百里香醌 (TQ)对人肺癌A549细胞增殖、迁移与侵袭的体外研究

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论文字数:**** 论文编号:lw202318985 日期:2023-07-20 来源:论文网

第一部分TQ对A549细胞增殖、迁移和侵袭的影响

材料与方法

2实验方法

2.1.2肿瘤细胞的培养及传代

用RPMI1640培养液进行培养,当细胞密度达到培养瓶约80%-90%面积时,弃去培养基,用PBS洗1-2次;再加入含有0.02%EDTA的0.25%胰酶消化液1ml进行消化,在倒置显微镜下观察,待大部分细胞回缩变圆时倒掉消化液;加入2-3mlRPMI1640培养液并用吸管反复吹打细胞,使之分散形成单细胞悬液,将细胞悬液均分至2个培养瓶内,再分别加入2mlRPMI1640培养液,混匀后放置恒温培养箱内进行培养,培养条件为5%CO2,37℃。

2.2MTT法测定TQ对癌细胞增殖活性的影响

2.2.1相关试剂的配制

(1)MTT溶液配制:0.25gMTT溶于50mLPBS,终浓度为5mg/mL,分装后-20℃保存。

(2)TQ的配制:将称取的TQ溶于RPMI1640培养液中,终浓度分别为0,5,10,20,40,80,160μmol/L。

2.2.2MTT法测定细胞生存率

取A549细胞,以1×l04/ml的细胞悬液,接种于96孔板100μl/孔,置培养箱中培养24小时贴壁后,弃去培养基,分别加入不同浓度的TQ,同时设空白对照组,每组设6个复孔,分别培养24h、48h和72h。用PBS冲洗细胞后,加入5mg/mL的MTT,37℃继续培养4h。然后弃去上层培养基,孔内加入DMSO,摇床振荡混匀10min,最后用酶标仪在570nm波长下测定吸光度值(OD值)。以上实验重复3次。细胞生存率用OD值表示。

2.3细胞计数法测定TQ对癌细胞增殖活性的影响

2.3.1相关试剂的配制

TQ的配制:将称取的TQ溶于RPMI1640培养液中,终浓度分别为0,5,10,20,40,80,160μmol/L。

2.3.2细胞计数检测

取A549细胞,以1×l04/ml的细胞悬液,接种于96孔板100μl/孔,置培养箱中培养24小时贴壁后,弃去培养基,分别加入不同浓度的TQ,同时设空白对照组,每组设6个复孔,分别培养24h、48h和72h。然后在细胞计数仪上进行细胞计数检测。
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结果

1TQ对A549细胞增殖的影响

TQ结构式如图Fig.1

分别用浓度为0,5,10,20,40,80,160μmol/L的TQ处理A549细胞48h,MTT(Fig.2A)和细胞计数(Fig.2B)的结果显示:TQ对A549细胞增殖起抑制作用,并且随着TQ浓度的增加,其对A549细胞增殖的抑制作用逐渐增强(P<0.01)。另外,TQ浓度为5μmol/L时没有明显的改变A549细胞的增殖活性,而浓度在40μmol/L时明显的改变了A549细胞的增殖活性(Fig.2)。用40μmol/L的TQ分别对A549细胞处理24,48和72h,MTT(Fig.3A)和细胞计数(Fig.3B)的结果显示:随着TQ作用时间的延长,TQ对A549细胞增殖的抑制作用逐渐增强(P<0.01)。这些结果说明TQ对A549细胞增殖具有抑制作用,并且这种抑制作用具有剂量依赖性和时间依赖性。

为了进一步证明TQ对A549细胞增殖的抑制作用及其剂量和时间依赖性,我们检测了TQ对A549细胞增殖的标志性基因PCNAmRNA和蛋白表达的影响,研究结果显示:TQ对A549细胞PCNAmRNA和蛋白表达的抑制作用具有剂量依赖性(Fig.4,Fig.5;P<0.01)和时间依赖性(Fig.6,Fig.7;P<0.01)。

2TQ对A549细胞迁移的影响

划痕实验成像如图Fig.8。

划痕实验结果显示:分别用浓度为10,20,40μmol/L的TQ处理A549细胞48h,随着TQ浓度的增加,迁移细胞的数量减少(Fig.9;P<0.01)。另外,用40μmol/L的TQ分别对A549细胞处理24,48和72h,随着TQ处理时间的延长,迁移细胞的数量减少(Fig.10;P<0.01)。结果表明:TQ对A549细胞迁移起剂量依赖性和时间依赖性抑制作用。

3TQ对A549细胞侵袭的影响

Transwell小室实验成像如图Fig.11。

Transwell小室实验结果显示:分别用浓度为10,20,40μmol/L的TQ处理A549细胞48h,随着TQ浓度的增加,细胞侵袭活性逐渐下降(Fig.12;P<0.01)。另外,用20μmol/L的TQ分别对A549细胞处理24,48和72h,随着TQ处理时间的延长,细胞侵袭活性逐渐下降(Fig.13;P<0.01)。结果表明:TQ对A549细胞侵袭起剂量依赖性和时间依赖性抑制作用。
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第二部分TQ对A549细胞MMPs活性与表达的影响

前言

肺癌是呼吸系统最常见的恶性肿瘤之一,其中非小细胞肺癌是最常见的病理类型。肺癌发生转移是导致肺癌患者最终死亡的重要因素。肿瘤的发展转移是一个复杂的过程,首先是癌细胞无限制性的生长,然后癌细胞自原发肿瘤上脱落,侵入周围组织或渗入血液和淋巴系统。最终,癌细胞定居在靶器官[1]。近年来,随着对肺癌发生、发展、侵袭和转移等相关分子机制的深人研究和探讨,许多与肺癌发展及转移密切相关的物质被发现及证实.大量国内外相关研究均揭示基质金属蛋白酶(matrixmetalloproteinases,MMPs)与肺癌的发生、发展、侵袭、转移及预后等紧密相关,但目前仍尚有一些作用机制不明确。

MMPs 是一种由肿瘤细胞分泌的锌离子依赖型内肽酶。MMPs 在生理和病理过程中可以降解多种细胞外基质成分,例如:胶原,纤维结合蛋白,蛋白多糖,层粘连蛋白和弹力蛋白[2-4]。因而,MMPs 在肿瘤的发展转移过程中起重要作用。其中,MMP2 和 MMP9 在癌症的多个阶段过表达并降解 IV 型胶原,尤其在高度转移性癌症中表现明显,例如:肺癌[5-7]。因此,抑制 MMP2 和 MMP9 可能是肺癌细胞的一个治疗靶点。本部分的目的是研究 TQ 对 A549 细胞 MMPs 活性与表达的影响,进而探索 MMP2 和 MMP9 在 TQ 抑制肺癌发展转移中所起的作用。
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材料与方法

2 实验方法

2.2.3.2蛋白样品处理

将蛋白样品与 5×上样缓冲液以 4:1 的比例混匀,100℃变性10min,冷却至室温,备用。2.4.3.3 Western Blot步骤

(1) 安装电泳槽的玻璃板,以 0.5% 琼脂糖封边, 于玻板间先灌入 10%的分离胶,以去离子水封闭 30min 等待分离胶凝固;

(2)分离胶聚合完全后,尽量除去上层水,灌入 5% 积层胶并插入1.5mm 的 Teflon 梳子(小心避免混入气泡);

(3)积层胶聚合完全后,小心拔出 Teflon 梳子,在内外电泳槽中加入电泳缓冲液,将处理好的样品按蛋白定量结果上样 60μg,80V电压进行电泳,待样品进入分离胶后,电压更换为 120V;

(4)当溴酚兰在分离胶内泳动至距接近琼脂糖封边胶 0.5cm 时,停止电泳。

(5)以蛋白 Marker 定位,将样品所在凝胶切下,按照凝胶大小剪裁 PVDF 膜及滤纸;

(6)电转仪上自阴极至阳极依次铺制:海绵、滤纸、胶、PVDF膜、滤纸、海绵(注意避免层与层之间气泡产生);

(7)接通电源,4 ℃转膜过夜;

(8)转膜后将 PVDF 膜置于丽春红染液中观察转膜情况。将膜放于含 5%脱脂奶粉的 TBST 溶液中封闭,37℃摇动 1-2h 或封闭过夜。

(9)用一抗抗体滴在膜的蛋白质面上,4℃静置孵育过夜。

(10)1×TBST 洗膜 3 次,10 min/次。

(11)加入辣根过氧化物酶标记的二抗(1:10000 稀释)室温下反应2h。

(12)1×TBST 洗膜 3 次,10 min/次。

(13)增强化学发光法使蛋白条带发光并在X光片上曝光显影。目的蛋白的相对含量以目的蛋白与内参蛋白 β-actin 的 Volume 比值表示。
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第四部分 TQ 通过 ERK1/2 信号通路抑制 A549 细胞的增殖、迁移和侵袭

前言……………………………………………………………………64

材料与方法……………………………………………………………65

结果……………………………………………………………………68

附图……………………………………………………………………70

讨论……………………………………………………………………75

小结……………………………………………………………………76

参考文献………………………………………………………………76

结论…………………………………………………………………………80

第四部分TQ 通过 ERK1/2 信号途径抑制 A549 细胞的增殖、迁移和侵袭

讨 论

越来越多的证据证实 TQ 具有很强的抗癌作用。TQ 的抗癌作用在肺癌细胞也得到了证明。但是,TQ 对肺癌的抗肿瘤作用及其分子机制仍未被完全阐明。

肺癌细胞的迁移和侵袭与 MMPs 紧密相关。MMPs 是一组 Zn+依赖性内肽酶,由肿瘤细胞分泌,能降解多种细胞外基质,包括:间质内胶原,基底膜胶原,纤维结合蛋白,层粘连蛋白和多种的蛋白聚糖[15,16]。细胞外基质的降解是恶性肿瘤转移的关键步骤之一, 只有完成了对细胞外基质的降解才使肿瘤细胞突破细胞外基质(extracellular matrix, ECM)构成的结构屏障及毛细血管基底膜,从而向周围组织侵袭或进入血液循环及淋巴系统,然后在循环系统中迁移,逃避机体免疫监视系统,穿过毛细血管进入远处组织或器官内,在远处组织或器官内着床,肿瘤血管生成,最后在远处形成转移灶。大量的研究结果显示,MMP2 和 MMP9 在多种癌组织中呈高度表达,且与癌的分化程度、远处转移情况、肿瘤组织学类型及预后紧密相关。并且,有报道指出 TQ 降低癌组织中 MMP2 和 MMP9 的表达和活性。但是,TQ 对肺癌细胞 MMP2 和 MMP9 表达的影响很少有研究。我们第二部分的研究结果显示,TQ 对 A549 细胞 MMP2 和 MMP9 的活性和表达具有剂量依赖性抑制作用。

肺癌的发展转移与细胞内信号通路的改变也有密切联系。MAPKs 信号转导通路在细胞外各种信号刺激下被激活,从而参与细胞的各种生理及病理活动,包括细胞生长、增殖、分化和凋亡[21,22]。ERK1/2 信号通路是最早被鉴定出来的一种MAPKs信号通路。因其可被多种细胞外信号激活,故被称为细胞外信号调节激酶。细胞受到外界刺激时,各种胞外信号与细胞膜上的受体结合,使得 ERK 被磷酸化激活,发挥其生物学效应。它通过基因调节细胞的增殖和生长。在多数肿瘤中,存在 ERK1/2 被激活,呈明显高表达[17-20]。并且,ERK1/2 通路在许多肿瘤的迁移和侵袭过程中起重要作用,例如:前列腺癌,口腔癌,肝细胞癌和肺癌[5-8]。大量的研究显示,抑制 ERK1/2 信号通路,可以抑制肿瘤的发展。有研究显示MAPKs 通路与非小细胞肺癌的发生、发展密切相关。我们第三部分的研究结果显示,TQ 对 A549 细胞 ERK1/2 蛋白的磷酸化具有时间依赖性抑制作用。

越来越多的研究显示,癌细胞的迁移和侵袭与 MMP2 和 MMP9 的表达和活性改变涉及 MAPKs(JNK 1/2, ERK 1/2, and p38)[4]。为了证实 TQ对 A549 细胞的抑制作用是否依赖于其对 ERK 1/2 信号通路的影响,我们采用 TQ 与 ERK 1/2 抑制剂 PD98059 联合作用的方法来检测 TQ 对 A549细胞增殖,迁移和侵袭及 MMP2 和 MMP9 的活性和表达的影响。研究结果显示,TQ 抑制 A549 细胞 ERK1/2 的磷酸化;抑制 A549 细胞 MMP2和 MMP9 的表达和活性;降低 A549 细胞的增殖、迁移和侵袭活性。这些研究结果说明,TQ 可以通过抑制 A549 细胞 ERK1/2 的磷酸化降低MMP2 和 MMP9 的表达和活性,从而降低 A549 细胞的增殖、迁移和侵袭活性。
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结论

肺癌作为全球发病率和死亡率最高的恶性肿瘤,严重威胁人类的健康。肺癌的发展转移除了与某些基因的点突变有关外,与细胞内信号通路的改变也有密切联系。细胞信号通路的过度活跃或阻断均影响细胞增殖分化、周期和凋亡等方面的自我调控,导致细胞增殖凋亡的失衡,最终导致肿瘤的发生和发展。

有研究显示MAPKs通路与非小细胞肺癌的发生、发展密切相关,但其具体机制尚不明确。我们的研究结果显示,TQ对A549细胞JNK,p38蛋白的磷酸化没有明显的影响,但是其对A549细胞ERK1/2蛋白的磷酸化具有时间依赖性抑制作用。结果表明TQ可能通过抑制ERK1/2蛋白的磷酸化来影响癌细胞的ERK1/2信号传导通路,从而抑制癌的发展转移。

TQ 可以通过抑制 A549 细胞 ERK1/2 的磷酸化,降低 MMP2 和 MMP9的表达和活性,从而降低 A549 细胞的增殖、迁移和侵袭活性。这些结果表明 TQ 对人肺癌的发展转移具有潜在的治疗作用。

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参考文献(略)


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