強，具有顯著性差異。GFP-LC3質(zhì)粒轉(zhuǎn)染：隨芹菜素濃度增高，綠色熒光顆粒逐漸增多，且熒光強度明顯增強，具有顯著性差異。Western Blotting：隨芹菜素濃度增加，cyclinA，cyclinB1，Cdc2，Cdc25C含量降低，p21，p-Cdc2，p-Cdc25Cc，p-Chk-2含量增加。此外，芹菜素處理后PI3K/Akt通路中p-Akt的含量減少；LC3含量增加，p-Akt及mTOR表達均明顯減少。 結(jié)論：芹菜素主要通過細胞周期阻滯及自噬性死亡這兩種方式抑制細胞增殖，機制可能與PI3K/Akt通路的抑制有關(guān)。
獲獎情況
- 無
鑒定結(jié)果
- 無
參考文獻
- 1.Patel, D., Shukla, S. & Gupta, S. Apigenin and cancer chemoprevention: progress, potential and promise (review). Int J Oncol 30, 233-245 (2007). 2.Choi, E.J. & Kim, G.H. Apigenin causes G(2)/M arrest associated with the modulation of p21(Cip1) and Cdc2 and activates p53-dependent apoptosis pathway in human breast cancer SK-BR-3 cells. J Nutr Biochem 20, 285-290 (2009). 3.Hu, X.W., Meng, D. & Fang, J. Apigenin inhibited migration and invasion of human ovarian cancer A2780 cells through focal adhesion kinase. Carcinogenesis 29, 2369-2376 (2008). 4.Choi, E.J. & Kim, G.H. 5-Fluorouracil combined with apigenin enhances anticancer activity through induction of apoptosis in human breast cancer MDA-MB-453 cells. Oncol Rep 22, 1533-1537 (2009). 5.Hennessy, B.T., Smith, D.L., Ram, P.T., Lu, Y. & Mills, G.B. Exploiting the PI3K/AKT pathway for cancer drug discovery. Nat Rev Drug Discov 4, 988-1004 (2005).
同類課題研究水平概述
- 乳腺癌已成為嚴(yán)重危害女性健康的疾病，且發(fā)病率有逐年增加趨勢。目前，乳腺癌治療主要是手術(shù)及術(shù)后化療，但多數(shù)化療藥物在殺傷癌細胞的同時，也對正常細胞造成損傷，其副作用在一定程度上影響了腫瘤患者的生活質(zhì)量。 因此，從天然植物中尋找低毒，高效的抗腫瘤藥物成為目前研究點。 芹菜素是一種黃酮類化合物，廣泛存在于蔬菜，水果及茶葉中。據(jù)報道，芹菜素能夠?qū)θ橄侔?，前列腺癌等多種癌細胞系產(chǎn)生增殖抑制作用。因其能夠選擇性地抑制腫瘤細胞增殖而對正常細胞影響較小，且具有毒性小、致突變作用低等優(yōu)勢引起人們廣泛關(guān)注。 標(biāo)準(zhǔn)細胞周期分為四期：G1期、S期、G2期和M期。細胞周期中，基因組DNA在S期完整地復(fù)制成兩份拷貝，然后在M期將這兩份拷貝準(zhǔn)確無誤地分配給子代細胞。如果這一過程出現(xiàn)錯誤，且沒有及時糾正，將導(dǎo)致基因組的不穩(wěn)定，甚至變異。但細胞在長期的進化中發(fā)展出一套保證細胞周期中DNA復(fù)制和染色體分配質(zhì)量的檢查機制，被稱為細胞周期檢查點。整個細胞周期中存在著兩個重要的檢查點，分別為G1/S和G2/M周期檢查點。一旦細胞DNA受到損傷，細胞周期就會被阻滯在G1/S或G2/M檢查點，從而給細胞充分的時間對DNA進行修復(fù)，這樣便保證細胞遺傳的穩(wěn)定性。 自噬是細胞利用溶酶體降解自身受損的細胞器和大分子物質(zhì)過程，是真核細胞特有的生命現(xiàn)象。自噬與腫瘤的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。當(dāng)腫瘤細胞處于缺氧、缺乏營養(yǎng)物質(zhì)等不利環(huán)境時，細胞迫切需要能量產(chǎn)生，這時自噬所介導(dǎo)的分解代謝過程開始發(fā)揮作用，該過程產(chǎn)生的氨基酸、脂肪酸等降解產(chǎn)物可供細胞重新利用，使細胞內(nèi)環(huán)境恢復(fù)穩(wěn)定。另外自噬與腫瘤細胞的耐藥性密切相關(guān)。化療藥物會造成細胞器的損傷，使細胞內(nèi)環(huán)境遭到破壞。但腫瘤細胞能通過自噬可清除受損的細胞器，從而避免凋亡產(chǎn)生。由此可見，自噬是一種自我保護機制，可降低腫瘤細胞受到的應(yīng)激損傷，維持了細胞內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài),但這種作用卻成為了抗腫瘤治療的障礙。 然而，大量證據(jù)證明，自噬除了具有保護細胞，維持細胞生存作用外，還可能因自噬過度而發(fā)生自噬性死亡，而這一機制被認為是抑制腫瘤發(fā)生的機制之一。實驗證明，有些細胞死亡伴有自噬特征，細胞中有大量自噬體存在，長期應(yīng)激狀態(tài)及不斷進展的自噬作用最終會導(dǎo)致細胞死亡。因此，自噬對腫瘤具有雙向作用，即自噬既能促進腫瘤生長也能促進腫瘤退化。
