正肝方影响肝癌前病变afp依赖机制的研究

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湖北中医药大学学位论文原创性声明本人声明:所呈交的学位论文是在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了论文中特别加以标注和致谢的地方外,本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得湖北中医药大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。对本文的研究做出贡献的个人和集体,均已在论文中作了明确的说明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名:—争诜加、乃年1)月弓日关于学位论文使用授权的声明本人完全了解湖北中医药大学有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留学位论文,允许学位论文被查阅和借阅;学校可以公布学位论文的全部或部份内容,可以采用复印、缩印或其他手段保留学位论文;学校可以根据国家或湖北省有关部门的规定送交学位论文。同意《中国优秀博硕士论文全文数据库出版章程》的内容。同意授权中国科学技术信息研究所将本人学位论文收录到((中国学位论文全文数据库》。(保密论文在解密后遵守此规定)论文作者签名壤锄导师签名:砷弓年易月弓日 目录中文摘要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.IABSTRACT.。...............................。................IIl第一部分正肝方对表达AFP的人肝癌HEPG。细胞的影响⋯⋯⋯..31材料⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯32方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯531吉j畏⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯74小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.155{,寸论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.16第二部分建立AFP表达缺失的人肝癌HEPG:细胞系⋯⋯⋯⋯..21i材料⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.212方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.233结果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.264小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.345讨论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.34第--盘.B分不同浓度外源性AFP对AFPSIRNA-HEPG:细胞系的影响。..381材料⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.382方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.393结果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.404小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.445讨论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.45第四部分正肝方影响HEPG。细胞系的AFP依赖机制研究⋯⋯⋯.491材料⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.492方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.493结果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.514小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.545讨论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.55结论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.⋯⋯⋯.⋯⋯⋯⋯⋯⋯62 创新点........。............................................63问题与展望.....⋯...................⋯.....⋯...........64参考文献⋯.....⋯...................⋯.....⋯..........65文献综述⋯⋯⋯⋯..⋯⋯.⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯72附录一在校期间参加学术会议⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.78附录二在校期间发表学术论文⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.79致谢。。⋯.....⋯....⋯....⋯.....⋯.....⋯。.........80 中文摘要目的:基于甲胎蛋白(AFP)对肝癌的发生发展及预后判断具有重要意义,以及前期正肝方具有较好防治肝癌前病变的临床及实验研究结果,本文应用RNAi技术构建AFP表达缺失的人肝癌HcpG:细胞系(AFPsiRNA-HepG:细胞系)作为研究工具,观察AFP对肝癌细胞系HepG:的影响,以及正肝方对表达AFP肝癌细胞系和AFPsiRNA-HepG:细胞系的药效学差异,从而阐释正肝方影响肝癌前病变的AFP依赖机制是否是其防治肝癌前病变的重要药理机制。方法:本论文分为四个部分。1.制备正肝方药物血清,应用Alamarblue方法筛选药物血清作用浓度及药物作用时间,干预人肝癌HepG:细胞系,MTT法检测细胞增殖情况,试剂盒法测GGT水平,化学发光法和Westernblot法检测AFP的表达,Hoechst33258染色观察细胞核形态,流式细胞术检测细胞的周期及凋亡,RT-PCR检测细胞端粒酶逆转录酶基因的表达。2.通过https://rnaidesigner.invitrogen.com/rnaiexpress/网站软件设计基因干扰靶点序列,模板中的loop结构选用了TTCAAGAGA以避免形成终止信号。正义链模板的5’端添加T,与BbsI酶切后形成的粘端互补;反义链模板的5’端添加AGCT,与XhoI酶切后形成的粘端互补。正义链:5’一T一(ON,s)一(TTCAAGAGA)一(N。。C)-TTTTTTC-3’,反义链:3’一A(CN。s)一(AAGTTCTCT)一(N,。G)一AAAAAAGAGCT-5’。按此规则选择4个干扰靶点,分别记为AFP-639,AFP-1020,AFP-1432,AFP-1811。合成靶点序列,构建并鉴定质粒,包装、纯化病毒载体,转染,细胞计数计算感染效率,Westernblot及PCR检测各组AFP基因及蛋白的表达情况。选择干扰效率最高组,大量病毒包装构建hFPsiRNA-HepG:细胞系,Westernblot及RT—PCR检测AFPsiRNA—HepG:细胞及其传代后AFP基因及蛋白的表达。3.不同浓度外源性AFP干预AFPsiRNA-HepG:细胞系,MTT法检测细胞增殖情况,试剂盒法检测GGT水平,流式细胞术检测细胞的周期及凋亡,RT-PCR检测细胞端粒酶逆转录酶基因的表达。 4.将AFPsiRNA-HepG:细胞分为8组,按5%正常大鼠血清、5%药物血清、10%正常大鼠血清、10%药物血清、AFP+5%正常大鼠血清、AFP+5%药物血清、AFP+10%正常大鼠血清、AFP+10%药物血清加入干预,24h后,MTT法检测细胞增殖情况,试剂盒法检测GGT水平,流式细胞术检测细胞的周期及凋亡。结果:1.hlamarblue结果提示,20%血清浓度组正常大鼠血清及中药大鼠血清有明显细胞毒性作用,所以选择5%、10%两个浓度组进行后面的实验。药物干预时间为24h后;与正常大鼠血清组比较,5%、1o%药物血清组有显著阻滞细胞周期,抑制细胞增殖,诱导细胞凋亡,并下调细胞AFP基因及蛋白的表达,下调端粒酶基因的表达;5%、10%药物血清组显著改变细胞核形态结构,细胞核显著浓缩,并可见分叶状及碎片状细胞核;与正常大鼠血清组比较,药物血清组对细胞GGT的表达无影响。2.选择的四个靶序列,腺病毒少量包装后转染,通过计算各靶点感染效率,及细胞AFP基因及蛋白的表达结果,与野生型人肝癌HepG:细胞比较,靶点“AFP-639”干扰效率最高(97%)。选择靶点“AFP-639”构建细胞模型(AFPsiRNA-HepG:),模型细胞传代后仍能稳定地沉默AFP基因及蛋白的表达,沉默效率达87%左右。3.大剂量AFP(100ug/m1)抑制AFPsiRNA-HepG:细胞增殖,阻滞细胞周期,下调端粒酶基因表达,并诱导其凋亡,小剂量AFP(≤10ug/m1)能促进细胞增殖,缩短细胞周期。不同剂量AFP对细胞GGT水平无影响。4.无AFP共同干预时,与正常大鼠血清组比较,5%、1O%药物血清组对细胞周期、细胞增殖、细胞凋亡及GGT水平均无影响。有AFP共同干预时,AFP+正常大鼠血清组比较,AFP+药物血清组将细胞周期阻滞于G。/G,期,显著抑制细胞增殖,延长细胞周期,诱导细胞凋亡;5%、10%药物血清组对细胞GGT水平无显著影响。结论:1.在体外实验中,正肝方药物血清显著下调肝癌细胞AFP的表达,抑制细 胞生长并诱导其凋亡。2.应用RNAi技术成功构建了AFP表达缺失的人肝癌模型细胞系(AFPsiRNA-HepG2)。3.低浓度AFP(≤20ug/m1)有促进AFPsiRNA-HepG:细胞增殖作用。4.正肝方依赖抑制AFP对肝癌细胞的促增殖作用防治肝癌前病变。关键词:肝癌前病变;正肝方;基因干扰技术;甲胎蛋白III IV AbstractTheMechanismResearchofZhengGanFangFormuIaReIyingonAFPagainstPrecancerousLesionofLiverSpeciaIity:InternaImediCiReoftraditionaIchinesemediCiReDirection:TheCIinicaIandbasiCstudyonthepreventionandtreatmentofliverdiseaseWiththecombinationoftraditionaIchineseandwesternmediCiRe.Author:YunRanSupervisor:DaGuoYangKeyWords:PrecancerousIesionofIiver:ZhengGanFangFormuIa:AlphafetaIprotein:RNAiObjective:RNAitechnologywasusedtoconstructthemodelcel1ine(AFPsiRNA—HepG2eel1ine)whichisoutofexpressionoftheAFPofHepG2cel1ine;ToinvestigateTheeffectsofexogenousalphafetoproteinonproliferationandapoptosiSinAFPsiRNA-HepG2cel1s;andfurtherexplorethespecificmechanismsofZhengGanFangformulaoninhibitingprecancerouslesionof1iver.Methods:ThiSpaperincludesfourparts.1.Thedrugserawascollectedfromrats.PreliminaryscreeningincytotoxicityanddensityofthedrugserawasdeterminedUSingthealamarbluemethod.HepG2cel1Swereculturedwithdrugsera,eel1proliferationwasassayedbyMTTmethod,GGTwasdetectedbyKitassay,ChemiluminiscencemethodandWesternblotassaywereappliedtodetecttheexpresSionofAFP.NuclearmorphometrywasinvestigatedbyIFA,eelcycleandapoptosiSwasassayedbyflowcytometry(FCM),RealTimePeRwereapplledtodetecttheexpresSionofCelltelomerasegene.V 2.GenesequencetargetAFPwasdesignedfromthewebsitethatiShttps://rnaidesigner.invitrogen.com/rnaiexpress/.TheloopStructureinthetemplateusedTTCAAGAGAtoavoidaterminationSigna.PositiveSenseStrand:5-W-(GNI8)一(TTCAAGAGA)一(NI8C)一TTTTTTC一3’,AntisenseStrand:3’-A(CNI8)一(AAGTTCTCT)一(N18G)一AAAAAAGAGCT一5’.ChoosefourtargetspotS,namedAFP-639,AFP-1020,AFP一1432,AFP一1811.SynthesiSoftargetsequence,Buildandidentifyingplasmid,packagingandpurifingviralvector,Transfection,Cel1countComputingeffiCiencyofinfection,UseWesternblotandRealTimePCRmethodtodetectthegeneandproteinexpresSionofAFPinallgroups.Selectinterferewiththehighestefficiencygroup,LargeamountSofviruspackagebuildAFPsiRNA—HepG2eel1ines.Andtheexpressionof.thegeneandproteinexpresSionofAFPinAFPsiRNA—HepG2cel1andaftertheweddingwasdetectedbyWesternblotandRealTimePCRmethod.3.AFPsiRNA—HepG2ce11lineswereculturedwithdifferentlevelSofexogenousAFP.Cel1proliferationwasassayedbyMTTmethod,GGTwasdetectedbyKitassay;Thenucleusmorphologicalobservationwasinvestigatedbyfluorescentassay,Cel1cycleandapoptosiSwasassayedbyflowcytometry(FCM),RealTimePCRwereapplledtodetecttheexpresSionofcel1telomerase.4.AFPsiRNA-HepG2cellswasDividedintoeightgroups:5%ofnormallybigratsera,5%ofdrugsera,10%ofnormallybigratsera,10%ofdrugsera,AFP+5%ofnormallybigratsera,AFP+5%ofdrugsera,AFP+10%ofnormallybigratsera,AFP+10%ofdrugsera,cultured24hours,CellproliferationwasassayedbyMTTmethod,GGTwasdetectedbyKitassay,ChemiluminiscencemethodandWesternblotVI assaywereapplledtodetecttheexpresSionofAFP.NuclearmorphometrywasinvestigatedbyIFA,cel1cycleandapoptosiSwasassayedbyflowcytometry(FCM),RealTimePCRwereappliedtodetecttheexpresSionofcel1telomerasegene.Results:1.Theresultsshowedthatconcentrationsof20%withnorma1lyratseraanddrugserahaveobviouscytotoxiceffect,SOtheconcentrationof5%and10%wereselected,andCiturefor24hourS:Comparedwiththegroupofnormallyratsera,theconcentrationof5%and10%druggroupshaveobviouseffectininhibitingcel1proliferation,blockingthecel1cycle,andinducingcel1apoptosiS,down—regulatingtheexpresSionofAFP,anddown—regularingtheexpressionoftelomerasegene;AndhaveobviouseffectonchangeingtheshapeandStructureofthenucleus;DrugserahavenoinfluenceontheexpresSionofGGT.2.Fourtargetsequenceswerechoesed,Adenovirustransfectionafterasmal1amountofpackaging,Computingefficiencyofinfection,detectingthegeneandproteinexpresSionofAFP,theresultSsuggestthatthetargetspotof“AFP一639"havethehighestinterferenceefficiency(97%)comparewithWildtypehumanhepatocellularcarcinomaHepG2cells.Sothetargetspotof“AFP一639"wasselectedtobuildcel1modelofAFPsiRNA—HepG2,themodelcel1SaftertheweddingcanStil1SteadySilencetheexpresSionofAFPgeneandprotein.3.HighdoseAFP(100ug/m1)caninhibitAFPsiRNA-HepG2cel1proliferation,blockthecel1cycle,cutthetelomerasegeneexpresSionandinducecel1death,lowdoseAFP(≤10ug/m1)canpromotecel1proliferation,shortenthecellcycle.DifferentdoseⅥI AFPhavenoinfluenceontheexpresSionofGGT.4.Comparedwiththegroupofnorma1lynorma1sera,theconcentrationof5%and10%drugserahaveobviouseffecttoinhibitcellproliferation,blockthecellcycleinGo/G1,Speriod,prolongthecel1cycle,Significantlyinducedcel1death,SignificantlycutthetelomerasegeneexpresSion,theconcentrationof5%and1O%drugseragroupshavenosignificantlyinfluenceontheexpressionofGGT.Conclusion:1.ZhengGanFangFormulahasobviouseffectonreducingtheexpressionofAFP,inhibitingcel1proliferation,blockingthecel1cycle,andinducingcel1apoptosiSofHepG2cel1Sinvitro.2.RNAitechnologycanbeusedtobuildHepG2cell1ineoutofexpresSionofAFP.3.Thelowconcentrationofhaseffectonpromotingcel1proliferationofAFPsiRNA—HepG2cel1S.4.ZhengGanFangFormulapreventandtreatprecancerouslesionof1iverthrougrestrainingtheeffectonpromotingcel1proliferitionofAFP. 缩略语HCCAFPTLMARNAIGGTPCDPBSDMSOMTTFCMPIRnaSe主要缩略语英文全称Hepatocel1ularcareinomaA1phaFeta1ProteinTelomeraSeRNAinterferene中文全称肝细胞性肝癌甲胎蛋白端粒酶基因干扰Gamma—glutamyltranspeptidaseY谷氨酰基转移酶Programmedeel1deathPhosphateBufferedSaliHeDimethylSulPhoxideMethylThiazolylTetrazoliumF10wCytometryPropidiumIodideRibonucleaseODOpticalDensityPSPCRRT-PCRTERTPhosphatidylserinePolymeraseChainReactionRealtimefluorescentquantitativePCRTelomerasereversetranscriptasesubunitIX细胞凋亡磷酸盐缓冲液二甲基亚砜甲基噻唑基四唑流式细胞术碘化丙啶核糖核酸酶吸光度磷酯酰丝氨酸聚合酶链反应实时荧光定量PCR反转录酶样蛋白 正肝方防治肝癌前病变的AFP依赖机制研究引言肝细胞癌(HepatocellularCarcinoma,HCC)是世界上常见的恶性肿瘤之一,它是一种恶性程度高、进展快、预后差的恶性肿瘤,其全球发病率和死亡率分别列所有肿瘤的第7位和第4位【11。2002年全世界新发病例约625000例,近年来HCC的发病率在许多国家呈上升趋势,引起社会的广泛关注【2,3,41。我国为肝癌的高发区,其中50%以上的HCC发生在我国【51,肝癌一旦发生,治疗非常困难,预后极差,5年生存率不超过5%。随着肝癌病因及发病机理研究的不断深入,取得了一些突破性的进展,研究发现肿瘤的发生与人体的免疫、基因等多种因素有关。近日有报道上海复旦大学肝癌研究所汤钊猷院士等最新研究建立了能正确预测肝癌病人有无转移可能的分子模型,肝癌术后是否转移可以通过此模型进行预测,准确率高达90%以上【6】。对于肝癌治疗亦取得了一些进展,有报道在动物实验中Y-INF联合TNF能有效治疗肿瘤,这种联合治疗方案对肝癌的作用效果还有待进一步研究明确n1;手术切除治疗及放化疗等西医治疗手段虽取得一定疗效,但费用昂贵,复发率高,且患者生活质量较差。总之目前仍未发现肝癌发生的有效预测方法及治疗肝癌的理想药物。因此,积极预防肝癌、阻断肝癌发生对于肝癌的防治显得至关重要。肝癌前病变是指病理上易发生癌变的肝组织异常,一般认为在慢性肝病中出现的肝细胞不典型增生、腺瘤样增生、肝细胞再生结节、肝细胞小管状化生和卵圆细胞增生,与肝细胞癌变发生关系密切,被认为属于肝癌前病变范畴【7】。肝癌前病变是肝癌发生的必经阶段,如能逆转或中断肝癌前病变的病理进程,则可有效预防肝癌发生,可减少患者手术及放化疗的痛苦,并可减轻患者经济负担,带来较大的经济效应。近年来,对肝癌前病变的研究显示,西医仍缺乏理想的阻断或逆转病变手段,而研究发现中医药在预防肝癌发生,减少复发、提高生存质量、延长生存期等方面有着独特的优势。且中药因其资源丰富、副反应较小、价格低廉,呈现出较好的研究前景。其对肝癌前病变的防治作用倍受期待,成为目前肝癌防治研究的重点。 湖北中医药大学2013届博士学位论文AFP作为肝癌标志物,对肝癌的发生发展至关重要,70%以上的肝癌前病变患者伴有AFP升高。就AFP对肝癌细胞的影响,学者们进行了大量的临床研究及体内外基础研究。发现了一些AFP对肝癌细胞的影响效应及作用机理。主要包括:①调节细胞生长作用。②免疫抑制作用。肝癌的发生存在AFP依赖机理。正肝方是导师杨大国教授从事肝病临床工作30多年来基于肝癌前病变“气阴不足,湿、热、瘀、毒相互夹杂"的基本病机而成,具有扶正祛邪的功效,改善患者身体素质。长期应用于临床,治疗肝癌前病变患者,即肝硬化伴高甲胎蛋白血症患者,取得较好疗效,其能显著降低患者血AFP水平,阻止肝癌发生且预防肝癌术后复发。临床临床研究发现【8】,正肝方治疗肝硬化伴高甲胎蛋白(AFP)血症患者取得较好疗效,可较快降低肝硬化患者的AFP水平。这显示出正肝方在防治肝癌前病变方面有一定的临床疗效。动物体内实验研究发现[9,10,11l,正肝方对黄曲霉素B1(AFB,)诱发大鼠肝癌前病变有一定的抑制作用,有抗肝损伤,保护肝功能作用;减轻大鼠癌前病变肝细胞的异常增生;抑制化学致癌物引起的肝细胞从启动到恶性表型的转化和肝细胞异常增生,达到预防肝癌发生的作用。但是该方的具体作用机制尚不清楚。因此,基于AFP对肝癌的发生发展存在至关重要的作用,以及正肝方能显著抑制肝癌前病变患者AFP水平,阻止肝癌发生疗效的工作基础,考虑正肝方防治肝癌前病变可能存在AFP依赖机制。本研究拟体外验证正肝方对人肝癌HepG:细胞的影响;应用RNAi技术构建AFP表达缺失的人肝癌HepG:细胞模型;观察在有和无外源性AFP的干预下,正肝方药物血清细胞周期,细胞增殖,细胞凋亡等的影响,以明确正肝方防治肝癌前病变是否是通过影响AFP依赖机制。本研究完成以后,将进一步验证正肝方对肝癌发生的预防作用,并揭示主要作用机理。为该方的进一步优化研究,奠定坚实的理论基础。 正肝方防治肝癌前病变的AFP依赖机制研究第一部分正肝方对表达AFP的人肝癌HepG:细胞的影响1材料1.1细胞人肝癌HepG:细胞购自中科院上海细胞所。以含10%FBS的DMEM培养基,放置于37℃,5%C0:培养箱常规培养。1.2动物雄性SD大鼠10只,160-1709,清洁级,中国科学院上海动物实验中心提供,合格证号SCXK(沪)2009-0009。饲养于上海中医药大学动物实验中心,自由饮食饮水。1.3药物正肝方由黄芪、丹参、鳖甲、女贞子、半枝莲等组成。以上各单味药均为免煎中药浸膏粉,每克粉剂相当于生药5克,由广州一方制药公司提供。临用时将各单味药粉按比例称取,用双蒸水溶解配成o.69/ml的中药水剂。1.4主要试剂DMEM、胎牛血清(FetalBovineSerum,FBS)购自GIBCOTM公司;胰蛋白酶,购自罗氏(中国)有限公司;无EDTA胰酶、细胞裂解液、Hoechst33258,均购自上海碧云天生物有限公司;MTT,购自Sigma公司;AFP一抗(Cat#3903)购自CeliSignalingTechnology公司;AFP化学发光酶免疫法检测试剂盒购自新湾生物科技有限公司;细胞周期检测试剂盒、细胞凋亡检测试剂盒(AnnexinV-FITC及PI),均购自BD公司;Alamarblue,购自上海碧云天生物有限公司。端粒酶引物由大连宝生物公司合成(见附表1-1)。 湖北中医药大学2013届博士学位论文1.5常用试剂配制方法(1)DMEM培养基IL:DMEM干粉1袋,NaHCO,2.29,HEPES2.389,青霉素0.06259,链霉素O.19。(2)胰酶1L:Trysin2.59,EDTA0.29,NaCl89,KClO.49,Na2HP04·12H200.1349,KH2P040.069,NaHC030.359。(3)L一谷氨酰胺IL:L一谷氨酰胺29.209、ddH:0至1000ml。(4)PBS缓冲液1L:NaCl89,KCl0.29,Na2HP04·12H203.589,KH2P040.269。1.6主要仪器OlympusIX70倒置显微镜、荧光倒置显微镜,购自日本奥林巴斯公司(Olympus);Direct-Q。超纯水系统,购自美国密理博公司(mi11ipore);5415R小型高速冷冻离心机,购自德国艾本德有限公司(eppendorf);Gilson移液器,购自法国吉尔森公司;细胞培养箱、FinnpipetteFI套装移液器,购自美国赛默飞世尔科技有限公司(ThermoScientific);BT223S电子分析天平,购自德国赛多利斯集团(sattotius);THZ—c恒温振荡器,购自江苏太仓市实验设备厂;摇床TS-8型,购自江苏海门其林贝尔仪器制造有限公司;YC-1层析实验冷柜,购自北京德天佑科技发展有限公司;微波炉,购自美的公司(Midea);TE70PWR半干电转印系统,瑞士安玛西亚有限公司(AmershamBioscience);小垂直板电泳槽,PowerPac200电源,My-cyclel"Thermalcyclet购自美国伯乐公司(Bio-Rad);数码凝胶处理系统,天能科学仪器;Rotor-Gene3000实时荧光定量基因扩增仪(PCR仪),购自澳大利亚CorbettResearch公司;4 正肝方防治肝癌前病变的AFP依赖机制研究Odyssey红外荧光扫描成像系统,购自美国LI—CORBiosciences公司;PowerWaveXS微孔板分光光度计,购自美国伯腾仪器有限公司(BioTek);NanoVue超微量分光光度计,购自美国通用电气医疗集团(GEHealthcare)。SpectraMaxi5,购自美国分子仪器公司(MolecularDevices)。2方法2.1制备药物血清sD大鼠进动物实验房适应环境3天后,随机将大鼠分为中药正肝方组和正常组,每组5只,分别用正肝方水剂和蒸馏水按10ml/kg灌胃,2次/日,连续3天,禁食12h。第4天一次灌胃全天量,1h后无菌条件下经下腔静脉采血,3000rpm离心15min,分离血清,血清经56"C灭活30min,无菌EP管分装,-20"C保存备用。2.2hlamarblue法检测不同浓度中药大鼠血清的细胞毒性细胞以浓度1×106/ml,100ul接种96孔板,待细胞贴壁后将细胞分为6组,每组设6个孔,分别加入含5%正常大鼠血清、5%中药大鼠血清、i0%正常大鼠血清、10%中药大鼠血清、20%正常大鼠血清、20%qb药大鼠血清,均含AlamarBlue的DMEM培养液,且每组均设置3个空白对照孔以不含大鼠血清的AlamarBlue+DMEM空白对照。分别在Oh、3h、6h、12h、24h、48h、72h7个时间点,NanoVue超微量分光光度计测定吸光度0D570、0D595。按照公式计算Reduce%=(117.2×A570—80.6×A595)/(155.7×A‘595-14.7×A‘570)×100%。2.3MTT法检测中药大鼠血清对细胞增殖的作用细胞以浓度1×10'/ml,100ul接种96孔板,待细胞贴壁后将细胞分为6组,每组设6孔,分别加入含5%正常大鼠血清、5%中药大鼠血清、10%正常大鼠血清、10%中药大鼠血清的DMEM,培养24小时后,吸弃培养液,加入含O.5mg/mlMTT工作液,细胞培养箱孵育4h后,小心吸弃上清液,加入DMSO100ul/孔,至充分溶解,在微孔板扫描分光光度计上测定吸光度0D490。 湖北中医药大学2013届博士学位论文2.4试剂盒检测细胞上清液中GGT水平细胞以浓度1X106/ml,lml接种6孔板,待细胞贴壁后将细胞分为6组,每组设3孔,分别加入含5%正常大鼠血清、5%中药大鼠血清、10%正常大鼠血清、10%中药大鼠血清的DMEM培养液。培养24h后,收集细胞上清并离心取上清,按照试剂盒操作方法测GGT的表达。2.5化学发光法检测细胞上清AFP的表达细胞以浓度1×106/ml,lml接种6孔板,待细胞贴壁后将细胞分为4组,每组设3个复孔,分别加入含5%正常大鼠血清、5%中药大鼠血清、10%正常大鼠血清、10%中药大鼠血清的DMEM培养液。培养24h后,收集细胞上清,按试剂盒方法处理,SpectraMaxM,测定荧光强度,计算AFP值。2.6Westernblot检测AFP的表达细胞以浓度1×106/ml,5ml接种lOOmm培养皿,待细胞贴壁后将细胞分为4组,分别加入含5%正常大鼠血清、5%中药大鼠血清、1o%正常大鼠血清、10%中药大鼠血清的DMEM。培养24小时后,抽提细胞内总蛋白,BCA法测定总蛋白浓度,取40ug总蛋白,10%SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳。电转移至硝酸纤维素膜上,Odessy封闭液封闭,与AFP抗体孵育,4℃过夜,洗涤后与HRP耦联二抗,室温作用2h。含TweenPBS洗涤4次,Li—CorOdyssey2.1软件下检测、定量、以GAPDH内参校正。2.7Hoechst33258测正肝方药物血清对细胞核的影响细胞以浓度1×106/ml,100ul接种96孔板,待细胞贴壁后将细胞分为4组,分别加入含5%正常大鼠血清、5%中药大鼠血清、1o%正常大鼠血清、10%中药大鼠血清的DMEM。培养72小时后,轻轻吸尽培养液,100ui固定液室温固定15min。PBS洗涤后3次,100ulHoechst33258染色液染色15min,PBS洗涤3次,倒置荧光显微镜观察细胞核形态。2.8流式细胞术检测细胞周期细胞以浓度1X106/ml,lml接种6孔板,待细胞贴壁后将细胞分为4组,每组设3孔,分别加入含5%正常大鼠血清、5%中药大鼠血清、1o%正 正肝方防治肝癌前病变的AFP依赖机制研究常大鼠血清、10%中药大鼠血清的DMEM培养液。培养24h后,收集细胞上清,并收集PBS洗涤液,胰酶消化细胞,PBS洗涤细胞3次,70%L醇重悬细胞,置4度冰箱过夜固定细胞。固定好的细胞PBS洗涤后,RNA酶和PI染液混合液重悬细胞,并设置阴性对照。4。C避光孵育30min,流式细胞仪测定细胞周期。2.9流式细胞术检测细胞凋亡细胞以浓度1×106/ml,Iml接种6孔板,待细胞贴壁后将细胞分为4组,每组设3孔,分别加入含5%正常大鼠血清、5%中药大鼠血清、10%正常大鼠血清、1o%中药大鼠血清的DMEM培养液。培养24h后,收集细胞上清,无EDTA胰酶消化细胞,收集并离心,预冷PBS两次重悬,弃上清,加入100ul结合液,AnnexinV-FITC和PI双染色(设阴性、Annexin-V—FITC和PI单染对照),室温避光孵育15min,加入结合液稀释,流式细胞仪检测。2.10荧光RT-PCR检测端粒酶逆转录酶的表达细胞以浓度1×106/ml,iml接种6孔板,待细胞贴壁后将细胞分为4组,每组设3个复孔,分别加入含5%正常大鼠血清、5%中药大鼠血清、10%正常大鼠血清、10%中药大鼠血清的DMEM培养液。培养24h后,吸弃上清液,试剂盒法抽提.总.RNA,并取4ug.总.RNA逆转录成cDNA。由IulcDNA、10ulSYBR⑧PremixExTq2X、0.25uM上下游引物构成20uIPCR反应体系,95℃10s,4o个循环95℃5s,60。C25s进行PCR扩增。双标准曲线法分析其△△CT值。2.“统计学处理计量资料用X±S表示。所有数据均使用SPSS12.o软件进行统计学分析,计量资料组间比较使用单因素方差分析。P<0.05表示差异具有统计学意义。3结果3.1Alamarblue法检测不同浓度中药大鼠血清的细胞毒性hlamarblue方法是一种能透过细胞膜的无毒试剂,AlamarBlue中的蓝色无荧光树脂天青,进入细胞后,能被活细胞的胞质还原成有红色荧 湖北中医药大学2013届博士学位论文光的试卤灵。常被用于细胞活性及细胞毒性实验,其方便、快捷、可靠、安全。实验结果提示,20%血清浓度组正常大鼠血清及中药大鼠血清有明显细胞毒性作用;5%、10%浓度组,未见明显细胞毒性,与相同浓度正常大鼠血清组比较,在细胞培养6-48h时间段,5%、1o%中药大鼠血清均有显著抑制细胞增殖的作用(尸<防05),且10%中药血清组较5%中药血清组有显著抑制细胞增殖作用(尸<矿彻。此实验指导以下实验选择5%、10%两个血清浓度组进行,且实验检测于药物干预24h进行。见表卜2、图卜1。表1-2药物血清对Hep(1:细胞活力的影响(x±s)时间5Ynormal10》6rDrmal20》6tarsal596drug10%drug20}6drugOh0.391±0.0050.368±0.0070.334±0.0070.376±0.0060.367±0.0060.326±0.0193h0.585±0.033o.447±0.0130.266±0.0180.553±0.0060.376±o.0150.250±0.0236h0.673±o.0130.546±0.0190.294±o.008o.625±0.004’0.456±0.009‘0.255±o.02612h0.638±0-0110-530-+o.0380.318±0.0230.592±o.003"0.460-+0.039’o.268±0.012‘24ho.543±0-0100.459±0-042o-302±0.0320.514±o.008’o-394±0.04Y0.261±0.039+48ho.438±o.0140.362±o.030o.259±o.006o-404±o.013"o.323±o-040"0.227±o.02472h0.362±0.007o.293±0.0060.233±0.0030.349±o-0120.262±o.0210.211±0.017与正常大鼠血清组比较,+尸<口O,qo0.800—0.700o0.600卜0.500—0.400F0.3000.2000.1000.000——●一5%Normal—_.卜10%Normal20%NormalOh3h6h12h24h48h72h图1—1:20%浓度血清组有明显细胞毒性,5%,10%两个浓度组,药物组在6-48h显著抑制细胞活力。8 正肝方防治肝癌前病变的AFP依赖机制研究3.2细胞增殖情况MTT比色法的检测原理为活细胞线粒体中的琥珀酸脱氢酶能使外源性MTT还原为水不溶性的蓝紫色结晶甲瓒并沉积在细胞中,而死细胞无此功能。DMSO能溶解细胞中的甲瓒,分光光度计测定0D490,吸光值可反映活细胞数量。MTT结晶形成的量与活细胞数成正比。其灵敏度高、经济。广泛用于一些抗肿瘤药物的筛选等。本次试验结果提示,与正常大鼠血清组比较,5%、10%中药血清均能显著抑制细胞的生长(尸<现01),见表卜3、图1-2。表1-3药物血清对HepG。细胞增殖的影响(X±s)组别OD值5%正常血清组5%药物血清组10%正常血清组10%药物血清组与正常血清组比较,+尸锄Ol。j%正常血清组j%药物血清组10%正常血清组10%药物血清组图1—23.3药物血清对HepG:细胞GGT的影响与正常大鼠血清组比较,中药血清组对GGT水平无显著影响(尸>O.05)。见表1-4。 湖北中医药大学2013届博士学位论文表卜4药物血清对HepG:细胞GGT的影响(x±s)组别G6T(II/L)5%正常血清组36.23士2.1135%药物血清组38.83土2.03510%正常血清组36.63土0.60110%药物血清组39.70±0.9523.4药物血清对HepG:细胞上清AFP表达的影响与正常大鼠血清组比较,5%、10%中药大鼠血清均能显著抑制HepG:细胞分泌AFP(尸<现01);5%中药大鼠血清组与10%中药大鼠血清组无显著统计学差异(尸>现0.9。见表1-5,图1-3。表卜5药物血清对HepG。细胞上清AFP表达的影响(X±s)组别AFP(ng/mI)5%正常血清组364.32±12.6605%药物血清组109.63士8.634‘10%正常血清组374.60±9.70110%药物血清组100.51土12.667’与正常血清组比较,+尸锄Ol。P5%正常血清组5%药物血清组10%正常血清组10%药物血清组图卜33.5药物血清对HepG:细胞AFP蛋白表达的影响蛋白质印迹法即WesternBlot。它是分子生物学、生物化学和免疫遗传学中常用的一种目的蛋白质半定量实验方法。其基本原理是通过特异10f。llll,l。lllllll,lll一0如弱∞弱如¨m5 正肝方防治肝癌前病变的AFP依赖机制研究性抗体对凝胶电泳处理过的细胞或生物组织样品的目的蛋白进行标记并着色。通过分析着色的位置和深度获得目的蛋白质在所分析的细胞或组织中的表达情况的信息。Westernblot结果提示:与正常组大鼠血清组比较,中药组大鼠血清均显著抑制HepG2细胞AFP的表达(P<现0/);5%ee药血清组与10%中药血清组无统计学差异(尸>现05)。见表1-6,图1-4。表卜6药物血清对HepG2细胞AFP蛋白表达的影响(x±s)5%正常血清组5%药物血清组10%正常血清组1O%药物血清组与正常血清组比较,+尸锄Ot。5%iE常5%中药10%iE常1096中药图1—43.6药物血清对HepG2细胞核形态的影响细胞凋亡具有明显的细胞核形态学变化。Hoechst33258染色是一种经典的检测细胞核形态学的方法。Hoechst33258是一种特异性DNA染料,可作为荧光探针与DNA分子结合。细胞发生凋亡时,染色质会固缩,细胞核变形、缩小。Hoechst33258染色后,在荧光显微镜下观察,正常细胞的细胞核呈正常的蓝色,而凋亡细胞的细胞核呈致密浓染,或呈碎块状致密浓染,颜色有些发白。本实验结果显示,与正常大鼠血清组比较,5%、10%药物血清组均显著能改变HepG:细胞的细胞核形态及大小,5%、10%肿一 湖北中医药大学2013届博士学位论文药物血清两组细胞核明显浓缩,呈亮蓝着色,并可见分叶状或碎片状,为凋亡细胞。见图卜5。5%正常血清组5%药物血清组IO%/E常'gn清组10%药物血清组图卜53.7药物血清对HcpG:周期的影响一个完整的细胞周期包括G。/G。期、s期、G:/M期,各时期的DNA的含量均有不同,通常正常细胞的GI/c。期具有二倍体细胞的DNA含量,G:/M期具有四倍体细胞的DNA含量,s期的DNA含量介于二倍体和四倍体之间。流式细胞技术检测细胞周期的实验原理:PI与细胞DNA分子特异结合,且存在量效关系。通过流式细胞术检测与DNA结合PI的荧光强度,可以间接反映细胞内DNA含量的多少。因此,通过流式细胞技术PI染色法对细胞内的DNA含量进行检测,应用Modifit周期分析软件,可以明确各时相G。/G,期,S期和G:/M期的百分率。本实验应用流式细胞术检测细胞周期,结果提示,与正常血清组比较,5%、1o%药物血清组均有延长细胞周期的作用。见表1-7,图1-6。 表卜7药物血清对HepG:细胞周期的影响(xis)(%)与正常血清组比较,+尸锄Ol。●_——_-=缅硼腰IIl-■lI硼i_:l2L:::二..一⋯一.【d_L⋯⋯■S口∞Ⅲ_ 湖北中医药大学2013届博士学位论文可以染色凋亡晚期丧失细胞膜完整性的细胞,呈现红色荧光。对于晚期凋亡细胞,由于细胞膜的完整性已经丧失,AnnexinV-FITC可以进入到细胞浆内,与位于细胞膜内侧的磷酯酰丝氨酸结合,从而也使坏死细胞呈现绿色荧光。流式细胞术检测,计算Q:+Q。,可以得到凋亡细胞百分比。本实验流式细胞术检测结果提示,与正常血清组比较,5%、1o%药物血清组均有显著诱导HepG:细胞凋亡(尸<现a/)。见表卜8,图1—7。表卜8药物血清对HepG:细胞凋亡的影响(x±s)(%)组别Qz+Q。5%正常血清组5%药物血清组10%正常血清组1O%药物血清组与正常血清组比较,’尸<口Ol。5%正常血清组5%药物血清组10%正常血清组10%药物血清组图卜73.9药物血清对HepG:细胞端粒酶基因表达的影响荧光RT—PCR结果提示,与正常血清组比较,5%、10%药物血清组均有显著抑制端粒酶基因表达(尸<现∥D。见表卜9,图卜8。 ..垩堑查堕塑堑垄堕堕壅竺!!!堡塑垫型翌垄———————————————————————————————————————————————————————————————一表1_9药物血清对HepG:细胞端粒酶的影响(xis)5%正常血清组5%药物血清组10%正常血清组1O%药物血清组与正常血清组比较,’P<口Ol。●.● 加,细胞周期显著延长;且显著抑制细胞增殖。药物血清显著诱导肝癌细胞凋亡,下调肝癌细胞端粒酶逆转录酶基因表达。综上,正肝方防治肝癌前病变可能是通过抑制AFP的作用实现,其防治肝癌前病变可能存在AFP依赖机制。5讨论5.1延长细胞周期,抑制肝癌细胞生长是正肝方防治肝癌前病变的有效途径细胞周期是从上一细胞分裂结束到下一分裂终止的过程,它可反映了细胞的增殖情况。细胞周期按染色体形成,可人为划分为四期:DNA合成前期(G。期)、DNA合成期(S期)、DNA合成后期(G:期)及有丝分裂期(M期),细胞依次经过以上四个时期而完成增殖。其中暂时脱离细胞周期不进行增殖的细胞称为G。期细胞。细胞在不同时相存在着与其增殖密切相关的物质代谢,其中G。期物质代谢活跃,进行RNA和蛋白质的合成,如果主要的RNA和蛋白质合成被抑制,就不能进入s期;s期以DNA复制、组蛋白合成及二者组装成核小体为特征,当S期细胞被DNA合成抑制剂作用时,组蛋白的合成也很快结束,而不能顺利进行下去,G:期主要为进入M期做多种结构和功能的准备,每一个生命个体中,都存在细胞周期调控机制,它是一个决定细胞是否生长、何时开始生长、何时分裂或何时死亡的精密程序,其在相关基因的控制下,调控细胞的生长、分裂和死亡。真核细胞周期有2个重要的调控点,即G。/S和G:/M,其中G。/s点尤为重要,因为一旦细胞通过了此限制点,将会自主完成细胞周期而不再依赖外源性增殖分裂信号【121。恶性肿瘤细胞的无限制增殖与细胞周期的失控有关,细胞周期调控机制的破坏导致细胞生长失控,分化受阻,凋亡异常。细胞周期调控机制的破坏导致细胞的失控性生长,是几乎所有的恶性肿瘤的一个共同特征。近年来越来越多的学者注意到细胞生长周期的失调在肿瘤的发生中起着关键的作用。因此,肿瘤细胞细胞周期及其相关调控蛋白和信号机制成为了抗肿瘤细胞的研究热点。有文献报道[13,141,癌基因或抑癌基因突变的结果改变了细胞周期的调控,包括细胞周期启动、运行和终止的异常, 正肝方防治肝癌前病变的AFP依赖机制研究使本来应脱离细胞周期而停止增殖或应自行凋亡的细胞不断地进入细胞周期,从而出现无限制、自主的细胞增殖和分裂。传统中医药用于治疗肝癌取得一定成效,在抗肿瘤作用上备受关注,许多中药或其有效成分可阻滞肿瘤细胞周期于G1/s期,从而抑制癌细胞增殖,发挥抗肿瘤作用。本实验结果显示,在正肝方药物血清作用下,HepG:细胞处于细胞间期G。/S期的比例显著增加,正肝方有显著阻滞细胞周期、延长细胞周期的作用;同时,MTT结果提示,正肝方药物血清能显著抑制细胞增殖。表明正肝方能通过影响细胞周期和抑制细胞增殖的途径防治肝癌前病变。5.2诱导细胞凋亡是正肝方防治肝癌前病变的有效途径之一细胞凋亡,即程序性细胞死亡(Programmedcel1death,PCD),是生物体内广泛存在的一种由特定基因控制,以细胞DNA片段化为特征,无明显细胞溶解特征的自杀过程,是机体维持自身稳态的一种重要机制。细胞凋亡是一切生物正常胚胎发生过程和人类发育过程中细胞清除的正常途径。尽管凋亡是细胞死亡的一种生理途径,但它仍可以被各种病理性刺激引起。这一过程的紊乱将导致发育异常,并给人类造成许多严重的疾病。自1972年Kerr等【15】首先提出细胞凋亡的概念以来,随着对细胞凋亡分子机制的逐步认识,人们发现肿瘤的发生与细胞凋亡的调节紊乱有密切关系,细胞凋亡参与了癌症的起始过程,并对癌症的发生起负调控作用。进一步研究表明,诱导肿瘤细胞凋亡是一条有效的对抗肿瘤的治疗途径,而癌前期细胞对细胞凋亡调控更为敏感,更易被清除,这是机体自我保护功能的表现。因此,如果能在肝癌前病变时期诱导不典型增生细胞凋亡,则能有效防治肝癌前病变,阻止肝癌的发生,下调肝癌发生率。本实验结果显示,正肝方药物血清显著诱导细胞凋亡。表明正肝方防治肝癌前病变的机制与其诱导肝癌细胞凋亡有关。5.3抑制端粒酶活性可能是正肝方防治肝癌前病变的有效途径之一端粒酶(Telomerase)是在细胞中负责端粒延长的一种酶,是一种核蛋白逆转录酶,它是一种由蛋白质和RNA构成的核糖核蛋白体。人的端粒酶由三个组分组成,即RNA组分(humantelomeraseRNAcomponent,hTR)、 湖北中医药大学2013届博士学位论文反转录酶样蛋白组分(humantelomerasereversetranscriptasesubunit,hTERT)及端粒酶相关蛋白1组分(telomeraseassociatedprotein1subunit,TPI)[16,17]。端粒酶能利用自身的RNA为模板合成端粒DNA,将端粒DNA加至真核细胞染色体末端,弥补随着细胞有丝分裂逐渐缩短的端粒长度。端粒酶的存在,就是把DNA克隆机制的缺陷填补起来,即把端粒修复延长,可以让端粒不会因细胞分裂而有所损耗,使细胞分裂克隆的次数增加,延长细胞寿命。在正常人体细胞中,端粒酶的活性受到相当严密的调控,只有在造血细胞、干细胞和生殖细胞,这些必须不断分裂克隆的细胞之中,才可以检测到具有活性的端粒酶。端粒对于保持染色体稳定性和细胞活性有重要作用,其能通过延长缩短的端粒而增强细胞的增殖能力。在正常人体组织中端粒酶的活性被抑制,但是在肿瘤中被重新激活,可能参与恶性转化,具有很高的肿瘤特异性。研究发现【181,端粒酶在多种人类恶性肿瘤中均有不同程度的表达,端粒酶的活化可使细胞发展成为永生化细胞,可能是恶性肿瘤发生中的一个共同途径。迄今发现85%-90%的人肿瘤细胞中可以检测到端粒酶活性,而大部分正常细胞不表达端粒酶。有关研究表明,端粒酶活性抑制所诱导的凋亡是p53非依赖的,可能是端粒酶活性抑制后影响到染色体的稳定性,由此激发某种非p53依赖的信号系统从而诱导了细胞的凋亡。研究还显示caspase家族可能参与了端粒酶RNA组分的反义寡核苷酸所诱导的凋亡。研究发现【19】端粒酶活性抑制诱导的凋亡过程中先发生GJM期的细胞周期阻滞进而发生凋亡。选择针对端粒酶合适的治疗方式既能高特异性杀死、杀伤肿瘤细胞,又不会对正常组织造成大的毒副作用。因此端粒酶可能是肿瘤靶向治疗的很好的候选位点。如果能够在转录水平有效地抑制hTERT基因的转录就可以有效抑制其活性,从而促使肿瘤细胞走向凋亡,则能有效的防治肿瘤,并阻止肿瘤的发展。本实验研究结果显示,正肝方药物血清能显著抑制肝癌细胞端粒酶基因的表达,能有效的抑制端粒酶活性,表明正肝方能靶向端粒酶,通过抑制端粒酶活性而防治肝癌,阻断肝癌进展。对于肝癌前病变患者,则能有效阻断肝癌的发生。 正肝方防治肝癌前病变的AFP依赖机制研究5.4正肝方显著下调HepG:细胞AFP的表达,正肝方防治肝癌前病变可能存在AFP依赖机制肝癌的发生存在AFP依赖机制。AFP是胚胎时期合成的蛋白质,婴儿出生2个月后逐渐下降到检测不到的水平,但是肝癌前病变及肝癌患者又恢复了其合成的能力,其作为肝癌标志物,对肝癌的发生发展及预后意义重大。就AFP对肝癌细胞的影响,学者们进行了大量的临床研究及体内外基础研究。发现了一些AFP对肝癌细胞的影响效应及作用机理。1998年ElenaDudich等【20】通过体外实验研究证明AFP能单独或协同生长因子对多种细胞的增殖有促进作用。并注意到AFP对肝癌细胞生长的调节有双向效应,即低含量的AFP(小于100ug/m1)能促进细胞增殖,但大剂量时(大于100ug/m1),则可诱导细胞凋亡。但体内肿瘤所合成的AFP量小于100ug/ml,所以AFP在对肝癌前病变及肝癌患者主要表现为促进癌细胞生长的作用【211。进一步研究发现,在肝癌细胞膜上有2种不同亲和常数的AFP受体存在。AFP在肝癌时的高表达,可能是重要的内源性促肿瘤细胞增殖的自分泌现象。Uriel等【22】证明在人直肠癌、乳腺癌细胞和T淋巴细胞膜也有AFP受体的存在。推测AFP对细胞增殖分化的调节可能是由AFP受体介导。李孟森等【23】的研究结果显示AFP能显著提高NIH。T。细胞内的cAMP浓度、PKA活性和ca:+浓度,对p21ras的表达也有明显的促进作用;PTX能阻断AFP对NIH3T3细胞内的cAMP浓度和PKA活性的影响,而对AFP提高NIH。T。细胞内ca:+浓度、p21ras的表达则没有明显的阻断作用。AFP受体通过cAMP-PKA、ca:+等多信号转导途径调节NIH。T。细胞生长。新近研究表明【24】,AFP结构和成人血清白蛋白相似,是胎儿体内的主要蛋白质,具有免疫抑制作用,被认为是一种免疫抑制性蛋白质,它能有效抑制母体对胎儿的排斥,能抑制原发性肝癌病人和肝癌小鼠的免疫系统功能。这是由于AFP具有改变CD4+和cD。+等T淋巴细胞亚群的比例和导致淋巴细胞死亡的作用。用AFP基因的某些碱基片段作为表位目的基因,发现表达这些表位基因的蛋白质具有抑制T淋巴细胞的免疫应答功能【25】。AFP的高表达可能有直接抑制Fas表达的作用或通过突变型p53的表达可抑制Fas的合 湖北中医药大学2013届博士学位论文成,从而达到抑制肿瘤细胞凋亡和逃避机体的免疫监视[26】。本实验结果显示,正肝方显著下调人肝癌HcpG:细胞AFP蛋白的表达水平,且能延长细胞周期,抑制细胞增殖并诱导细胞凋亡,据此推断,正肝方防治肝癌前病变可能是通过抑制AFP的作用实现的,可能存在AFP依赖的作用机理。 正堕.堕兰堑苎堕塑壅竺!!!堡塑垫型堡塞——————————————————————————————————————————————一一第二部分建立AFP表达缺失的人肝癌HepGz细胞系(AFPsiRNA—HepG2)1材料1.1细胞HepG:细胞和包装细胞293T细胞株购自中科院上海细胞所。用含1O%FBs的DMEM培养基,放置于37℃,5%cO:培养箱常规培养。1.2主要试剂AFPsiRNA由英俊公司合成;质粒载体由上海比昂生物医药科技有限公司提供(详见图2—1);AgaroseGelDNAPurificationKitVer2.0(TaKaRa)购自大连宝生物;大肠杆菌菌株DH5仅、DMEM、胎牛血清、胰蛋白酶、限制性内切酶均购自Invitrogen公司;T4DNA连接酶购自NEB公司;质粒DNA提取试剂盒购自Axygen公司;制备感受态试剂盒购自BIoScIENcEs;凝胶回收试剂盒购自Qiagen公司;1kb/100bp1adder购自Fermentas;AFP一抗(cat#3903)购自cel1SignalingTechn0109y公司;总RNA抽提试剂盒(cat撑w7001)购自上海华舜生物工程有限公司;逆转录试剂盒(cat社K1622)购自Fermentas;sYBR⑩PremixExTaqTM(Cat书DRR041A)购自Takara公司,DMEM、胎牛血清(FetalBovineserum,FBS)购自GIBc0珈公司。PcR引物由大连大生物公司设计合成(见表2—1)。表2—1:21 湖北中医药大学2013届博士学位论文岬.pro∞t”1堋322_orilSnPⅧJZ[52%i、g堆K呻I52∞peluelcr‘ptKS.pr抽”Sac[I50420f#c:!.i10nCqR.mCmlcerwjwl%"c,∽ter口叱~d.pMHIv.-.5.I_TR108R322一or/glnW—F吐prj∞’M—pronotfPEfiFP.M_prlner■_叽f-4—,:j=J:1IuEU●_i丁一j‘::¨Iv一峨一NE$一l,-FOP■r∞n!i一、jrj14-.№●If6n∞)5"caI(zC4.x4)pUCl9l蛔卅HI(2}^h口I(21)辩vI(2-,,蛔小¨l‘3’)m1‘I-7‘0CMV图2—1^7r,,S醒,h口718(瑚●oH)Kpnl●44I“)^叩7I#(4-too)o酗】rt4^,).sHI‘1727)/,stI(206"1)sty,,If2128)mI(2I:b,.即日I(2lH,).‘r/x-If216¨gag日vI‘舶ml却*ⅥltⅫr7)^,I‘3497)船Ⅵ1(3526)lt、flt,,、’//amIII(2)№l(21)趴I(21)B.m11103)肇’1(176)Sly1(3204)FroRI(3‘町)Ndc1(t967)NroI(2046}S,vI(2046)VSv.G,,州If223u)^印"/it((24∞)聊II(2463)眦If2㈨~蛆r嘲泖器∽¨H¨觳“ 正肝方防治肝癌前病变AFP依赖机制研究1.3主要仪器OlympusIX70倒置显微镜、荧光倒置显微镜,均购自日本奥林巴斯公司(Olympus);Direct-Q,超纯水系统,购自美国密理博公司(mi11ipore);5415R小型高速冷冻离心机,购自德国艾本德有限公司(eppendorf);Giison移液器,购自法国吉尔森公司;细胞培养箱、FinnpipetteF1套装移液器,购自美国赛默飞世尔科技有限公司(ThermoScientific);BT223S电子分析天平,购自德国赛多利斯集团(sartorius);PowerWaveXS微孔板分光光度计,购自美国伯腾仪器有限公司(BioTek);THZ-C恒温振荡器,购自江苏太仓市实验设备厂;摇床TS一8型,购自江苏海门其林贝尔仪器制造有限公司;YC-1层析实验冷柜,购自北京德天佑科技发展有限公司;微波炉,购自美的公司(Midea);TE70PWR半干电转印系统,瑞士安玛西亚有限公司(hmershamBioscience);小垂直板电泳槽,PowerPac200电源,My—cyclerThermalcycler购自美国伯乐公司(Bio—Rad);数码凝胶处理系统,天能科学仪器;Rotor—Gene3000实时荧光定量基因扩增仪(PCR仪),购自澳大利亚CorbettResearch公司;Odyssey红外荧光扫描成像系统,购自美国LI—CORBiosciences公司。2方法2.1干扰靶点的选择基因干扰靶点序列通过http://rnaidesigner.invitrogen.com/rnaiexpress/网站软件设计。模板中的loop结构选用了TTCAAGAGA以避免形成终止信号。正义链模板的5’端添加T,与BbsI酶切后形成的粘端互补;反义链模板的5’端添加AGCT,与XhoI酶切后形成的粘端互补。正义链:5’一T一(GN,s)一(TTCAAGAGA)一(N,。C)-TTTTTTC-3’,反义链:3’一A(CN。。)一(AAGTTCTCT)一(N。sG)一AAAAAAGAGCT-5’。按此规则选择4个干扰靶点,分别为:AFP-639:5’TGGTCTATCTCCAAATCTAAACTTCAAGAGTTTAGATTTGGAGATAACCTTTTTTC3, 湖北中医药大学2013届博士学位论文3’ACCAGATAGAAATTTGAAGTTCTCTCAAATCTAAACCTCTATCTGGAAAAAAGAGCT5,AFP一1020:5’TGGTCTATCTCCAAATCTAAACTTCAAGAGAGTTTAGATTTGGAGATAGACCTTTTTTC3’3’ACCAGATAGAGGTTTAGATTTGAAGTTCTCTCAAATCTAAACCTCTATCTGGAAAAAAGAGCT5’AFP-1432:5’TGCCAACTCAGTGAGGACAAACTTCAAGAGAGTTTGTCCTCACTGAGTTGGCTTTTTTC3’ACGGTTGAGTCACTCCTGTTTGAAGTTCTCTCAAACAGGAGTGACTCAACCGAAAAAAGAGCT5’AFP一1811:5’TGGAAGTCTGCTTTGCTGAAGATTCAAGAGATCTTCAGCAAAGCAGACTTCCTTTTTTC3’3’ACCTTCAGACGAAACGACTTCTAAGTTCTCTAGAAGTCGTCTGAAGGAAAAAAGAGCT5,2.2靶点序列的合成上述4组靶点序列由英俊公司负责合成。2.3构建质粒将DNAoligo分别用TE(19H8.0)溶解,浓度为100uM。取相应的正义链和反义链oligo溶液各5ul,加入10XshDNAAnnealingBuffer,双蒸水至50ul体系。在PCR仪上按95。C5min;85。C5min;75。c5min;70。C5rain;4。c保存。退火处理后得到浓度为10uM的shRNA模板。将所得模板溶液稀释5o倍,终浓度为200rN,用于连接反应。另外,取1oug19P1l3.7载体10ug,10×BufferR10ul,XhoI酶5ul,H19aI酶2ul,加双蒸水至100ul体系,37。C酶切1小时,琼脂糖电泳,使用AgaroseGelDNAPurificationKitVer2.o(TaKaRa)回收,电泳检测估算浓度,稀释浓度至50ng/ul。最后按10×T4LigationBuffer2ul,19113.7(XhoI+n19aI),shDNAteml91ate(100rg),T4DNA1igase(5weissU/u1)各lul,加水至20ul,22℃反应1小时后转染JM109competentcel1s进行连接反应,每个连接反应挑取5个菌落,接种到含50ug/mlAmpicil1in的LB培养集 正肝方防治肝癌前病变的AFP依赖机常】研究中,然后使用碱裂解法抽提质粒。2.4质粒酶切鉴定2.3所得质粒分别用XbaI和NheI进行双酶切鉴定。2.5病毒载体的包装与纯化(制备慢病毒穿梭质粒及其辅助包装原件载体质粒,四种质粒载体分别进行高纯度无内毒素抽提,共转染293T细胞,转染后8h更换为完全培养基,培养48h后,收集富含慢病毒颗粒的细胞上清液。)慢病毒包装细胞转染用胰蛋白酶消化对数生长期的293T细胞,细胞密度为90%时;重新接种于25mL的15cm细胞培养皿,37℃,5%cO:培养箱内培养,细胞养到70%左右;制备慢病毒包装系统中四种质粒DNA溶液;pRsv-REV10ug,pMDlg-pRRE15ug,pMD2G7.5ug,干扰质粒20ug(含绿色荧光蛋白GFP),加入无菌水定容至1800uL,再加入CaCl:(2.5mol/L)溶液200uL,混匀,加入2×BBS缓冲盐溶液2000uL,室温放置20~30min;当细胞密度达60%~70%时转染,将DNA和磷酸钙混合液转移至含单层细胞的培养液中,混匀,培养12h后弃去含有转染混和物的培养液,加入PBS15mL,轻摇后弃去,重复该步骤3次;每瓶细胞中加入含100mL/L小牛血清的细胞培养液15mL,继续培养48h;收集转染72h的293T细胞上清液;将收集的上清液于4℃,40009离心lOmin,收集上清液;将各种不同RNA干扰质粒上清液以O.45um滤器过滤;于40mL超速离心管中,4℃,25000r/min离心20min;500ulPBS重旋病毒沉淀于4℃溶解过夜。2.6HepG2细胞病毒转染感染前一天将HepG:细胞接种到2个六孔细胞培养板中(含10%FBSDMEM),每孔接种5×105个细胞,置于37℃、5%CO:培养箱培养;六孔板中细胞培养24小时后,细胞密度为60—75%,进行感染实验,感染实验分为A(空白对照组)、B(GFP)、C(AFP-639)、D(AFP-1020)、E(AFP一1432)、F(AFP-1811)组,细胞换液,吸弃培养基,分别添加1.0ml含2%FBS、不含抗生素的DMEM培养液;同时加入病毒粗提液500ul,24小时后弃上清液,换含IO%FBS的DMEM培养液,倒置显微镜及荧光显微镜下观察细胞。 湖北中医药大学2013届博士学位论文继续培养96小时后,收集细胞。2.7AFP蛋白表达检测免疫印迹法(Westernblot)。分别提取感染实验A(空白对照组)、B(GFP)、C(AFP-639)、D(AFP-1020)、E(AFP-I432)、F(AFP-I811)组细胞总蛋白,取30ug总蛋白于10%SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳。电转移至硝酸纤维素膜上,Odyssey封闭液封闭,AFP一抗孵育,4℃过夜,洗涤后与HRP耦联二抗,室温作用lh,Odyssey仪器扫描,计算机计算灰度值,计算蛋白相对表达量。2.8AFP基因表达检测应用实时荧光定量PCR(RT-PCR)。分别抽提感染实验分为A(空白对照组)、B(GFP)、C(AFP-639)、D(AFP-1020)、E(AFP-1432)、F(AFP一1811)组细胞总RNA。逆转录试剂盒将总RNA逆转录为DNA模板,配制由模板、引物、SYBYmix反应体系后PCR扩增,得出“cT值。2.9建立AFP表达缺失的HepG:细胞系(AFPsiRNA-HepG:细胞系)根据上2.7及2.8中AFP蛋白及基因的表达情况,选取AFP干扰效率最高的靶点进行大量病毒转染包装细胞,得到AFPsiRNA—HepG:细胞系。2.10计学处理计量资料用x±S表示。所有数据均使用SPSS12.0软件进行统计学分析,组间比较使用单因素方差分析。P<0.05表示差异具有统计学意义。3结果3.1质粒用XbaI和NheI进行双酶切鉴定结果(图2-2) 正肝方防治肝癌前病变的AFP依赖机制研究图2—2:M:lamda/Ec01301:1-2为AFP-1811酶切结果;3-4为AFP一1020酶切结果;5—6为AFP一1432酶切结果;7-8为AFP-639酶切结果,所有质粒在1000bp大小的均为阳性重组载体。3.2测序鉴定结果A10一CS091217115—0787.C82-1.LV(100P).Seq(AFP-1811)GAATTACAAAAACAAATTACAAAAATTCAAAATTTTCGGGTTTATTACAGGGACAGCAGAGATCCAGTTTGGTTAGTACCGGGCCCGCTCTAGAGATCCGACGCGCCATCTCTAGGCCCGCGCCGGCCCCCTCGCACAGACTTGTGGGAGAAGCTCGGCTACTCCCCTGCCCCGGTTAATTTGCATATAATATTTCCTAGTAACTATAGAGGCTTAATGTGCGATAAAAGACAGATAATCTGTTCTTTTTAATACTAGCTACATTTTACATGATAGGCTTGGATTTCTATAAGAGATACAAATACTAAATTATTATTTTAAAAAACAGCACAAAAGGAAACTCACCCTAACTGTAAAGTAATTGTGTGTTTTGAGACTATAAATATCCCTTGGAGAAAAGCCTTGTT7俐彳∥7℃丁杉f厂厂719C丁杉_彳C别77例彳C;爿l钳7l二7删倒彳么口捌l勿f厂丁l舅∥厂厂厂厂厂丁砑CGAGGTCGACGGTATCGATAAGCTCGCTTCACGAGATTCCAGCAGGTCGAGGGACCTAATAACTTCGTATAGCATACATTATACGAAGTTATATTAAGGGTTCCAAGCTTAAGCGGCCGCGTGGATAACCGTATTACCGCCATGCATTAGTTATTAATAGTAATCAATTACGGGGTCATTAGTTCATAGCCCATATATGGAGTTCCGCGTTACATAACTTACGGTAAATGGCCCGCCTGGCTGACCGCCCAACGACCCCCGCCCATTGACGTCAATAATGACGTATGTTCCCATAGTAACGCCAATAGGGACTTTCCATTGACGTCAATGGGTGGAGTATTTACGGTAAACTGCCCACTTGGCAGTACATCAAGTGTATCATATGCCAAGTACGCCCCCTATTGACGTCAATGACGGTAAATGGCCCGCCTGGCATTATGCCCAGTACATGACCTTATGGGACTTTCCTACTTGGCAGTACATCTACGTATTAGTCATCGCTATTACCATGGTGATGCGGTTTTGGCAGTACATCAATGGGCGTGATAGCGGTTTGACTCACGGGGATTTCCAAGTCTTCAACCCATTGGACGTCAATGGGGAG27 湖北中医药大学2013届博士学位论文TTGTTTTGCACCAAAATCAACGA11一CS091217115—0788.C83-1.LV(100P).seq(AFP一1020)TACAAACTAAAGAATTACAAAAACAAATTACAAAAATTCAAAATTTTCGGGTTTATTACAGGGAcAGCAGAGATCCAGTTTGGTTAGTACCGGGCCCGCTCTAGAGATCCGACGCGCCATCTCTAGGCCCGCGCCGGCCCCCTCGCACAGACTTGTGGGAGAAGCTCGGCTACTCCCCTGCCCCGGTTAATTTGCATATAATATTTCCTAGTAACTATAGAGGCTTAATGTGCGATAAAAGACAGATAATCTGTTCTTTTTAATACTAGCTACATTTTACATGATAGGCTTGGATTTCTATAAGAGATACAAATACTAAATTATTATTTTAAAAAACAGCACAAAAGGAAACTCACCCTAACTGTAAAGTAATTGTGTGTTTTGAGACTATAAATATCCCTTGGAGAAAAGCCTTGT7∥∥7硎7F刀臼e4彳彳72:7×彳彳l:?77CAA口彳l剐∥7l—L乱劁厂厂刀口岔4f别7彳f纠l乃9厂厂厂厂厂71四CGAGGTCGACGGTATCGATAAGCTCGCTTCACGAGATTCCAGCAGGTCGAGGGACCTAATAACTTCGTATAGCATACATTATACGAAGTTATATTAAGGGTTCCAAGCTTAAGCGGCCGCGTGGATAACCGTATTACCGCCATGCATTAGTTATTAATAGTAATCAATTACGGGGTCATTAGTTCATAGCCCATATATGGAGTTCCGCGTTACATAACTTACGGTAAATGGCCCGCCTGGCTGACCGCCCAACGACCCCCGCCCATTGACGTCAATAATGACGTATGTTCCCATAGTAACGCCAATAGGGACTTTCCATTGACGTCAATGGGTGGAGTATTACGGTAAACTGCCCACTTGGCAGTACATCAAGTGTATCATATGCCAAGTACGCCCCCTATTGACGTCAATGACGGTAAATGGGCCCGCCTGGCATTATGCCCAGTACATGACCTTAATGGGACTTTTCCTACTTGGCAGTACCATCTACGTATTAATCATCGCTATTAACAATGGGTGATGCGGTTTTGCCAGACCTACAATGGGCGTGGATAGGCGCTTTGACTCACGGGGATTCCAAGTCTCCCCCCCATTGAGCTCAATGGAGTTA06一CS091217115—0791.C84-2.LV(100P).seq(AFP-1432)ACAAATTACAAAAATTCAAAATTTTCGGGTTTATTACAGGGACAGCAGAGATCCAGTTTGGTTAGTACCGGGCCCGCTCTAGAGATCCGACGCGCCATCTCTAGGCCCGCGCCGGCCCCCTCGCACAGACTTGTGGGAGAAGCTCGGCTACTCCCCTGCCCCGGTTAATTTGCATATAATATTTCCTAGTAACTATAGAGGCTTAATGTGCGATAAAAGACAGATAATCTGTTCTTTTTAATACTAGCTACATTTTACATGATAGGCTTGGATTTCTATAAGAGATACAAATACTAAATTATTATTTTAAAAAACAGCACAAAAGGAAACTCACCCTAACTGTAAAGTAATTGTGTGTTTTGAGACTATAAATATCCC飞飞GGkGkkkkGCC飞飞G飞飞豫CCAAcTCAGTGAGGACAAAc丁TCAAGAGAGTT他TCcZ(1AcTG 正肝查堕丝堑垄堕塑奎竺竺!堡塑垫型竺垄———————————————————————————————————————————————————————一AGTTGGCTTTTTTCTCGAGGTCGACGGTATCGATAAGCTCGCTTCACGAGATTCCAGCAGGTCGAGGGACCTAATAACTTCGTATAGCATACATTATACGAAGTTATATTAAGGGTTCCAAGCTTAAGCGGCCGCGTGGATAACCGTATTACCGCCATGCATTAGTTATTAATAGTAATCAATTACGGGGTCATTAGTTCATAGCCCATATATGGAGTTCCGCGTTACATAACTTACGGTAAATGGCCCGCCTGGCTGACCGCCCAACGACCCCCGCCCATTGACGTCAATAATGACGTATGTTCCCATAGTAACGCCAATAGGGACTTTCCATTGACGTCAATGGGTGGAGTATTTACGGTAAACTGCCCACTTGGCAGTACATCAAGTGTATCATATGCCAAGTACGCCCCCTATTGACGTCAATGACGGTAAATGGCCCGCCTGGCATTATGCCCAGTACATGACCTTATGGGACTTTCCTACTTGGCAGTACATCTACGTATTAGTCATCGCTATTACCATGGTGATGCGGTTTTGGCAGTACATCAATGGGCGTGGATAGCGGTTTGACTCACGGGGATTCCAGTCTCCCCCCCATTGACGTCAATGGGGAGTTTGTTTGGCACCAAAAATCCACGGGACTTTCCCAAAAGGCGTA05一CS091217115—0792.C85-2.LV(100P).Seq(AFP-639)CAAAAACAAATTACAAAAATTCAAAATTTTCGGGTTTATTACAGGGACAGCAGAGATCCAGTTTGGTTAGTACCGGGCCCGCTCTAGAGATCCGACGCGCCATCTCTAGGCCCGCGCCGGCCCCCTCGCACAGACTTGTGGGAGAAGCTCGGCTACTCCCCTGCCCCGGTTAATTTGCATATAATATTTCCTAGTAACTATAGAGGCTTAATGTGCGATAAAAGACAGATAATCTGTTCTTTTTAATACTAGCTACATTTTACATGATAGGCTTGGATTTCTATAAGAGATACAAATACTAAATTATTATTTTAAAAAACAGCACAAAAGGAAACTCACCCTAACTGTAAAGTAATTGTGTGTTTTGAGACTATAAATATCCCTTGGAGAAAAGCCTTGTT7黝∥77础A丁‘7f7’丁缎4彳彳l纠771鲋彳鲥GATGTTTGGAAGCATTCAAf7彬厂厂厂厂7’71饵CGAGGTCGACGGTATCGATAAGCTCGCTTCACGAGATTCCAGCAGGTCGAGGGACCTAATAACTTCGTATAGCATACATTATACGAAGTTATATTAAGGGTTCCAAGCTTAAGCGGCCGCGTGGATAACCGTATTACCGCCATGCATTAGTTATTAATAGTAATCAATTACGGGGTCATTAGTTCATAGCCCATATATGGAGTTCCGCGTTACATAACTTACGGTAAATGGCCCGCCTGGCTGACCGCCCAACGACCCCCGCCCATTGACGTCAATAATGACGTATGTTCCCATAGTAACGCCAATAGGGACTTTCCATTGACGTCAATGGGTGGAGTATTTACGGTAAACTGCCCACTTGACAGTACATCAAGTGTATCATATGCCAAGTACGCCCCCTATTGACGTCAATGACGGAAATGGCCCGCTGACATTATGCCCAGTACATGACTTATGGACTTTCCTACTTGCAGTACATCTACGTATAGTCATCGCTATACATGTGATGCGTTGCAGTACATCATGGGCGTGATAGCGTTGACTCAAG ————————————————_!!±垦苎垄兰!!!!壁堡主堂堡垒查GATTTCAGTCCCACCATGACGTCATGGGAGTTTGTTGCCAAAATCACGGACCTTCCAAATGTGTAACATT3.3转染后的HepG:细胞荧光图片荧光显微镜下可见转染后细胞核呈现绿色荧光。通过细胞计数计算感染效率,分别为GFP48%,AFP一63939%,AFP一102041%,AFP一143258%,AFP-181189%。见图2-3。图2-3,转染成功细胞可见绿色荧光。3.4RT—PCR检测各组转染后HepG:细胞内AFP基因表达情况PCR结果提示,639,1020,1811三个靶点AFP基因的表达显著下降。见2-4,图2—4、5。图2-4组别:NI,jnfectiOR;GFP;Shl,靶点639;Sh2,靶点1020;Sh3,靶点1432;Sh4,靶点1811。与正常组(野生型HepG:细胞)比较,4个靶点干预后细胞AFP基因的表达均有不同程度减少,但639靶点细胞AFP基因的表达相对最少,显著抑制了AFP基因的表达。30 表2-2各靶点细胞AFP基因的表达与正常对照组比较,靶点639,1020,1811显著下调AFP基因表达。O.60.50.4O.30.2O.1OAFP/B—actinHepG2GFP639102014321811图2-53.5Westernblot检测4组转染后模型HepG:细胞内AFP蛋白表达情况Westernblot检测结果提示:639,1020,1811三个靶点AFP蛋白的表达显著下降。见表2-3,图2-6。3l AFPGAPDH表2-3各靶点细胞内AFP蛋白的表达靶点GAPDHAFP/GAPDHNGFP63918111020143225.320.698.2610.418.149.2322.224.1432.8427.9114.8710.481.140.860.25’O.37‘0.54+O.88与正常对照组比较,靶点639,1020,1811显著下调AFP蛋白表达。N639102018111432GFP70KD36KD1.2lO.8O图2-6组别:NI,infection;GFP;Shl,靶点639;Sh2,靶点1020;Sh3,靶点1432:Sh4,靶点1811。3.6干扰效率根据上3.3感染率结果及上3.5AFP蛋白表达结果,以HepG2细胞组为对照,按(0.88-AFP/GAPDH)/感染效率。639干扰效率为:94%,1020干扰效率为:83%,1432干扰效率为:14%,1811干扰效率为:33%。3.7实时荧光定量PCR检测639靶点转染后模型HepG:细胞AFP基因表达PCR结果提示,与正常组比较,模型细胞及模型细胞传代后AFP基因的表达均显著减少。见表2-4,图2—7。32 表2—4模型细胞AFP基因表达(x±s)组别AFP/p—actinHepG2M1M51±00.15±0.025‘O.16±0.015’1.2lO.8O.60.40.2O与正常组比较,+P现彻。见表3—3,图3-2。表3—3不同浓度AFP对细胞GGT表达的影响(x±S)组别U/L对照组39.12±0.142100ug/mlAFP组33.89±0.32610ug/mlAFP组33.32±0.647lug/mlAFP组35.87±0.3850.1ug/mlAFP组39.64±0.2530.01ug/mlAFP组40.94±0.83441 湖北中医药大学2013届博士学位论文3.3不同浓度AFP对AFPsiRNA-HcpG:细胞周期的影响与对照组比较,100ug/mlAFP组显著增加细胞G。/G,期细胞比例,将细胞阻滞于G。/c,期;而lOug/ml,lugml,0.1ug/m1,0.Olug/ml组明显减少G。/G,期细胞数,G:期细胞数增多。见表3-4,图3—2、3。表3-4不同浓度AFP对细胞周期的影响(X±s)(%)与对照组比较,+尸锄口,。图3—242 ———————』盟堕堕塑塑型塑100%90%80%70%60%50%40%30%20%对照组100“8/⋯lAFP组10ug/mlAFP组1ug/mlAFP组0lug/mlAFP图3—3——。。’—i。、———~组0.Olug/mlAFP组3·4/卜J司浓度AFP的刺激对细胞凋亡的影响流式细胞术检测细胞凋亡结果提示,各组凋亡细胞比例分别为(Q2+Q3):对照组2·97%,100ug/mlAFP组25.53%,10ug/mlAFP组3。82%,lug/mlAFP组2·85%,0.1ug/m1AFP组2.74%,O.01ug/mlAFP组3.5%。与对警组比较,1ooug/mlAFP组有显著诱导细胞凋亡作用(尸<汐彻,其他慕度组对细胞凋亡无影响(尸>矿彻。见表3—5,图3—4。望!oQ:+Q,———————————————————一一::=对照组2.97±o.3901OOug/mlA即组25.53±1.546’10ug/mlAFP组3.82±O.3121ug/mlAFP组2.85±0.3790t1ug/mlAFP组2.74±O.531业1ug/mlAFP组3.50±o.543—————————————————~:==与对照组比较,+尸<口口,。43 湖北中医药大学2013届博士学位论文对照组0.01ug/mlAFP组O.1ug/mlAFP组lug/mlAFP组10ug/mlAFP组100ug/mlAFP组图3—43.5不同浓度AFP对AFPsiRNA-HepG:细胞端粒酶表达的影响与对照组比较,100ug/mlAFP组显著降低端粒酶的表达(尸<现刃);而其他各组对端粒酶的表达无显著影响(尸>现05)。见表3—6。表3—6不同浓度AFP对细胞端粒酶逆转录酶表达的影响(x±s)组别~CT值正常对照组1OOug/ml1Oug/mllug/ml0.1ug/ml0.Olug/ml1±00.63+0.017+O.91土0.0181.04土0.0141.09士0.0191.02士0.031与对照组比较,+尸锄口,。4小结4.1AFP的生物学特性AFP是HCC发生发展过程中重要的调控分子。AFP具有诸多生理功能 正肝方防治肝癌前病变的AFP依赖机制研究其对肝癌细胞的影响主要表现为以下几个方面:①免疫抑制作用。②生长调节作用,生长调节作用有双向效应,低含量的AFP(<100ug/m1)能促进细胞增殖,但大剂量时(≥lOOug/m1),可诱导细胞凋亡。③凋亡调控作用。4.2小剂量AFP(100ug/m1)抑制肿瘤细胞增殖、诱导细胞凋亡,小剂量AFP(≤10ug/m1)促进肿瘤细胞增殖”一致。AFP对HepG:细胞及AFPsiRNA—HcpG:细胞存在相同作用效应,但本研究应用少表达AFP的hFPsiRNA—HepG:细胞进行实验,除去了HcpG:细胞不断自分泌AFP对细胞的影响。本实验研究结果提示我们可应用AFPsiRNA-HepG:细胞系进一步研究AFP对肝癌发生、发展的作用机理,并可进行一系列药物作用于肝癌的AFP依赖机理研究。 正肝方防治肝癌前病变的AFP依赖机制研究第四部分正肝方影响HepG:细胞系的AFP依赖机制研究1材料1.1细胞AFP表达缺失人肝癌HepG:细胞模型,AFPsiRNA-HepG:细胞系,由第二部分实验所得。用含IO%FBS的DMEM培养基,放置于37℃,5%C0:培养箱常规培养。1.2药物AFP纯蛋白,购自MeridianLifeScience。正肝方药物血清由第一部分实验中所得。1.3主要试剂DMEM、胎牛血清,均购自Gibco公司;胰蛋白酶,购自罗氏(中国)有限公司;无EDTA胰酶、细胞裂解液,购自上海碧云天生物有限公司;MTT,购自Sigma公司;细胞周期检测试剂盒、细胞凋亡检测试剂盒(AnnexinV-APC及7-AAD),均购自BO公司。1.4主要仪器OlympusIX70倒置显微镜、倒置荧光显微镜,均购自日本奥林巴斯公司(Olympus);Direct-Q,超纯水系统,购自美国密理博公司(mil1ipore);5415R小型高速冷冻离心机,购自德国艾本德有限公司(cppendorf);Gi1son移液器,购自法国吉尔森公司;FinnpipetteFI套装移液器,购自美国赛默飞世尔科技有限公司(ThermoScientific);BT223S电子分析天平,购自德国赛多利斯集团(sartorius);PowerWavexs微孔板分光光度计,购自美国伯腾仪器有限公司(BioTek);THZ-C恒温振荡器,购自江苏太仓市实验设备厂。2方法2.1AFP浓度选择根据第三部分实验结果,我们选择lug/mlAFP进行以下实验。2.2MTT法检测细胞增殖细胞以浓度1×106/ml,1OOul接种96孔板,待细胞贴壁后将细胞分 湖北中医药大学2013届博士学位论文为8组,5%正常大鼠血清组、5%药物血清组、10%正常大鼠血清组、10%药物血清组、AFP+5%正常大鼠血清组、AFP+5%药物血清组、AFP+IO%正常大鼠血清组、AFP+IO%药物血清组,每组设6个复孔,培养24小时。吸弃培养液,加入含O.5mg/mlMTT工作液,细胞培养箱孵育4h后,小心吸弃上清液,加入DMS0100u1/71,,至充分溶解,在微孔板扫描分光光度计上测定吸光度0D490。2.3试剂盒法检测细胞上清GGT的表达细胞以浓度1×10'/ml,lml/孔种6孔板,待细胞贴壁后将细胞分为8组,5%3E常大鼠血清组、5%药物血清组、10%正常大鼠血清组、10%药物血清组、AFP+5%正常大鼠血清组、AFP+5%药物血清组、AFP+Io%正常大鼠血清组、AFP+Io%药物血清组,每组设3个复孔,培养24h后。取上清,按试剂盒方法检测GGT水平。2.4流式细胞术检测细胞周期细胞以浓度1X106/ml,lml接种6孔板,待细胞贴壁后将细胞分为8组,5%正常大鼠血清组、5%药物血清组、10%正常大鼠血清组、10%药物血清组、AFP+5%JE常大鼠血清组、AFP+5%药物血清组、AFP+10%正常大鼠血清组、AFP+10%药物血清组,每组设3个复孔。加入药物,培养24h后,收集细胞上清,胰酶消化细胞,PBS洗涤细胞3次,70%乙醇重悬细胞,置4度冰箱过夜固定细胞。固定好的细胞PBS洗涤后,RNA酶和PI染液混合液重悬细胞,并设置阴性对照。4℃避光孵育30min,流式细胞仪测定细胞周期。2.5流式细胞术检测细胞凋亡细胞以浓度1X106/ml,lml接种6孔板,待细胞贴壁后将细胞分为8组,5%正常大鼠血清组、5%药物血清组、1O%正常大鼠血清组、1O%药物血清组、AFP+5%正常大鼠血清组、AFP+5%药物血清组、AFP+10%正常大鼠血清组、AFP+10%药物血清组,每组设3个复孔,加入药物培养24h后,收集细胞上清,无EDTA胰酶消化细胞,轻轻吹打细胞,收集并离心,预冷PBS两次重悬,弃上清,加入100ul结合液,AnnexinV-APC和7-AAD 正肝方防治肝癌前病变的AF聊良赖机制研究双染色(设阴性、AnnexinV-APC和7-AAD单染对照),室温避光孵育15min,加入结合液稀释,流式细胞仪检测。2.6统计学处理计量资料用X±s表示。所有数据均使用SPSS12.0软件进行统计学分析,组间比较使用单因素方差分析。P<0.05表示差异具有统计学意义。3结果3.1MTT法检测细胞增殖与正常大鼠血清组比较,中药血清组对细胞增殖没有显著影响(尸>现0.9;与AFP+正常大鼠血清组比较,AFP+中药血清组显著抑制细胞增殖(尸<现05)。见表4-1。表4—1药物血清对细胞增殖的影响(X±s)组别OD值5%正常血清组5%中药血清组10%正常血清组10%中药血清组AFP+5%正常血清组AFP+5%中药血清组AFP+IO%正常血清组AFP+10%中药血清组与AFP+正常血清组比较,+尸<口0503.2试剂盒法检测GGT的水平与正常大鼠血清组比较,中药血清组对GGT的表达没有显著影响(尸>现0.9。与AFP+正常大鼠血清组比较,AFP+中药血清组对细胞GGT的表达无显著影响(尸>现蚴。见表4-2。 湖北中医药大学2013届博士学位论文表4-2药物血清对细胞GGT的影响(x±S)组别GGT(U/L)5%正常血清组35.03±1.0345%中药血清组10%正常血清组32.87士1.46235.96±0.98210%中药血清组31.09-I-I.834AFP+5%正常血清组38.05土1.037AFP+5%中药血清组37.89±1.327AFP+10%正常血清组39.07±1.294AFP+IO%中药血清组36.87±I.4623.3流式细胞术检测细胞周期流式细胞术检测细胞周期提示,与正常大鼠血清组比较,中药血清组对细胞周期无影响(尸>现0-9。与AFP+正常大鼠血清组比较,AFP+中药血清组显著延长细胞周期(P<现0_9。见表4-3,图4-1、4-2。表4-3药物血清对细胞周期的影响(x±s)(%)与AFP+i'F常大鼠血清组比较,。尸姐O/。52 正肝方防治肝癌前病变的AFP锯R.赖机制研究+AFP{。-A.FP{5%正常血清组5%药物血清组1o%正常血清组1o%药物血清组100%90%80%70%60%50%40%30%20%图4—1口G2,M■S目GO/GLZJ4bf毪图4—2药物血清对细胞周期的影响1,5%正常血清组;2,5%药物血清组;3,1O%正常血清组;4,1O%药物血清组;5,AFP+5%正常血清组;6,AFP+5%药物血清组;7,AFP+10%正常血清组;8,AFP+IO%药物血清组。3.4流式细胞术检测细胞凋亡流式细胞术检测凋亡提示,与正常大鼠血清组比较,中药血清组对细胞周期无影响。与AFP+正常大鼠血清组比较,AFP+dP药血清组显著诱导细胞凋亡(尸<现刃)。见表4-4、图4—3。53 湖北中医药大学2013届博士学位论文+AFP.AFP表4-4药物血清对细胞凋亡的影响(x±S)(%)组别Q2+Q35%正常血清组5.12±0.8325%中药血清组5.89±1.03410%正常血清组11.33±0.79110%中药血清组12.72±1.102AFP+5%正常血清组5.58±0.743AFP+5%中药血清组29.34±1.210’AFP+IO%正常血清组15.93±1.094AFP+10%中药血清组44.21±2.379’与AFP+iE常大鼠血清组比较,尸<口050r—T一丽j{.蝴,1j。卜:‘.舻tootO’’矿10’’O‘5%正常血清组5%药物血清组10%正常血清组10%药物血清组图4-34小结4.1正肝方组成药物及功效正肝方主要由黄芪、丹参、炙鳖甲、川I芎、女贞子、枸杞子、半枝莲、白花蛇舌草等组成。方中重用黄芪补益正气,为君药;以丹参、炙鳖甲活铲p旷一 正肝方防治肝癌前病变的AFP依赖机制研究血化瘀,软坚散结,女贞子、枸杞子益气滋阴,使补益无气滞、活血无伤正之忧,共为臣药;半枝莲、白花蛇舌草清热解毒,祛除毒邪,去除病因,共为佐药。川芎引药入肝,行气活血,为使药。攻补兼施,扶正祛邪,全方共奏益气养阴、活血软坚、清热解毒之功。4.2无外源性AFP存在时,正肝方药物血清对AFPSiRNA—HepG2细胞周期无明显影响;有外源性AFP存在时,正肝方有明显阻滞AFPSiRNA—HepG2细胞周期,抑制细胞增殖作用。4.3无外源性AFP存在时,正肝方药物血清无诱导AFPSiRNA—HepG2细胞凋亡作用,有外源性AFP存在时,正肝方有明显诱导AFPSiRNA—HepG2细胞凋亡作用。5讨论5.1肝癌前病变的中医病机中医学中无肝癌前病变及肝癌病名的记载,肝癌前病变是肝癌发生的必经阶段,是肝癌发生发展的重要部分,按其常见临床表现、体征,可隶属中医学中的“积聚"、“肝积”、“伏梁”、“胁痛"、“肥气"、“积气”、“岩’’、“臌胀”、“黄疸"等范畴。肝癌形成的病因病机即为肝癌前病变的病因病机。肝癌中医病因病机复杂,《圣济总录》日:“积气在腹中,久不瘥,牢固推之不移者,瘾也,饮食不节,致脏腑气虚弱,饮食不消,按之其状如杯盘牢结,久不已,令人身瘦而腹大,至死不消"。又如《医宗必读·积聚》云:“积之成也,正气不足而后邪气居之"。中医学认为肝癌的发生为多种因素长期综合作用的结果,并非一朝一夕所致。肝癌的病机以脏腑气血亏虚为本,气、血、湿、热、瘀、毒互结为标;病位在肝,与脾、胃、胆密切相关;中医理论认为,正气虚是肿瘤发病的基础。蔡俊义等【49】认为原发性肝癌的病因不外乎内、外两个方面,内因主要由情志抑郁导致肝失疏泄,或由饮食劳倦伤脾导致脾失健运;外因主要由湿、热、毒邪内侵肝胆脾胃,或过嗜烟酒化湿生热蕴毒,结于肝胆、脾胃所致。《灵枢》有“壮人无积,虚人有之”,《诸病源候论》记载“积聚者,由阴阳不和,腑脏虚弱,受于风邪,搏于腑脏之气所为也”,《医宗必读·积聚》认为“积之成者,正气不 湖北中医药大学2013届博士学位论文足,而后邪气踞之"。兆丰【50】认为肝癌之病机关键为肝郁脾虚,其正虚为本,主要是脾虚,病久累及肾阴肾阳,气滞、血瘀、痰凝、湿毒相互胶结为病理基础的顽症痼疾,其重点在于“虚"与“瘀"。总之,肝癌的病因不外内、外两个方面。其病机为正虚邪实,正虚多表现在肝脾功能失调,气血不足,邪实多为湿、热、瘀、毒相互夹杂。脾失运化、痰浊内生或外湿内侵,湿聚成痰,痰湿日久,化热生毒,结于肝胆;或肝气郁结,气滞血瘀,热毒内蕴,或湿热邪毒直中肝胆;而脾虚湿盛最易侮肝,同时肝郁气滞、血瘀内结则木不疏土或肝胆湿热易乘脾导致湿、热、痰、瘀、毒互为因果,从而加剧病情的发展,各种有形之实邪互结于肝而形成癌肿。因此肝癌前病变的发生发展过程中肝郁脾虚多为其内在的关键因素,肝脏络脉瘀阻为其发病重要环节,而癌毒胶着为肝癌前病变缠绵难愈的症结所在。肝癌前病变的这种复杂的发病过程,会在其不同的发展阶段呈现出不同的病机特色和临床表现,故临床要强调用动态变化的思维去把握每个阶段的病机变化,从而准确灵活地应用中医的辨证思维,方能使肝癌前病变疗效满意。5.2肝细胞癌的发生机制肝癌的发生是一个复杂的生物学过程,具体机制尚未完全阐明。研究表明,病毒感染、化学物质、电离辐射等均能诱导肝癌的发生,它们大都直接作用于肝细胞的遗传物质,引起DNA的损伤,这是发生肝癌的重要分子基础。深入研究肝癌的发生机制特别是从基因水平上研究,可在肝癌防治上取得突破性的进展。肝细胞癌的发生机制可概括以下几个方面:①肝细胞癌免疫逃逸机制。肝癌细胞表面标志物异常表达可使肝癌细胞逃脱机体免疫监视,如AFP的高表达,可以抑制单核、巨噬细胞MHCclassII的表达,也可以抑制T淋巴细胞及B淋巴细胞,并使IL-12、TNF分泌量减少同时可以使CD40及CD86表达减弱,对树突状细胞凋亡有明显的促进作用‘511。HCC可以通过某些机制下调MAGE抗原表达而逃逸机体免疫打击【521。CD44阻断肝癌细胞Fas-FasL信号通路【531。②血管新生机制。HCC患者血管内皮细胞生长因子VEGF、Ang-2、bFGF、Cox-2、PDGF等均高表达,这 正肝方防治肝癌前病变的AFP依赖机制研究些可直接或间接作用于血管内皮细胞,促进它们的增生和迁移活性。③细胞增殖和凋亡异常,即细胞过度增殖且凋亡减少。④端粒酶活性增强。5.3中医药防治肝癌前病变取得的成果及中药的可能作用靶点由于肝癌前病变模型难复制、中药研究周期长、中药成分复杂,作用因素繁多、研究对象不易控制等诸多因素,使得中医药在防治肝癌前病变的临床和基础方面的研究仍然较少,能够经得起实验重复和临床验证的和单味中药更少。虽然经过研究发现了一些及单味中药对肝癌前病变的发生有一定抑制作用,并对其作用靶点进行了初步研究,但中药发挥防治肝癌前病变的机制尚不完全清楚,其疗效不能得到广泛认可及推广,中医药未能充分发挥其未病先防的优势。因此,及时了解肝癌前病变的现代研究进展,紧密结合中医基础理论及肝癌前病变的中医病因病机,深入开展中医药预防肝癌前病变的机制研究具有重要的理论和临床实践意义。近年来,中医药在肝癌前病变,预防肝癌发生方面进行了一些有益的研究探索,取得了一些有意义的成果,并呈现出较好的研究前景。研究发现的能抑制化学致癌剂诱发的肝癌前病变及肝癌的一些及单味中药和部分有效成分。在中药防治肝癌机理的研究方面,经分类总结,发现中药可能主要通过以下几个作用靶点发挥防治肝癌前病变的【54】:①影响肝癌细胞周期,调节肝癌细胞生长,抑制肝癌细胞增殖;②上调控癌基因表达;③诱导肝癌细胞分化;④调节和提高机体免疫功能;⑤诱导肝癌细胞凋亡;⑥影响肝癌细胞端粒酶活性;⑦影响肝癌细胞中细胞信号转导通路。5.4正肝方组成药物的功效及现代药理学研究正肝方是导师杨大国教授从事肝病临床治疗30多年,潜心研究并通过临床验证的、基于对肝癌前病变及肝癌的中医病机认识而立法的方药,长期应用于临床治疗肝癌前病变及肝癌和肝癌术后患者,即肝硬化伴高甲胎蛋白血症和肝癌术后患者,取得较好疗效。该方主要由黄芪、丹参、炙鳖甲、川芎、女贞子、枸杞子、半枝莲、白花蛇舌草等组成。方中重用黄芪补益正气,为君药;以丹参、炙鳖甲活血化瘀,软坚散结,女贞子、枸杞子益气滋阴,使补益无气滞、活血无伤正之忧,共为臣药;半枝莲、白花 湖北中医药大学2013届博士学位论文蛇舌草清热解毒,祛除毒邪,去除病因,共为佐药。川I芎引药入肝,行气活血,为使药。攻补兼施,扶正祛邪,全方共奏益气养阴、活血软坚、清热解毒之功。黄芪(RadixAstragali)【551,性温,味甘,归脾、肺经,具有补气固表,托毒排脓,利尿,生肌之功;现代药理研究发现:黄芪的化学成分主要包括多糖、皂苷、黄酮、氨基酸和微量元索等;能促进机体代谢、抗疲劳、促进血清和肝脏蛋白质的更新,有明显的利尿作用;调节血压水平;改善动物贫血现象;改善血管通透性,调节血糖水平;兴奋呼吸;增强体液免疫和细胞免疫,促进吞噬细胞的吞噬功能,增强和调节机体免疫功能,提高机体的抗病力。并能减少血栓形成;还有降血脂、抗衰老、抗缺氧、抗辐射、保肝等作用。丹参(Salviami1tiorrhiza)【561,味苦,微寒,入心、肝经,活血调经,祛瘀止痛,凉血消痈,清心除烦,养血安神;能抑制肿瘤细胞生长,诱导肿瘤细胞分化,多年来人们对丹参的化学成分、药理作用及临床应用进行了大量的研究,发现了30多种化学成分,现代药理学研究发现:丹参主要含脂溶性成分和水溶性成分。脂溶性成分包括丹参酮I、丹参酮ⅡA、丹参酮ⅡB、丹参酮IⅡ、丹参醇I、丹参醇Ⅱ、丹参醇ⅡI、丹参酚、丹参醛等。水溶性成分主要含有丹参素,丹参酸甲、丹参酸乙、丹参酸丙,原儿茶酸、原儿茶醛等。现代药理研究发现;丹参能改善血液流变性,降低血液粘度,促进纤维蛋白溶解,改善微循环,进而影响肿瘤细胞的扩散和转移;增强网状内皮系统的吞噬功能和调理活性,促进免疫复合物及抗体的降解和清除,减轻免疫损伤;同时作为一种天然抗氧化剂,可保护免疫细胞膜的完整性和通透性,抗脂质过氧化性肝损伤,能保护肝细胞损伤,促进肝细胞再生,有抗肝纤维化作用。川芎(SzcchuanLovageRhizome)【571,味辛,性温,入肝、胆经,具有行气活血,祛风止痛之功效。现代药理学研究发现:川芎含生物碱,挥发油,酚类物质(如阿魏酸),内脂素以及维生素A,叶酸,蔗糖,凿醇,脂肪油等;川芎嗪能扩张冠状动脉,增加冠状动脉血流量,改善心肌的血 正肝方防治肝癌前病变的AF喇机制研究氧供应,并降低心肌的耗氧量;可扩张脑血管,降低血管阻力,显著增加脑及肢体血流量,改善微循环;能降低血小板表面活性,抑制血小板凝集,预防血栓的形成。川I首水煎剂对动物中枢神经系统有镇静作用,并有明显而持久的降压作用;有抗维生素E缺乏作用和抗组织胺、利胆作用。白花蛇舌草(Oldenlandia)【5引,性凉,味甘、淡,归胃、大肠、小肠经,具有清热解毒,活血利尿之功。现代药理研究发现:是临床常用的抗肿瘤中药。白花蛇舌草含多糖、寡糖、寡肽、对香豆酸等成分。白花蛇舌草总水提取物对肿瘤有良好的抑制作用,白花蛇舌草在在体内能刺激网状内皮系统增生,促进抗体形成,使网状细胞、白细胞的吞噬能力增强,从而达到抗菌、抗炎的目的;其粗制剂体外实验,在高浓度下对一些肿瘤细胞有抑制作用。给小鼠腹腔注射白花蛇舌草液可以出现镇痛、镇静及催眠作用,并有保肝利胆的作用。半枝莲(BarbedSkullcapHerb)【59】,性寒,味辛、苦,具有清热解毒,化瘀利尿作用。现代药理研究发现:半枝莲含野黄琴素、野黄琴戒、红花素、异红花素及生物碱。其有解热、护肝、抑菌作用,且对癌前病变细胞异常增殖有抑制作用。枸杞子(FructusLycii)唧】,性味甘,平,补肾益精,养肝明目。现代药理研究发现:含甜菜碱、多糖、粗脂肪、粗蛋白、硫胺素、核黄素、烟酸、胡萝卜素、抗坏血酸、尼克酸、p一谷凿醇、亚油酸、微量元素及氨基酸等成分。枸杞子和枸杞多糖均能增加巨噬细胞的吞噬功能,增强血清溶酶体活力。枸杞子可增加T细胞表面D受体的数量,并通过增加T细胞数量及增强其活性而对免疫系统产生调节作用。枸杞子可通过调节巨噬细胞活性发挥抗肿瘤作用,枸杞子还具有清除超氧自由基和抑制鼠肝脂质过氧化作用。女贞子(FructusLigus8triLucidi)[611,性味苦甘、平,入肝、肾经,能滋补肝肾,明日乌发。现代药理研究发现:含齐墩果酸、乙酰齐墩果酸、熊果酸、甘露醇、葡萄糖、棕搁酸、硬脂酸、油酸、亚油酸等成分。女贞子可增强非特异性免疫功能,对异常的免疫功能具有双向调节作用, 湖北中医药大学2013届博士学位论文有抗肿瘤作用;对化疗和放疗所致的白细胞减少有升高作用;并具一定抗衰老应用价值;有强心、利尿、降血糖及保肝作用;并有止咳、缓泻、抗菌等作用。醋鳖甲(vinegartuftle)【621,性味成寒,归肝、肾经有滋阴潜阳、软坚散结,退热除蒸的功效。现代药理研究发现:鳖甲含动物胶、骨胶原、角蛋白、17种氨基酸、碳酸钙、磷酸钙、碘、维生素D及锌、铜、锰等微量元素。鳖甲能降低实验性甲亢动物血浆CAMP含量;能提高淋巴母细胞转化率,延长抗体存在时间,增强免疫功能;能保护肾上腺皮质功能;能促进造血功能,提高血红蛋白含量;能抑制结缔组织增生,故可消散肿块;有防止细胞突变作用,还有一定镇静作用。5.5正肝方防治肝癌前病变存在AFP依赖机制前面第一部分中阐述了肝癌的发生存在AFP依赖机制,AFP可通过调节细胞的周期对细胞增殖产生影响,其能促进细胞进行有丝分裂,缩短细胞周期,促进细胞增殖。并探讨了肝癌发生的机制,肝癌的发生是一种细胞过度增殖和凋亡抑制均发生异常的疾病,目前学者们在恶性肿瘤发生和发展过程中,更倾向细胞凋亡的抑制较细胞过度增殖起更重要的作用。肿瘤细胞的凋亡是有核细胞在凋亡刺激信号作用下通过启动细胞内死亡机制,经过一系列信号转导途径,最终发生细胞程序性变性和死亡的过程。有内源性和外源性两种凋亡模式,内源性途径主要通过活化线粒体实现,外源性途径则主要由死亡受体介导,但两条途径并非独立发挥作用。目前,关于AFP影响细胞凋亡外源性凋亡报道较多,取得一些突破性进展,AFP通过免疫抑制作用,帮助肝癌细胞逃脱机体免疫监视,使凋亡信号路径不被激活而抑制细胞凋亡;但关于AFP对细胞内源性凋亡途径的影响报道较少。前期临床及动物实验研究发现,正肝方显著抑制AFP的分泌,能有效防治肝癌前病变。本实验中,应用AFP表达缺失的AFPSiRNA-HepG2细胞系,在有AFP同时干预的条件下,正肝方药物血清能显著阻滞细胞周期,并抑制细胞的增殖。而在无AFP干预时,正肝方药物血清对细胞的周期及细胞增殖均无显著影响。这说明AFP对细胞周期及细胞生长的调节作用是正肝方 正肝方防治肝癌前病变的AFP依赖机制研究防治肝癌前病变的作用靶点,正肝方通过抑制AFP的分泌及阻断AFP的调节功能来防治肝癌前病变。且有AFP同时干预的条件下,正肝方药物血清能显著诱导不表达AFP的AFPsiRNA-HcpG2细胞凋亡,而在无AFP干预时,药物血清对细胞的凋亡无影响。此研究结果提示我们,通过抑制AFP对细胞凋亡调节作用是正肝方防治肝癌前病变的作用机理之一。正肝方通过抑制AFP调节肝癌细胞生长机制可能是正肝方阻断了AFP与细胞膜上AFP受体的结合,从而阻断了AFP对细胞器的调节作用。关于正肝方调节细胞周期,是通过影响与AFP相关的哪些细胞周期调节基因、周期调节信号通路,本实验未能作进一步研究,有待以后进一步完善。正肝方通过抑制AFP作用诱导肝癌细胞凋亡机制可能是正肝方通过抑制AFP阻断了AFP对TNF-0【,Fas1/Fas等凋亡信号通路的保护,启动了细胞凋亡信号诱导细胞凋亡;也可能是阻断了AFP-与caspase3的结合,使caspase3恢复其活性而诱导细胞凋亡。 湖北中医药大学2013届博士学位论文结论1.在体外实验中,正肝方药物血清显著下调肝癌细胞AFP的表达,抑制细胞生长并诱导其凋亡。2.应用RNAi技术成功构建了AFP表达缺失的人肝癌模型细胞系(AFPsiRNA—HepG2)。3.低浓度AFP有促进AFP表达缺失人肝癌HepG:细胞系增殖作用。4.正肝方依赖抑书]AFP对肝癌细胞的促增殖作用来防治肝癌前病变。 正肝方防治肝癌前病变的AFP依赖机制研究创新点1.应用RNAi技术构建不表达AFP的肝癌细胞模型。2.思路创新:围绕AFP对肝癌的发生发展起着关键作用,基于正肝方下调肝癌前病变患者血清AFP水平,并对肝癌前病变患者的疗效显著,探讨正肝方防治肝癌前病变是否存在AFP依赖机制。 湖北中医药大学2013届博士学位论文问题与展望本研究结合国内外最新研究进展,在课题组前期工作基础上,探讨了正肝方抑制肝癌前病变的AFP依赖机制研究,有所发现与发展,但也存在以下问题:1.本研究只针对正肝方防治肝癌前病变的作用是否存在AFP依赖机制进行了研究,尚不清楚正肝方通过影响AFP有关的哪些具体信号通路而发挥作用。2.尚未对正肝方有效化学成分进行筛选和分析。需要进一步将植物化学分离与细胞生物活性评价方法相结合,进行活性追踪指导下的分离与评价。 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湖北中医药大学2013届博士学位论文文献综述AFP与肝癌甲胎蛋白(alphafctoprotcin,AFP)是一种胚胎蛋白,是胎儿时期肝脏内合成、分子量约为70KD的糖蛋白,成人血清中水平很低,但发生恶变的肝细胞可恢复其合成的能力。成年人的肝脏存在多能肝干细胞,肝脏受到损害时,这些干细胞分化成肝细胞和胆管细胞。目前认为卵圆细胞是肝干细胞的一种子代细胞,有合成AFP的能力,也有成瘤性,肝干细胞可能是HCC产AFP的细胞来源之一。AFP作为原发性肝癌的标志物,是诊断原发性肝癌的重要实验室指标,并常作为治疗肝癌有效性验证指标。其对肝癌的发生发展至关重要。AFP的血清含量变化对于肝癌的早期发现、疗效监测意义重大。AFP是恶性肿瘤尤其是HCC发生发展过程中重要的调控分子。其具有诸多生理功能,主要表现为以下几个方面:一AFP对肝癌细胞的生长调节作用AFP是一种胚胎时期及机体病理状态下产生的生物蛋白质,能调节细胞的生长,伴随着细胞分裂的旺盛过程,当人体发育成熟时,AFP分泌减少,但当发生肝癌或肝脏损伤时,肝细胞便分泌大量的AFP。因此可以推测它在肿瘤发生发展过程中不仅仅是一种伴随现象,而有可能是促进肝细胞生长的内源性物质。AFP参与肝癌细胞生长调节的机制尚不完全清楚,以前认为AFP对肝癌细胞生长的调节作用是因为AFP具有免疫抑制作用。但许多关于AFP促进肝癌细胞生长的研究均在体外进行,小剂量的AFP对人肝癌HcpG2细胞的生长有明显促进作用。低浓度的AFP对多种肿瘤细胞具有促进增殖的作用【l,2】。也有研究指出,AFP对人肝癌HcpG2细胞和Ehrlich腹水癌细胞有直接促增殖作用[31。因体外研究不存在免疫体系应答问题,因此可以肯定AFP对肝癌细胞生长的调节并不仅是AFP具有免疫抑制作用所能解释。另外AFP作为一种大分子蛋白质,不可能直接进入细胞内对细胞的基因表达进行调控而调节细胞的生命活动。为探讨AFP是通过何种途径调节肿瘤细胞生长。Mizcjcwski等【4】进行了研究,发现AFP大多存在于肝细胞膜表面和胞浆内,而未定位于核内,从而推论在肝 正肝方防治肝癌前病变的AFP依赖机制研究细胞表面可能存在能与AFP结合的受体。Villacampa等【5,6】发现其它肿瘤细胞如MCF-7人乳腺癌细胞上也存在AFP受体及其介导的AFP内化现象。AFP通过结合细胞膜AFP受体发挥对细胞生长的调节作用。有研究者就AFP调节细胞增殖作用的机制也做过相关研究[71用1125标记AFP,放射受体分析法分析发现,在人肝癌Bel7402细胞和Hela细胞膜表面均存在AFP结合蛋白(受体)。以细胞周期、细胞DNA合成等指标测定,均证明AFP能促进细胞从G1期进入S期,DNA合成量远远超过对照组。为了证实AFP对细胞生长调节是由受体介导,进行了细胞在AFP作用下信息传导研究,结果表明,在一定剂量范围(1Omg/L一80mg/L),AFP能够促进胞外ca2+内流,胞内Ca2+外溢,引起胞浆ca2+升高。同时也发现,细胞内cAMP浓度升高,蛋白激酶A活性增高。这些实验结果均说明AFP对细胞生长的调节作用,其机制是受体介导-+信息传递-+基因表达调控调控来调节细胞增殖分化【81。AFP还可以通过抑制细胞凋亡来调节细胞的生长。二AFP对肝癌细胞的凋亡抑制作用,其机理可能是AFP对机体具有免疫抑制作用,保护肝癌细胞逃脱机体免疫监视细胞凋亡主要有线粒体途径或内在通路、死亡受体途径或外在通路两条途径。经死亡受体凋亡途径是细胞发生凋亡的一条重要通路【9】。有学者通过注射肝癌细胞诱导小鼠免疫耐受,导致体内AFP升高,发现AFP可抑制免疫攻击,促进肝癌细胞生长n们。除此之外,AFP还具有抑制抗原提呈细胞的作用。AFP可以下调树突状细胞表面活性因子H22Kb和12Ab的表达有人用AFP基因片段研究发现表达这些表位基因的蛋白质具有抑制T淋巴细胞免疫应答的功能,说明AFP的某些结构域具有免疫抑制作用n11。Mizejewskin21提出AFP是一种免疫抑制性蛋白质。有研究表明n3’1钔,AFP可明显抑制树突状细胞的功能,使其共刺激分子表达减弱,IL21及TNF分泌量减少,并促进树突状细胞的凋亡。这说明AFP可能通过抑制抗原提呈细胞的作用来发挥免疫抑制作用。AFP具有免疫抑制作用,胚胎发育过程中血浆高水平的AFP可以保护胎儿免受母体的免疫攻击。因此被认为是免疫抑制蛋白。研究发现n副,肝癌前病变及肝癌发生时,又一次被激活并大 湖北中医药大学2013届博士学位论文量表达的AFP具有抑制肿瘤患者的免疫应答作用。这可能是由于AFP具有改变CD4+和CD8+等T淋巴细胞亚群的比例和导致淋巴细胞死亡的作用,用AFP基因的某些碱基片段作为表位目的基因,发现表达这些表位基因的蛋白质具有抑制T淋巴细胞的免疫应答功能。通过移植肝癌细胞的实验,证明把体外培养的人肝癌细胞注射到小鼠体内后,导致体内AFP升高,发现AFP可抑制免疫攻击,促使肝癌细胞逃避免疫监控,造成癌细胞在小鼠体内生长。现代科学研究证明n6’17’18’1树突状细胞失活及其功能的丧失是肿瘤逃避免疫监控的重要原因,树突状细胞可能在机体监视肿瘤发生过程起中心性作用。Um等【10】用从人脐带血中提取的AFP作用于肝癌患者的单核细胞,发现AFP不仅能抑制单核细胞转变为成熟的树突状细胞,并且能损伤树突状细胞的功能、抑制其对T细胞的激活,并诱导这些树突状细胞凋亡;树突状细胞细胞是体内重要的抗原提呈细胞,淋巴细胞对肿瘤的识别和杀灭是通过抗树突状细胞把肿瘤抗原提呈给T细胞,激活T细胞,促使T细胞对肿瘤细胞产生攻击作用实现的。三AFP在肝癌逃避免疫监视的作用机制Nagao等【20】用反转录PCR方法研究肝癌细胞和侵入癌组织的淋巴细胞,发现AFP的高表达可能有抑制Fas表达的作用。AFP能促进肝癌细胞p53基因的表达,推测它可能直接或通过p53来影响肝癌细胞Fas/FasL系统的表达,逃避机体的免疫监视。Li等Ⅲ1通过将人肝癌细胞与T淋巴细胞共培养发现,AFP可以促进人肝癌细胞高表达FasL及Trail,促进T淋巴细胞高表达Fas及TrailR,从而诱导T淋巴细胞凋亡,使肝癌细胞逃避免疫监视。AFP诱导细胞凋亡有多种途径,也有研究证明乜引,大剂量的AFP诱导肿瘤细胞凋亡不是通过TNF/TNFR系统和Fas/FasL系统,说明AFP还有另外诱导细胞凋亡的途径。TRAIL与TRAILR是刚发现的TNF家族、成员,是重要的诱导细胞凋亡系统,研究发现AFP能促进肝癌细胞c2lun的表达,并可能通过c2lun蛋白影响Trai1/Trai1R系统在肝癌细胞和淋巴细胞中的表达,促进肝癌细胞逃避免疫监视。AFP的高表达可能有还有直接抑制Fas表达的作用或通过突变型p53的表达可抑制Fas的合成,从 正肝方防治肝癌前病变的AFP依赖机制研究而达到抑制肿瘤细胞凋亡和逃避机体的免疫监视乜引。四展望AFP是一种结构复杂的大分子蛋白质,具有复杂的生物学活性。在肝癌的发生发展中起着关键性的作用,经过多年的研究,虽然发现AFP对肝癌细胞具有生长调节作用,促进细胞增殖,并帮助肝癌细胞逃脱机体的免疫监视而保护肝癌细胞,使肝癌细胞不被机体的免疫系统识别,而阻断肝癌细胞的凋亡。但是,目前我们对AFP的生物学特性并不是特别清楚,其对肝癌的发生发展通过何种途径发生作用尚不清楚,AFP是如何诱导淋巴细胞凋亡,通过哪些途径抑制肝癌细胞的死亡受体,它的这些生物学特性都是值得我们进一步探索的科学问题。所以,阐明AFP的具体作用机制有助于我们找到预防及治疗肝癌的有效方法。参考文献[1]MizejewskiGJ.Immunologicprospectsformammalianalphafetoprotein[J].C1inImmunolNewslett,1981,2(5):37-39.[2]DudichE,SemenkovaL,GorbatovaE,etal.Growth2regulativeactivityofhumanalphafetoproteinfordifferenttypesoftumorandnormalcel1S[J].TumorBiol,1998,19(1):30—40.[3】SemenkovaLN,DudichEI,DudichIV.InductionofapoptosiSinhumanhepatonaceliSbyalphafetoprotein[J].TumourBiol,1997,18(5):261—273.[4]MizejewskiGJ.Alphafetoproteinbindingproteins:Implicationsfortransmembranepassageandsubcellularlocalization[J】.LifeSci,1995,56(1):1291.[5]Vi1lacampaMJ,MoroR,NavalJ,etal.Alphafetoproteinreceptorsinahumanbreastcancercel1ine[J].BiochemBiophysResCommun,1984,122(3):1322—1327.[6】UrielJ,Fai11yCC,VillacampaMJ,etaL.IncorporationofalphafetoproteinbytheMCF一7humanbreastcancercel1ine[J].75 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湖北中医药大学2013届博士学位论文附录一在校期间参加学术会议1.2012年广东省中西医结合肝病会议。2.2011年张家界第十八次全国中西医结合肝病学术会议。3.2011年广东省中西医结合肝病会议。4.2010年上海全球中西医结合肝病学术会议。 正肝方防治肝癌前病变的AFP依赖机制研究附录二在校期间发表学术论文1.冉云,邓欣,杨大国,等。外源性甲胎蛋白对AFPsiRNA-HepG:细胞系增殖与凋亡的影响。中西医结合肝病杂志,已录用。2.冉云,邓欣,杨大国,吴其恺等。构建。中西医结合肝病杂志,2011,AFP表达缺失人肝癌HepG:细胞系的22(5):282-283。3.邓欣,冉云,杨大国,等。正肝方药物血清对AFP刺激的AFPsiRNA-HepG2细胞系增殖的影响。中国中西医结合消化杂志。2011,(6):351—353。4.陈文林,冉云,杨大国,等。杨大国教授治疗原发性胆汁性肝硬化验案二则[J],中国中医基础医学杂志,已录用。5.徐晓婧,杨大国,冉云等。100例慢性重型乙型病毒性肝炎患者中医证型及临床特点分析。山西中医学院学报,2010,11(2):42—43。 湖北中医药大学2013届博士学位论文致谢三年的学生生涯转眼过去,在这个人生的最重要阶段,我收获颇多。值此论文即将完成之际,首先要感谢我最敬爱的老师——杨大国教授。特别感谢老师四年来在临床诊治思路培养、科研思路、实验研究设计及论文撰写和生活等方面给予的悉心指导。“雄关漫道真如铁,而今迈步从头越”,导师救死扶伤的医德医风、饱满的工作热情、严谨的治学态度、精益求精的办事作风将鼓舞我在今后的道路上不断前行!衷心感谢吴其恺主任、邓欣博士两位老师在临床、课题实施及生活中的指导、关心和帮助!衷心感谢上海中医药大学肝病研究所刘成海教授、陶艳艳、沈丽、许丽莉、彭景华等老师的帮助和指导!衷心感谢王清兰、闫秀川、吕靖、谭晔、彭渊、李书、周爱民等在实验室过程中给予的无私指导和帮助!感谢深圳市第三人民医院科教科李兵、杨桂林、郝慧、孟娟、张小萍等老师的大力支持。衷心感谢深圳市第三人民医院肝病一科李晓良主任、李炜、王平、李卓家、付佳鹏、刘晓晖、郑燕群等老师在学习和生活中的无私帮助与关怀!衷心感谢李知玉、陈文林、廖雪姣、黄国欣、吕锦珍等师兄弟姐妹在学习和生活中给予的无私帮助与关怀!我会永远珍惜这份亲情和友情!最后衷心感谢默默支持我一路走到今天的父母!向给予我理解与支持的先生表示深深的谢意!你们的支持与鼓励是我不断前进、勇攀高峰的动力180

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