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目的:研究人参皂苷Rd诱导U251神经胶质瘤细胞凋亡的作用,并探讨其可能的作用机制,为其在神经胶质瘤治疗中的应用提供基础研究资料。 方法:体外培养U251神经胶质瘤细胞,通过 MTT法检测不同浓度 Rd作用于U251细胞24h、48h、72h后细胞的存活率,选择Rd作用的最佳时间,并确定Rd的浓度。本实验分为五组:空白对照组,溶媒组(1.3%丙二醇),人参皂苷Rd低、中、高剂量组(20μmol/L、40μmol/L、80μmol/L),选择药物作用48h后检测相应指标:(1)倒置显微镜下细胞形态学观察;(2)线粒体琥珀酸脱氢酶(MTT)法检测细胞存活率;(3)流式细胞术Annexin-V FITC/PI双染法检测细胞凋亡率及细胞周期;(4)Hoechst33258荧光染色观察细胞凋亡;(5)免疫组化方法检测CyclinD1、Caspase-3、Bcl-2、Bax蛋白表达。使用SPSS17.0统计软件统计数据。 结果: (1)MTT法检测结果显示人参皂苷Rd作用于U251细胞24h、48h、72h后均可降低细胞的存活率。同一作用时间下,随着药物剂量的增加细胞存活率降低,呈现一定的剂量依赖性。除去作用24h和72h Rd10μmol/L、20μmol/L浓度组之外,其他组与空白对照组相比P<0.05,具有统计学意义。同一药物剂量作用细胞48h后细胞的存活率均高于作用24h和72h的细胞存活率。使用SPSS软件计算Rd作用U251细胞48h后IC50=77.93μmol/L。 (2)倒置显微镜下观察 Rd作用细胞之后,细胞数目减少,体积变小,突起回缩,细胞间隙变大,甚至包体变圆从瓶底脱落。与空白对照组相比,药物剂量越大,细胞形态改变越明显。 (3)经 Hoechst33258染色后,Rd组可见典型的细胞凋亡的特征,胞核浓缩呈致密的强荧光团影和凋亡小体。而空白对照组和溶媒组呈现均匀淡蓝荧光染色。随着给药剂量增加,细胞凋亡的特征越明显。 (4) Rd诱导细胞凋亡以早期凋亡为主,Rd低、中、高剂量组早期凋亡率分别为(8.11±0.82)%、(12.98±1.39)%、(21.32±1.33)%,与空白对照组相比具有极显著性差异(P<0.01)。Rd低、中、高剂量组G0/G1期所占细胞周期比例逐渐增大,与空白对照组相比具有极显著性差异(P<0.01)。而S期和G2/M期所占比例下降。 免疫组化结果显示:Bcl-2、Bax、caspase-3蛋白均表达在细胞浆中,CyclinD1蛋白表达部位在细胞核,经 DAB染色后阳性细胞表达为棕黄色。经不同浓度 Rd处理之后,Bcl-2和CyclinD1蛋白表达的颜色逐渐变浅,表达细胞数目减少;Bax、caspase-3蛋白表达颜色逐渐加深,表达细胞数目增多。 结论:Rd可诱导U251胶质瘤细胞凋亡,其作用机制可能是通过下调CyclinD1表达将细胞阻滞于G0/G1期,并通过上调Bax、caspase-3表达,下调Bcl-2表达通过线粒体信号转导途径促进细胞凋亡。