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目的:“扶正祛邪”作为中医临床经典的抗肿瘤思路,其研究多集中在“扶正”方面,而对“祛邪”类药物的使用,目前仍以经验用药为主。因此,本课题基于细胞模型,针对肿瘤“痰、瘀、毒”这些特定的致病因素筛选了一些临床常用的“祛邪”药物,组成了“解毒散结方”,通过体内体外模型,明确了其抗肺癌生长和转移的机理,以期可以为临床“祛邪类”药物的使用提供一定的科学依据。 方法: 1.选择临床常用的清热解毒类、活血化瘀类、活血通络类、通络散结类等中药,采用MTT法来观察各类药物对A549(人肺腺癌细胞)活性的影响,在此基础上结合中医理论指导,组成了“解毒散结方”。 2.使用高通量测序检测“解毒散结方”醇提物对A549细胞转录表达谱的影响,揭示其抗肺癌生长和转移的物质基础和作用机制。 3.从“解毒散结方”抗肺癌生长的角度入手,使用“解毒散结方”的醇提物和水提物分别对A549和NCI-H460(人大细胞肺癌)两株肺癌细胞株进行干预,采用MTT法、Hoechst荧光染色法、流式细胞法检测药物对细胞增殖和凋亡的影响。 4.从“解毒散结方”抗肺癌转移的角度入手,体外实验分别使用“解毒散结方”醇提物和水提物对A549和NCI-H460进行干预,采用划痕、粘附、Transwell实验来明确其抗肺癌细胞侵袭、转移的能力。体内实验通过构建裸鼠皮下移植瘤肺癌模型,将裸鼠随机分为5组:模型组、“解毒散结方”组、“解毒散结方”+紫杉醇组、紫杉醇组、贝伐单抗组。观察各组裸鼠体重、肺部平均肿瘤个数和体积、无病生存期等指标,HE染色证明其相关脏器的安全性,Tunel凋亡试剂盒检测裸鼠肺部肿瘤细胞的凋亡情况,应用免疫组化观察Caspase-3、Ki-67、血管内皮生长因子(Vascular endothelial growth factor VEGF)和MVD等指标,并采用WesternBlot方法明确VEGF蛋白含量的表达,揭示了“解毒散结方”可能存在的抗肺癌转移机制。 5.通过体内斑马鱼模型,使用“解毒散结方”及各组成药物观察其对受损的斑马鱼血管的修复作用。 结果: 1.在药物筛选方面,采用MTT法测定各类药物对A549肺腺癌细胞活性的影响,结果显示清热解毒类中的重楼在30、100、300ug/ml时,干蟾皮在3、6、12、25、50、100ug/ml时,对A549细胞的抑制均有较好效果,同对照组相比,各组均有统计学差异(P<0.05);清热泻火的夏枯草在300、1000ug/ml时,对细胞抑制作用同对照组相比,具有统计学差异(P<0.01)。活血化瘀类药物对A549细胞抗增殖的活性影响并不明显,只有鸡血藤在100ug/ml时对A549有明显的抑制作用,活血通络类、通络散结类药物未发现有抗A549细胞增殖的作用。从以上实验结果来看,重楼、干蟾皮、夏枯草抗A549细胞增殖作用明显,导师根据相关中医理论,将陈皮这昧理气健脾,燥湿化痰的中药加入,组成一个新的处方,即“解毒散结方”。 2.在转录组研究方面,使用高通量测序检测“解毒散结方”醇提物对A549细胞转录表达谱的影响,与对照组相比,“解毒散结方”处理组表达显著上调的基因有1297个(P<0.05),表达显著下调的基因有1309个(P<0.05),将两组细胞差异表达显著的基因进行聚类分析,发现显著下调基因更多聚类到细胞周期、肿瘤的侵袭和转移、血管生成等过程。而显著上调基因聚类到DNA损伤,细胞凋亡、细胞分化的负向调节等生物学过程。 3.在“解毒散结方”抗肺癌生长方面,使用“解毒散结方”的醇提物和水提物分别对A549和NCI-H460进行干预,发现两种不同提取方式的药物对细胞活性的影响均有一定的浓度依赖性。在A549细胞上,其IC50分别为8.54和25.37ug/ml,在NCI-H460细胞上,其IC50分别为8.23和39.59 ug/ml。Hoechst荧光染色法结果表明随着药物浓度梯度的增加,凋亡细胞数目明显增加,伴随出现细胞的坏死,细胞轮廓不清,甚至细胞解体。使用流式细胞仪检测发现“解毒散结方”可以提高A549的细胞凋亡率。 4.在“解毒散结方”抗肺癌转移方面,体外划痕、粘附、Transwell实验显示在一定浓度范围内“解毒散结方”醇提物和水提物均对A549和NCI-H460细胞有抑制其迁移、侵袭的作用,并能降低其细胞间的粘附能力,且呈现出剂量依赖效应。体内裸鼠皮下移植瘤肺癌模型,发现“解毒散结方”组体重从术后第3周开始到术后第6周,同模型组和紫杉醇组相比,具有统计学差异(P<0.05);在裸鼠平均肿瘤个数和体积方面,各组之间虽无统计学差异;在无病生存期方面,“解毒散结方”组、紫杉醇组、贝伐单抗组与以下各组:模型组、“解毒散结方”+紫杉醇组相比,均有统计学差异(P<0.05)。Tunel法检测细胞凋亡时,各组与模型组相比,均有显著统计学差异(P<0.01),并且“解毒散结方”组与“解毒散结方”+紫杉醇组及贝伐单抗组组间相比均有统计学差异(P<0.01),各组与贝伐单抗组相比亦具有显著统计学差异(P<0.01)。在Caspase-3表达方面,“解毒散结方”组和“解毒散结方”+紫杉醇组与紫杉醇组、贝伐单抗组、模型组相比均有统计学差异(P<0.05),并且“解毒散结方”+紫杉醇组与“解毒散结方”组相比亦有显著统计学差异(P<0.01)。在Ki-67表达方面,各组与模型组相比,均有显著统计学差异(P<0.01),并且“解毒散结方”组、“解毒散结方”+紫杉醇组与紫杉醇组、贝伐单抗组相比均有统计学差异(P<0.05)。在免疫组化结果中的VEGF和MVD方面,各组与模型组相比,均有显著统计学差异(P<0.01),并且“解毒散结方”组、“解毒散结方”+紫杉醇组与紫杉醇组、贝伐单抗组相比均有显著统计学差异(P<0.01),另外在VEGF方面,“解毒散结方”+紫杉醇组与“解毒散结方”组相比,二者具有统计学差异(P<0.05)。在VEGF蛋白含量的表达方面,各组从低到高的顺序依次是:“解毒散结方”+紫杉醇组、紫杉醇组、贝伐单抗组、“解毒散结方”组、模型组。 5.通过观察“解毒散结方”及各单味药对斑马鱼节间血管和背部吻合血管的观察,发现夏枯草在100、300、1000ug/ml时、“解毒散结方”在10、30、100、300ug/ml时,对损伤的斑马鱼血管有修复作用,同VRI组相比,各组统计学差异显著(P<0.01);重楼在30、100、300ug/ml时、干蟾皮在10、30、100ug/ml时、陈皮在1000ug/ml时,对损伤的斑马鱼血管有修复作用,同VRI组相比,各组均有统计学差异(P<0.05);“解毒散结方”、重楼在浓度大于等于300ug/ml时、夏枯草、陈皮在大于等于1000ug/ml时、干蟾皮在大于等于250ug/ml时为其毒性浓度。 结论: 1.通过观察“祛邪”类中药对A549细胞活性的影响,筛选出了夏枯草、重楼、干蟾皮三味具有明显抗肺癌细胞增殖作用的中药,结合中医相关理论,将陈皮加入,组成一个新的处方,即“解毒散结方”。 2.通过观察“解毒散结方”醇提物对A549细胞转录表达谱的影响,发现该药可以下调与肿瘤细胞周期、肿瘤侵袭和转移、血管生成等相关的基因,上调与DNA损伤,肿瘤细胞凋亡、肿瘤细胞分化等负向调节过程相关的基因。 3.在“解毒散结方”抗肺癌生长方面,“解毒散结方”醇提物和水提物可有效的降低A549和NCI-H460细胞的活性并使其凋亡,在一定浓度范围内呈剂量依赖性,并且醇提物效果优于水提物,表明“解毒散结方”可以从降低细胞活性、促进其凋亡等方面来抑制肺癌细胞的生长。 4.在“解毒散结方”抗肺癌转移方面,“解毒散结方”醇提物和水提物可以抑制A549和NCI-H460细胞的迁移和侵袭,并降低其细胞间的粘附能力,并且醇提物效果优于水提物。同时,“解毒散结方”可以控制裸鼠肺部平均肿瘤个数和体积、延长其无病生存期。并上调Caspase-3的表达,降低Ki-67和VEGF的表达,减少MVD个数,表明“解毒散结方”可以控制肺癌转移,其抗转移的机制与促进肿瘤细胞凋亡、抑制肿瘤细胞增殖以及抗肿瘤血管生成相关。 5.“解毒散结方”及各单味药马鱼损伤的血管具有修复作用,表明“解毒散结方”对损伤的血管有修复作用。