大蒜素联合顺铂治疗癌细胞的功效实验结果分析-中华系列核心期刊

时间:2018-03-21    来源:360期刊网    浏览:434

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  大蒜是百合科葱属植物的鳞茎,主要的生物活性物质是其特有的含硫化合物,其具有降低肿瘤的危险性和抗肿瘤的生物学作用,而无明显的不良反应;而顺铂是目前应用广泛的抗肿瘤药物,但其水溶性差、口服活性低、缓解期短、毒副作用较强,大剂量或连续用药可致严重而持久的肾毒性、听觉衰退等现象。故大蒜和顺铂联用能否既减少化疗药物的应用,减轻不良反应,又能够达到同样甚至更强的治疗效果,是本研究的主要目的。
  本实验中,单纯应用大蒜素于人子宫内膜癌Ishikawa细胞,所用剂量分别为12.5、25、50 mg/L。药物作用24、48、72 h后,经MTT检测所得抑制率与对照组比较,随着药物浓度和作用时间的增加,抑制率明显增高。表现为时间和剂量依赖关系。而顺铂作为治疗肿瘤的首选药物,其疗效是肯定的。本实验采用较低剂量的顺铂作用于人子宫内膜癌Ishikawa细胞,浓度分别为1、2.5、5.0 mg/L,作用72 h后抑制率分别为(1.96±0.127)%、(19.02±0.189)%、(37.86±0.162)%。而当顺铂浓度为1 mg/L时,其抑制率与对照组无统计学意义。表明顺铂为该浓度时对细胞无影响。本实验研究发现,若将1 mg/L的顺铂分别与不同浓度的大蒜素联合应用,药物作用24、48、72 h后,所得抑制率较对应的大蒜素组明显提高,表现为时间和剂量依赖关系。因而可大胆设想,在化疗药物无治疗作用的浓度时,加用大蒜素,对化疗药物有增敏作用,较单独应用大蒜素对肿瘤细胞的抑制更明显。
  目前,有学者认为肿瘤是一类细胞周期疾病。他们认为许多癌基因、抑癌基因直接参与了细胞周期的调控,或者本身就是细胞周期调控的主要成分,他们突变的结果,导致细胞周期的失控,包括细胞周期启动、运行和终止的异常,使细胞获得以增殖过多、凋亡过少为主要形式的失控性生长特征。细胞周期存在着G1/S转换和G2/M转换两个重要的控制位点。而细胞凋亡(apoptosis)是一种由基因控制的细胞自主死亡方式。它是由遗传控制,受既定程序(或基因)调控的,是程序性的细胞死亡。Miron等[1]研究发现,大蒜素能抑制HL60和U937细胞的生长并诱导其凋亡。Seki等[2]报道,大蒜素诱导人类结肠癌细胞(HCT-15和DLD-1)的凋亡,并将细胞周期阻滞于G2/M期,且呈时间和剂量依赖关系。本研究采用FCM及细胞形态学检测手段观察了大蒜素单独和联合顺铂对子宫内膜癌Ishikawa细胞凋亡和细胞周期的影响。透射电镜下可见到凋亡小体。FCM分析发现,大蒜素作用24、48、72 h后,细胞凋亡率和G2/M期细胞比例上升,其差异有显着统计学意义(P<0.01);而大蒜素联合顺铂组其细胞凋亡率和G2/M期细胞比例较单纯大蒜素组上升更明显,且出现亚二倍体峰即细胞凋亡峰,呈时间和剂量依赖关系。在透射电镜下可见到凋亡小体。由此推断大蒜素单独和联合顺铂将Ishikawa细胞阻滞于G2/M期,诱导细胞凋亡,从而控制了肿瘤细胞的增生。
  端粒酶由RNA和蛋白质组成的一种核糖核蛋白复合物(RNP),含有端粒重复序列的模板,即以自身RNA组分为模版,复制合成端粒序列。正常细胞周期中,细胞每分裂一次,端粒子链即缩短一次,经过若干分裂周期后,端粒缩短到临界长度时,细胞进入凋亡,端粒酶检测为阴性。因此端粒的缩短限制了细胞增殖能力。而癌细胞则是在某些机制作用下,启动端粒酶表达而使染色体端粒稳定的维持在一定长度,从而使癌细胞得以持续增殖,并获得永生化[3],此时端粒酶检测阳性。有研究表明,人类肿瘤中85%左右的肿瘤细胞存在端粒酶活性的表达[4]。
  端粒酶RNA(hTR)是端粒酶的重要组分之一。本实验结果显示,大蒜素能够诱导细胞凋亡(阻滞于G2/M期),其原因可能和端粒酶活性下降有关。端粒酶活性下降后,端粒缩短,细胞有丝分裂受阻,导致细胞凋亡。Sharma等[6]研究发现凋亡抑制基因bcl-2能够调节端粒酶活性,当bcl-2过量表达时,端粒酶活性增强;当bcl-2表达量下降后,端粒酶活性也下降。Filomeni等[7]研究发现,大蒜素能够下调bcl-2的表达。Xiao等[8]研究发现,DATS能诱导人类前列腺癌细胞PC-3和DU145的凋亡,其机制是通过c-Jun氨基末端激酶(c-Jun N-terminal kinase,JNK)和ERK(extracellular signal-regulated kinase)信号通路介导的bcl-2磷酸化,bcl-2磷酸化后使得它抑制凋亡的功能丧失,受损的靶细胞发生凋亡。
  本研究结果显示大蒜素及联合组在诱导Ishikawa细胞凋亡的同时,端粒酶活性受抑制,bcl-2的表达下降,而且呈时间依赖性和剂量依赖性。联合组较与之相对应的各浓度大蒜素组抑制更明显。提示大蒜素在体外诱导凋亡的同时伴随bcl-2表达水平的下调及端粒酶活性的下降,表明大蒜素诱导Ishikawa细胞凋亡的调控与细胞端粒酶表达之间存在密切联系,bcl-2可能是联系细胞凋亡和端粒酶调节之间的重要纽带。
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