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灵芝是一种珍贵的传统中草药,已被证实有多种生物药理活性,例如抗肿瘤、调节免疫系统等。至今,一些富含三萜的灵芝提取物和少数三萜单体被证明能抑制多种不同类型的肿瘤细胞的生长。最近,我们实验室从灵芝发酵菌丝体中分离纯化获得二种羊毛甾烷型三萜灵芝酸T和Me(Biochem Eng J.2006,32:205-210)。本论文目的在于进一步考察这二种灵芝酸单体的生物活性,探讨它们抗肿瘤、抑制肿瘤细胞侵袭和转移的作用机制。
本实验室报道了灵芝酸Me被证明通过增强小鼠体内的IL-2和IFN-γ的表达,提高免疫系统的功能,从而抑制肿瘤的生长和转移(Int Immunopharmacol.2007,7(6):864-870)。由于灵芝酸Me诱导肿瘤细胞凋亡、限制细胞周期的作用机制尚未见报道。本论文侧重考察其抗肿瘤和抑制肿瘤细胞侵袭的作用机制。通过MTT试验观察到灵芝酸Me对人高转移性肺癌95-D细胞具有明显的时间及剂量依赖性的细胞毒性,且能明显抑制肿瘤增殖。流式细胞仪分析表明灵芝酸Me和T在50μg/ml的浓度时对野生型p53的人结肠癌细胞系(HCT-116 p53+/+)有明显诱导细胞凋亡的作用,并限制细胞周期在G1期,而对缺失p53的HCT-116 p53-/-细胞系则不能明显诱导其凋亡,对细胞周期限制在S期。通过DNA片段化实验进一步研究证实灵芝酸单体能损伤细胞HCT-116p53+/+的DNA,而对HCT-116 p53-/-细胞DNA并无明显影响。由此可见,灵芝酸Me和T抗肿瘤活性与其诱导p53的细胞凋亡和细胞周期限制密切相关。这些实验结果暗示p53是灵芝酸Me和T的重要作用靶点。
本论文还探讨了灵芝酸Me在体外抑制肿瘤细胞侵袭的作用及其机制。单层划痕实验表明灵芝酸Me以剂量和时间依赖性的方式抑制人高转移95-D肺癌细胞的移动;细胞聚合实验表明灵芝酸Me能促进入高转移95-D肺癌细胞间的同质聚合;粘附实验则揭示灵芝酸Me能剂量依赖性的抑制人高转移95-D癌细胞与胞外基质的粘附。从qRT-PCR和Western blot印迹实验结果,我们观察到灵芝酸Me有效抑制了处理后人高转移95-D癌细胞的金属蛋白酶2和9(MMP2/9)的mRNA和蛋白水平的表达。由此可见,灵芝酸Me有可能作为一种MMP2/9的新颖抑制剂,有效抑制肿瘤细胞的侵袭和肿瘤转移。
本实验室先前报道了另一种灵芝酸单体一灵芝酸T能诱导线粒体介导的人高转移95-D肺癌细胞的凋亡和p53的表达(Life Sci.2006,80:205-211),但并不清楚p53在灵芝酸T诱导细胞调亡,抑制肿瘤侵袭的作用。本论文则考察了灵芝酸T诱导的p53在其抑制肿瘤、抑制肿瘤侵袭和转移中的作用。通过台盼蓝排染实验表明灵芝酸T有效抑制野生型的p53的人结肠癌细胞系HCT-116 p53+/+细胞系的增殖,并表现出p53介导的细胞毒性,流式细胞仪分析表明,灵芝酸T在20μg/ml的浓度时,对HCT-116 p53+/+有明显诱导细胞凋亡的作用,并限制细胞在G1期,而对缺失p53的HCT-116 p53-/-细胞系则不能明显诱导其凋亡,细胞周期限制在S期。通过上述二种细胞系的对比,相应实验结果表明p53增强了灵芝酸T的促进HCT-116二种细胞系的细胞间的聚合作用,并增强了抑制与胞外基质粘附及抑制细胞移动的效果。此外,通过Western blot印迹实验分析,结果表明灵芝酸T时间依赖性的诱导HCT-116 p53+/+细胞中p53蛋白的表达,通过诱导p53的表达,抑制了细胞质中IκBα的降解和,NF-κB的核转位,进而抑制了与NF-κB活性正相关调控的诱导型一氧化氮合成酶(iNOS),金属蛋白酶2和9(MMP2/9)的蛋白表达。这些结果表明灵芝酸T能有效抑制体外肿瘤细胞的侵袭,并且表明p53在抗肿瘤转移中起了非常重要的作用。本研究还进行了Lewis肺癌小鼠肺部转移模型实验,结果显示灵芝酸T有效抑制了C57BL/6小鼠肿瘤的增长,有效抑制了Lewis肿瘤的肺部转移;qRT-PCR实验表明灵芝酸T在体内也有效的抑制了肿瘤组织中MMP2/9 mRNA的表达,这结果表明灵芝酸T能有效抑制体内肿瘤组织中MMP2/9 mRNA的表达,进而抑制肿瘤的生长与转移。
综上所述,本学位论文研究结果表明灵芝酸T和Me可能成为一个有前景的抗肿瘤和抑制肿瘤侵袭与转移的先导化合物。