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目的:
体外环境下,研究洛铂对人结肠癌细胞株LoVo细胞增殖的抑制作用及其作用机制,为临床应用洛铂治疗结肠癌提供实验依据。
方法:
体外培养LoVo细胞,采用四甲基偶氮唑盐(MTT)法测定对照组(未加药)和洛铂不同时间、不同浓度干预组细胞增殖变化,计算生长抑制率和半数抑制率,找出洛铂体外作用的最佳时间和合适浓度。在最佳时间点,采用MTT法测定洛铂(500umol/L1000umol/L、2000umol/L)干预处理LoVo细胞后细胞增殖的变化,计算生长抑制率和半数抑制率;采用Annexin V-FITC检测洛铂对LoVo细胞诱导凋亡的作用;原位末端标记技术法(TuNEL)检测LoVo细胞的凋亡指数;分光光度法检测半胱氨酸天冬氨酸蛋白(Caspase)-3、8、9的表达;Western Blot检测洛铂干预后Bax、Bcl-2和Caspase-3蛋白表达情况;流式细胞技术检测细胞周期变化。
结果:
1.MTT结果显示不同时间点,不同浓度的洛铂能明显抑制LoVo细胞的增殖,差异有统计学意义(P<0.05),洛铂作用LoVo细胞6h、12h、24h、48h、72h的IC50分别是105163±76919.53umoI/L、19406.48±4128.93umol/L、994.44±254.37uml/L、914.85±239.03umol/L、823.13±197.08umol/L,24h、48h与72h的IC50差异无统计学意义(p>0.05),洛铂体外作用的最佳时间为24h。
2.以24h干预时间为前提,不同浓度的洛铂(100umol/L、500umol/L、1000umol/L、2000utmol/L、5000umol/L、10000umol/L)作用于LoVo细胞后,MTT法检测细胞生长抑制率分别为30.96±6.37%、38.51±7.17%、50.73±5.34%、58.13±2.33%、65.49±1.21%、72.59±1.50%。与阴性对照组相比,不同浓度的洛铂对LoVo细胞体外生长均有明显的抑制作用,差异均有统计学意义(P<0.05),且随着洛铂浓度的提高,细胞抑制率明显增加,呈现剂量依赖关系。洛铂1000±mol/L的作用浓度时,细胞抑制率为50.73%,采用500±mol/L、1000±mol/L及2000±mol/L作为后续实验组浓度。
3.Annexin V-FITC检测结果显示,不同浓度的洛铂(500±mol/L、l000±mol/L、2000±mol/L,5000±mol/L)体外作用于LoVo细胞24h,细胞总凋亡率分别为37.05±1.68%、44.56±1.20%、72.20±0.94%、93.09±2.60%,和阴性对照组相比及实验组间两两比较,差异均具有统计学意义(P<0.05)。
4.TuNEL染色光镜下计数凋亡细胞,不同浓度的洛铂(500±mol/L、1000±mol/L、2000±mol/L)作用于LoVo细胞24h,凋亡阳性细胞数明显增多,细胞凋亡指数分别为37.03±1.73%、53.214±3.00%和82.32±2.00%。和阴性对照组相比较,实验组各组细胞凋亡比例增加,且随着洛铂浓度的增加而增加,差异均有统计学意义(P<0.05)。
5.分光光度法结果显示,不同浓度的洛铂(500±mol/L、1000±mol/L、2000±mol/,)体外作用于人LoVo细胞24h,Caspase-3的活化程度分别为1.670±0.061、2.913±0.112、4.252±0.069;Caspase-8的活化程度分别为1.706±0.061、2.498±0.054、2.874±0.121;Caspase-9的活化程度分别为1.955±0.110、2.600±0.177、2.836±0.163。与对照组相比,实验组Caspase-3、8、9活度增加,差异均有统计学意义(P<0.05)。
6.Western Blot检测结果显示,洛铂1000umol/L作用于LoVo细胞24h,Bax、Caspase-3和Bcl-2蛋白表达分别为0.605±0.013、0.602±0.026、0.293±0.018,而阴性对照组的蛋白表达分别为0.305±0.013、0.398±0.017、0.596±0.021。和阴性对照组相比,洛铂1000umol/L作用于LoVo细胞24h,Bax和Caspase-3表达明显增加,而Bcl-2的表达明显减少,差异均具有统计学意义(p<0.05)。
7.流式细胞术检测结果显示,不同浓度的洛铂(500umol/L、10001umo1/L、2000umol/L)作用于LoVo细胞24h,S期的细胞比例分别为29.99±2.09%、38.29±1.00%、41.14+1.78%,G2/M期的细胞比例分别为13.84±0.44%、9.42+1.06%、2.85+0.13%,并且DNA直方图上出现二倍体峰减少,GI峰左侧出现亚二倍体细胞群(亚GI峰),而在光散图谱上,出现低于正常的前向散射和较高的侧射,亚GI峰分别为7.04+90.21%、41.96±1.81%、70.66±1.03%,各组间差异均有统计学意义(p<0.05)。和阴性对照组相比,S期细胞比例增加,G2/M期细胞比例减少,差异均有统计学意义(P<0.05);且随着浓度的提高,这种趋势更为明显,差异均有统计学意义(P<0.05)。
结论:
1.洛铂体外能明显抑制人结肠癌细胞株LoVo的增殖,呈浓度及时间依赖性,洛铂作用LoVo细胞的最佳时间为24h。
2.体外实验法证实洛铂体外作用人结肠癌细胞株LoVo细胞24h后,能明显诱导LoVo细胞凋亡,表现为剂量依赖性,其作用机制可能与下列因素有关:通过Caspase-8和Caspase-9活化,并分别进一步激活Caspase-3诱导LoVo细胞凋亡,即可能通过线粒体途径和死亡受体途径共同诱导细胞凋亡;抑制LoVo细胞Bcl-2表达,激活Bax表达,洛铂介导的凋亡途径可能与线粒体通路Bcl-2(bax)-Caspase信号传导有关;诱导LoVo细胞细胞周期S期阻滞,促进细胞凋亡。