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背景与目的: 鼻咽癌(NasopharyngealCarcinoma,NPC)是我国南方常见的恶性肿瘤,中国发病率为10~30/10万,其中以广东省高发,发病率达30~50/10万,有“广东癌”之称。放疗或联合化放疗是鼻咽癌主要治疗手段,但局部复发及远处转移仍是治疗失败的主要原因,骨为最常见转移部位之一。 紫杉醇(Paclitaxel,TAX)为复发或转移性鼻咽癌的常用治疗药物,能提高疾病缓解率和局部控制率,但未能提高总生存率,合适应用方法仍未确定。 唑来膦酸(Zoledronicacid,ZOL)通过抑制肿瘤细胞的增殖、分化,诱导细胞凋亡,降低肿瘤细胞的迁移、侵袭能力,抑制肿瘤新生血管形成,刺激gdT淋巴细胞增殖等多种途径直接或间接发挥其抗肿瘤作用。本课题组先前研究发现ZOL能直接抑制人鼻咽癌HNE1肿瘤细胞的增殖,降低肿瘤细胞的迁移、侵袭能力,抑制血管形成。 临床上,唑来膦酸主要用于预防和治疗肿瘤骨转移,减少病理性骨折、脊髓压迫和高钙血症等骨相关事件(skeletal-relatedevents,SREs)发生;联合抗肿瘤药物对前列腺癌、肺癌和乳腺癌等有协同抗肿瘤作用。已有研究表明ZOL联合TAX对乳腺癌细胞系、前列腺癌细胞系、有高危骨转移肺腺癌细胞系均有协同抗肿瘤作用,但ZOL联合TAX对鼻咽癌细胞系的抗肿瘤作用及相关机制尚未有研究报道。 本研究通过体外实验研究,观察ZOL与TAX不同联合方式对人鼻咽癌HNE1细胞增殖和凋亡的影响,并探索合适的联合治疗方式及其抗肿瘤作用的相关机制,为临床上合理应用紫杉醇联合唑来膦酸治疗鼻咽癌提供理论依据。 方法 第一部分唑来膦酸联合紫杉醇不同序贯用药方案对鼻咽癌HNE1细胞作用研究 1.实验分组:①阴性对照:无加药培养72hr;②TAX单药组:TAX10nmol/L培养48hr,无加药培养基再培养24hr;③ZOL单药组:ZOL20μmol/L培养48hr,无加药培养基再培养24hr;④ZOL+TAX联合组:ZOL20μmol/L+TAX10nmol/L培养24hr,无加药培养基再培养48hr;⑤TAX序贯ZOL组:先用TAX10nmol/L培养24hr后,换用ZOL20μmol/L培养24hr,无加药培养基再培养24hr;⑥ZOL序贯TAX组:先用ZOL20μmol/L培养24hr,换用TAX10nmol/L培养24hr后,无加药培养基再培养24hr。 2.MTT法检测ZOL和TAX联合不同序贯方案对HNE1细胞的抗增殖作用。 3.流式细胞术(FCM)检测ZOL和TAX联合不同序贯方案对HNE1细胞的凋亡诱导作用。 4.原位末端标记法(TdT-mediateddUTPnickendlabeling,TUNEL)检测ZOL和TAX联合不同序贯方案对HNE1细胞的凋亡诱导作用。 5.实时定量聚合酶链反应(RQ-PCR)检测ZOL和TAX联合不同序贯方案对HNE1细胞Bcl-2、Bax、Caspase3和Caspase9mRNA表达的影响。 6.WesternBlot检测ZOL和TAX联合不同序贯方案对HNE1细胞Bcl-2、Bax、Caspase3和Caspase9蛋白表达的影响。 第二部分紫杉醇抗人鼻咽癌HNE1细胞增殖和凋亡作用的实验研究 1.MTT法检测不同浓度(0、2.5、5、10、20、40、80nmol/L)紫杉醇对HNE1细胞的抗增殖作用。 2.FCM检测不同浓度(0、5、10、20nmol/L)紫杉醇对HNE1细胞的早期凋亡诱导作用。 3.TUNEL检测不同浓度(0、5、10、20nmol/L)紫杉醇对HNE1细胞的诱导凋亡作用。 结果: 第一部分 1.ZOL和TAX联合不同序贯方案对HNE1细胞均有增殖抑制作用。TAX单药组、ZOL单药组、ZOL+TAX联合组、TAX序贯ZOL组和ZOL序贯TAX组对HNE1细胞的72hr抑制率分别为(33.79±4.00)%、(29.43±2.43)%、(40.69±1.99)%、(49.89±0.41)%和(62.93±2.29)%。与对照组比较,差别均有统计学意义(P﹤0.05);其中以先用唑来膦酸后用紫杉醇作用最强,与其它各组比较,差别均有统计学意义(P﹤0.05)。 2.FCM检测HNE1细胞早期凋亡结果:对照组、TAX单药组、ZOL单药组、ZOL+TAX联合组、TAX序贯ZOL组和ZOL序贯TAX组作用HNE1细胞72hr的早期凋亡率分别为(2.59±0.28)%、(13.89±0.69)%、(11.73±0.54)%、(23.97±0.68)%、(10.45±0.16)%和(8.59±0.74)%。与对照组比较,差别均有统计学意义(P﹤0.05)。 3.TUNEL检测不同处理组诱导HNE1细胞凋亡结果:对照组、TAX单药组、ZOL单药组、ZOL+TAX联合组、TAX序贯ZOL组和ZOL序贯TAX组作用HNE1细胞72hr的凋亡指数分别为(2.33±0.58)%、(9.25±2.06)%、(6.25±1.71)%、(22.33±4.04)%、(16.75±1.50)%和(29.50±4.04)%。与对照组比较,各处理组差别均有统计学意义(P<0.05);其中以先用唑来膦酸后用紫杉醇作用最强,与其它各组比较,差别均有统计学意义(P<0.05)。 4.RQ-PCR测定不同处理组对HNE1细胞Bcl-2、Bax、Caspase3和Caspase9mRNA表达的结果。对照组、TAX单药组、ZOL单药组、ZOL+TAX联合组、TAX序贯ZOL组和ZOL序贯TAX组处理HNE1细胞72hr的Bcl-2mRNA表达分别为(1.00±0.00)、(0.94±0.06)、(1.07±0.05)、(0.80±0.01)、(0.84±0.05)和(0.74±0.20)(P<0.05);BaxmRNA表达分别为(1.00±0.00)、(0.92±0.03)、(1.10±0.14)、(2.23±0.04)、(2.05±0.07)和(2.55±0.06)(P<0.05);Caspase3mRNA表达分别为(1.00±0.00)、(1.03±0.04)、(1.05±0.07)、(3.08±0.30)、(2.75±0.36)和(4.03±1.27)(P<0.05);Caspase9mRNA表达分别为(1.00±0.00)、(0.95±0.08)、(1.17±0.38)、(2.96±0.06)、(2.90±0.42)和(3.63±0.18)(P<0.05)。与对照组相比,TAX单药组、ZOL单药组、ZOL+TAX联合组、TAX序贯ZOL组和ZOL序贯TAX组均不同程度上调促凋亡基因Bax、Caspase3、Caspase9mRNA表达,差别均有统计学意义(P<0.05);并不同程度下调抑凋亡基因Bcl-2mRNA表达,但只有ZOL序贯TAX组差别有统计学意义(P<0.05)。 5.Westernblot测定不同处理组对HNE1细胞Bcl-2、Bax、Caspase3和Caspase9蛋白表达的结果。用Gel-ProAnalyzer4.0分析软件测量蛋白OD值,以GAPDH为内参,计算目的蛋白相对表达量(目的蛋白OD值/内参OD值)。对照组、TAX单药组、ZOL单药组、ZOL+TAX联合组、TAX序贯ZOL组和ZOL序贯TAX组处理HNE1细胞72hr的Bcl-2蛋白相对表达量分别为(74.57±1.39)、(91.45±3.61)、(48.73±1.53)、(86.13±5.52)、(74.00±3.87)和(60.24±1.42)(P<0.05);Bax蛋白相对表达量分别为(2.66±0.05)、(19.09±0.60)、(51.99±2.09)、(114.41±4.50)、(71.21±4.50)和(85.89±2.1)(P<0.05);Caspase3-32kD蛋白相对表达量分别为(7.94±0.2)、(8.94±0.40)、(14.02±0.32)、(85.49±4.51)、(62.39±3.41)和(68.08±1.61)(P<0.05);Caspase3-17kD蛋白相对表达量分别为(3.49±0.03)、(5.63±0.19)、(17.66±0.93)、(88.01±3.49)、(33.22±0.76)和(67.77±2.36)(P<0.05);Caspase9-47kD蛋白相对表达量分别为(1.95±0.18)、(4.24±0.26)、(74.30±1.83)、(17.39±0.45)、(6.04±0.44)和(97.95±0.73)(P<0.05);Caspase9-37kD蛋白相对表达量分别为(1.22±0.04)、(3.56±0.23)、(63.30±1.77)、(31.17±1.83)、(17.61±0.95)和(84.72±9.90)(P<0.05)。与对照组相比,各处理组均不同程度下调抑凋亡蛋白Bcl-2和上调促凋亡蛋白Bax、上调并活化Caspase9(47kD和37kD)和Caspase3(32kD和17kD)蛋白表达,差别均有统计学意义(P<0.05)。Bcl-2/Bax比值分别为(28.13±0.97)、(4.79±0.06)、(0.94±0.01)、(0.75±0.02)、(1.04±0.01)和(0.70±0.01),与对照组相比,各处理组均不同程度的降低Bcl-2/Bax比值,差别均有统计学意义(P<0.05)。 第二部分 1.紫杉醇(TAX)浓度为0nmol/L、2.5nmol/L、5nmol/L、10nmol/L、20nmol/L、40nmol/L、80nmol/L分别作用HNE1细胞12hr、24hr、36hr、48hr、72hr,与对照组相比,不同处理组对HNE1细胞均有增殖抑制作用(P﹤0.05);且呈时间依赖性(P﹤0.05),而无浓度依赖性(P>0.05)。72hr增殖抑制率为65.69%~77.87%。 2.FCM检测不同浓度TAX对HNE1细胞凋亡诱导作用结果表明:不同浓度(0nmol/L、5nmol/L、10nmol/L、20nmol/L)TAX处理HNE1细胞48hr后,早期凋亡率分别(6.25±0.21)%、(9.70±0.14)%、(12.10±0.99)%和(28.05±0.35)%,组间差异均有统计学意义(P﹤0.05),呈浓度依赖关系。 3.TUNEL检测不同浓度(0nmol/L、5nmol/L、10nmol/L、20nmol/L)TAX作用HNE1细胞48hr后的凋亡指数分别为(2.33±0.58)%、(8.33±1.53)%、(9.25±2.06)%和(18.25±1.26)%,组间差异均有统计学意义(P﹤0.05),呈浓度依赖关系。 结论: 1.紫杉醇能够抑制人鼻咽癌HNE1细胞的增殖能力,诱导HNE1细胞凋亡。 2.唑来膦酸能够增强紫杉醇对人鼻咽癌HNE1细胞的增殖抑制和凋亡诱导能力,尤以先用唑来膦酸后用紫杉醇作用最强。 3.唑来膦酸联合紫杉醇通过下调抑凋亡Bcl-2mRNA和蛋白、上调促凋亡BaxmRNA和蛋白表达,上调并活化Caspase9和Caspase3mRNA和蛋白表达,诱导HNE1细胞凋亡。