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基本信息
- 項(xiàng)目名稱(chēng)：
- 青蒿素對(duì)人宮頸癌HeLa細(xì)胞輻射增敏作用的研究
- 來(lái)源：
- 第十一屆“挑戰(zhàn)杯”國(guó)賽作品
- 小類(lèi)：
- 生命科學(xué)
- 大類(lèi)：
- 自然科學(xué)類(lèi)學(xué)術(shù)論文
- 簡(jiǎn)介：
- 本研究緊扣當(dāng)今國(guó)內(nèi)外腫瘤放射治療領(lǐng)域中的研究熱點(diǎn)——尋找新的腫瘤放射治療增敏藥物，首次深入地探討了傳統(tǒng)抗瘧中藥青蒿素（Artemisinin，ART）對(duì)人宮頸癌HeLa細(xì)胞輻射增敏作用及機(jī)制。研究結(jié)果證實(shí)：青蒿素可以選擇性提高人宮頸癌p53突變型HeLa細(xì)胞的輻射敏感性，而對(duì)人宮頸癌p53野生型Siha細(xì)胞沒(méi)有輻射增敏作用，對(duì)人正常成纖維GM細(xì)胞的輻射敏感性沒(méi)有影響；青蒿素主要通過(guò)抑制人宮頸癌HeLa細(xì)胞因照射所引起的G2期阻滯，提高其輻射敏感性。本研究結(jié)果為青蒿素作為放射增敏藥物應(yīng)用于臨床腫瘤放療提供理論依據(jù)和實(shí)驗(yàn)資料，這對(duì)于臨床上選擇性增加射線(xiàn)對(duì)腫瘤細(xì)胞的殺傷性、降低放射治療時(shí)電離輻射對(duì)正常組織的損傷、提高腫瘤患者的生存質(zhì)量等，均具有十分重要的意義。
- 詳細(xì)介紹：
- 本研究緊扣當(dāng)今國(guó)內(nèi)外腫瘤放射治療領(lǐng)域中的研究熱點(diǎn)——尋找新的腫瘤放射治療增敏藥物，通過(guò)采用MTT法、克隆形成法、流式細(xì)胞術(shù)、Western-blot技術(shù)等分子生物學(xué)和細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)手段，首次深入地探討了傳統(tǒng)抗瘧中藥青蒿素（Artemisinin，ART）對(duì)人宮頸癌HeLa細(xì)胞輻射增敏作用；通過(guò)比較青蒿素對(duì)人宮頸癌p53突變型HeLa細(xì)胞(代表了p53基因突變或功能缺失的人類(lèi)中晚期或轉(zhuǎn)移的腫瘤細(xì)胞)及人宮頸癌p53野生型Siha細(xì)胞、人正常成纖維GM細(xì)胞(具有p53功能)的抑制效應(yīng)、輻射增敏作用的差異性，探討輻射增敏作用機(jī)制。 研究結(jié)果表明，青蒿素對(duì)人宮頸癌p53突變型HeLa細(xì)胞的直接抑制作用高于人宮頸癌p53野生型Siha細(xì)胞、人正常成纖維GM細(xì)胞；青蒿素能提高人宮頸癌p53突變型HeLa細(xì)胞的輻射敏感性，而對(duì)人宮頸癌p53野生型Siha細(xì)胞沒(méi)有輻射增敏作用，對(duì)人正常成纖維GM細(xì)胞的輻射敏感性沒(méi)有影響，證實(shí)了青蒿素可以選擇性提高人宮頸癌p53突變型HeLa細(xì)胞的輻射敏感性，這對(duì)于臨床上選擇性增加射線(xiàn)對(duì)腫瘤細(xì)胞的殺傷性、降低放射治療時(shí)電離輻射對(duì)正常組織的損傷、提高腫瘤患者的生存質(zhì)量等，均具有十分重要的意義。本研究主要結(jié)論有： 1、首次證實(shí)了青蒿素對(duì)人宮頸癌p53突變型HeLa細(xì)胞具有明顯的輻射增敏作用，輻射增敏比（SER）為1.21，且輻射增敏作用隨射線(xiàn)劑量、藥物濃度的增大而增強(qiáng)，隨作用時(shí)間的增長(zhǎng)而增強(qiáng)；而青蒿素對(duì)于p53突變型的人宮頸癌Siha細(xì)胞和人正常成纖維GM細(xì)胞沒(méi)有輻射增敏作用； 2、首次證實(shí)了青蒿素能抑制人宮頸癌p53突變型HeLa細(xì)胞因照射所引起的G2期阻滯，而對(duì)人宮頸癌p53野生型Siha細(xì)胞和人正常成纖維GM細(xì)胞因照射引起的細(xì)胞周期改變無(wú)明顯影響； 3、首次證實(shí)了青蒿素可降低照射后HeLa細(xì)胞內(nèi)wee1蛋白表達(dá)水平，提高cyclinB1蛋白表達(dá)水平，對(duì)p53野生型的宮頸癌Siha細(xì)胞和人正常成纖維GM細(xì)胞wee1和cyclinB1蛋白表達(dá)水平?jīng)]有影響，提示青蒿素可通過(guò)對(duì)G2期調(diào)控關(guān)鍵因子wee1、cyclinB1蛋白的調(diào)節(jié)，抑制照射誘導(dǎo)的細(xì)胞G2/M期阻滯，發(fā)揮對(duì)p53突變型宮頸癌HeLa細(xì)胞的輻射增敏作用； 4、同時(shí)，證實(shí)了青蒿素對(duì)宮頸癌HeLa細(xì)胞的抑制率在研究范圍內(nèi)呈濃度依賴(lài)性；相同濃度的青蒿素對(duì)HeLa細(xì)胞的抑制率高于Siha細(xì)胞和人正常成纖維GM細(xì)胞，即青蒿素對(duì)正常GM細(xì)胞毒性較小。 研究結(jié)論：青蒿素能提高人宮頸癌p53突變型HeLa細(xì)胞的輻射敏感性，對(duì)正常GM細(xì)胞的輻射敏感性沒(méi)有影響，且青蒿素對(duì)人正常細(xì)胞毒性較小。這一研究結(jié)論不僅對(duì)于將青蒿素作為放療增敏藥物應(yīng)用于臨床腫瘤放療具有十分重要的意義，而且，更重要的是，對(duì)于選擇性提高臨床上常常表現(xiàn)為p53基因突變或功能缺失的人類(lèi)中晚期或轉(zhuǎn)移的腫瘤細(xì)胞的放療療效、降低放射治療時(shí)對(duì)正常組織器官的損傷等具有進(jìn)一步的指導(dǎo)意義。
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作品專(zhuān)業(yè)信息
撰寫(xiě)目的和基本思路
- 目的：探討青蒿素對(duì)人宮頸癌HeLa細(xì)胞的選擇性輻射增敏作用及機(jī)制，為將青蒿素作為輻射增敏藥物應(yīng)用于臨床腫瘤放療提供實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)和理論依據(jù)。 思路：MTT法檢測(cè)青蒿素對(duì)HeLa細(xì)胞的抑制效應(yīng)；克隆形成法觀察青蒿素對(duì)HeLa細(xì)胞輻射敏感性的影響；細(xì)胞凋亡實(shí)驗(yàn)比較青蒿素對(duì)不同細(xì)胞的輻射增敏作用；流式細(xì)胞術(shù)比較青蒿素聯(lián)合輻射對(duì)具有不同p53功能細(xì)胞的細(xì)胞周期及細(xì)胞周期調(diào)控相關(guān)蛋白的影響。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 本研究首次證實(shí)青蒿素對(duì)缺乏p53功能的腫瘤細(xì)胞的選擇性輻射增敏作用。青蒿素為我國(guó)傳統(tǒng)抗瘧中藥，國(guó)內(nèi)外尚未見(jiàn)青蒿素對(duì)人宮頸癌HeLa細(xì)胞的輻射增敏作用的報(bào)道。本課題關(guān)于“青蒿素能選擇性地提高人宮頸癌p53突變型HeLa細(xì)胞的放射敏感性，而對(duì)具有p53功能的Siha、GM細(xì)胞沒(méi)有輻射增敏作用，且對(duì)正常細(xì)胞毒性較小”的研究結(jié)論，對(duì)于臨床應(yīng)用青蒿素提高腫瘤放療療效、降低放療對(duì)正常組織的損傷意義重大。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- 放療是治療腫瘤的基本手段之一，但其對(duì)正常組織也產(chǎn)生損傷，因此，尋找低毒、高效的放射增敏藥物一直是腫瘤放療研究的熱點(diǎn)。 青蒿素作為傳統(tǒng)抗瘧中藥，已經(jīng)應(yīng)用于臨床。本研究證實(shí)青蒿素能選擇性地提高人宮頸癌p53突變型HeLa細(xì)胞的放射敏感性，而對(duì)正常細(xì)胞的輻射敏感性沒(méi)有影響，且毒性較小。表明青蒿素可能是一種新的低毒、高效的放射增敏藥物，尤其適用于常表現(xiàn)為p53功能缺失的人類(lèi)中晚期腫瘤的放射增敏治療。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 目的:研究青蒿素對(duì)人宮頸癌HeLa細(xì)胞輻射增敏作用及機(jī)制。 方法:MTT法檢測(cè)青蒿素對(duì)HeLa細(xì)胞的抑制效應(yīng)；克隆形成法觀察青蒿素對(duì)HeLa細(xì)胞輻射敏感性的影響；細(xì)胞凋亡實(shí)驗(yàn)比較青蒿素對(duì)不同細(xì)胞輻射增敏作用；流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)青蒿素聯(lián)合輻射對(duì)細(xì)胞周期的影響；并觀察青蒿素對(duì)細(xì)胞周期調(diào)控相關(guān)蛋白的影響。 結(jié)果:青蒿素對(duì)HeLa細(xì)胞的抑制率隨著其濃度的增加而增大；青蒿素對(duì)HeLa細(xì)胞有輻射敏作用，且隨射線(xiàn)劑量、藥物濃度、作用時(shí)間的增大而增強(qiáng)；HeLa細(xì)胞藥物+照射組的凋亡率高于單純照射組，而Siha、GM細(xì)胞兩組的凋亡率無(wú)差異；流式細(xì)胞術(shù)發(fā)現(xiàn)，HeLa細(xì)胞藥物+照射組G1期細(xì)胞比例較單純照射組上升，G2期下降，而Siha和GM細(xì)胞兩組G1、G2期均無(wú)明顯變化；HeLa細(xì)胞藥物+照射組wee1蛋白較單純照射組減少，而cyclinB1增加，而Siha和GM細(xì)胞兩組蛋白變化均不明顯。 結(jié)論:青蒿素能選擇性地提高人宮頸癌p53突變型HeLa細(xì)胞的放射敏感性，對(duì)正常細(xì)胞的輻射敏感性沒(méi)有影響，且毒性較小。 關(guān)鍵詞:青蒿素；輻射增敏作用；HeLa細(xì)胞；細(xì)胞周期；周期蛋白
獲獎(jiǎng)情況
- （1）“青蒿素及其衍生物輻射增敏作用及其機(jī)制的研究進(jìn)展”。《輻射研究與輻射工藝學(xué)報(bào)》。2008,26,5：257－260(2008年10月)（ISSN1000-3436） （2）“青蒿素對(duì)人宮頸癌HeLa細(xì)胞輻射增敏作用的研究”，已被《中華放射醫(yī)學(xué)與防護(hù)雜志》錄用，并將于2009年第3期刊登。 （3）“青蒿素對(duì)人宮頸癌HeLa細(xì)胞的抑制作用”?！短K州大學(xué)學(xué)報(bào)（醫(yī)學(xué)版）》。2009，29，2：337-338（ISSN1673-0399）
鑒定結(jié)果
- 查新結(jié)果：“國(guó)內(nèi)外均未見(jiàn)研究青蒿素對(duì)人宮頸癌HeLa細(xì)胞的輻射增敏作用的公開(kāi)文獻(xiàn)報(bào)道”。（教育部科技查新工作站（Z13）的科技查新報(bào)告。報(bào)告編號(hào)：200932Z130133，2009年4月8日）
參考文獻(xiàn)
- [1] 陳衛(wèi)強(qiáng)，戚好文，吳昌歸等. 雙氫青蒿素抗人肺腺癌A549 細(xì)胞生長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)研究[J].中國(guó)肺癌雜志。 [2] 林芳, 錢(qián)之玉, 薛紅衛(wèi)等. 青蒿素和青蒿琥酯對(duì)人乳腺癌MCF-7 細(xì)胞的體外抑制作用比較研究[J].中草藥。 [3] 范慧珍, 范鈺, 周革等. 青蒿琥酯對(duì)人結(jié)腸癌SW620細(xì)胞增殖、細(xì)胞周期及細(xì)胞周期素依賴(lài)性激酶抑制蛋白的影響[J]. 醫(yī)藥世界。 [4] Hartwell LH, Kastan MB. Cell cycle control and cancer [J]. Science.
同類(lèi)課題研究水平概述
- 1、目前研究較多的輻射增敏劑主要有：（1）親電子化合物；（2）修復(fù)抑制劑；（3）生物還原活性物；（4）巰基抑制物；（5）氧利用抑制劑；（6）抑制細(xì)胞周期阻滯劑。雖然其中一些輻射增敏劑已試驗(yàn)性地用于臨床，但輻射增敏效果并不理想，且由于其對(duì)正常組織器官的毒副作用很大，從而限制了其在臨床上的應(yīng)用。 2、青蒿素作為傳統(tǒng)抗瘧中藥已應(yīng)用于臨床。國(guó)內(nèi)外研究表明，青蒿素還具有抗腫瘤作用，對(duì)人肺腺癌A549 細(xì)胞、人乳腺癌MCF-7 細(xì)胞、人結(jié)腸癌SW620細(xì)胞生長(zhǎng)有明顯抑制和殺傷活性。S. J. Kim等研究發(fā)現(xiàn)，青蒿素對(duì)神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞的抑制作用呈濃度依賴(lài)性增加。然而，尚未見(jiàn)有關(guān)青蒿素對(duì)人宮頸癌p53突變型HeLa細(xì)胞及p53野生型Siha細(xì)胞、人正常成纖維GM細(xì)胞的輻射增敏作用的報(bào)道。 3、近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外研究表明青蒿素衍生物還具有輻射增敏作用。S. J. Kim等發(fā)現(xiàn)，聯(lián)合雙氫青蒿素和γ-射線(xiàn)處理神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞的存活分?jǐn)?shù)遠(yuǎn)比單獨(dú)使用雙氫青蒿素或γ-射線(xiàn)處理低，表明雙氫青蒿素有一定的輻射增敏作用。然而，尚未見(jiàn)有關(guān)青蒿素對(duì)人宮頸癌HeLa細(xì)胞的輻射增敏作用的射線(xiàn)劑量依賴(lài)性、不同藥物濃度和作用時(shí)間對(duì)輻射增敏作用影響的報(bào)道；也未見(jiàn)有關(guān)青蒿素對(duì)人宮頸癌p53突變型HeLa細(xì)胞及p53野生型Siha細(xì)胞、人正常成纖維GM細(xì)胞的輻射增敏作用的差異性及輻射增敏作用機(jī)制的報(bào)道。 4、電離輻射可導(dǎo)致細(xì)胞有絲分裂延遲，使細(xì)胞發(fā)生G1期、G2期阻滯。Metting等發(fā)現(xiàn)輻射可誘導(dǎo)細(xì)胞G2/M期阻滯。輻射誘導(dǎo)的G1期阻滯主要取決于p53的表達(dá)，只有表達(dá)野生型p53的細(xì)胞系才會(huì)表現(xiàn)出輻射誘導(dǎo)的G1期阻滯，表達(dá)突變型p53的細(xì)胞系不會(huì)表現(xiàn)出G1期阻滯，而出現(xiàn)G2期阻滯，從而阻止受損細(xì)胞在進(jìn)入有絲分裂前修復(fù)DNA，使得腫瘤細(xì)胞對(duì)射線(xiàn)的敏感性降低。所以，G2期關(guān)卡是潛在的輻射增敏靶點(diǎn)，抑制放射引起的G2期阻滯理論上能夠改善細(xì)胞的輻射敏感性。然而，青蒿素如何提高腫瘤細(xì)胞的輻射敏感性？是否對(duì)同一腫瘤細(xì)胞系不同類(lèi)型的腫瘤細(xì)胞都有輻射增敏作用？由于p53是調(diào)控G1/S期關(guān)卡的關(guān)鍵蛋白，青蒿素對(duì)缺乏p53基因或喪失p53正常功能及具有p53正常功能的同一腫瘤的不同細(xì)胞株是否具有相同的輻射增敏作用？以及同一腫瘤的不同細(xì)胞株的輻射增敏作用的機(jī)理是否相同？有關(guān)這些研究，目前還未見(jiàn)相關(guān)的文獻(xiàn)報(bào)道。
