以民间治疗肿瘤效果较好的中草药龙葵为依据,选择其主要成分生物碱(以下称龙葵碱)为研究对象。在前期抗肿瘤药效学研究的基础上,首先证明了龙葵碱对荷瘤小鼠红细胞膜带3蛋白的含量变化有影响,进而采用Northern印迹分析法、Western印记分析法、流式细胞分析法等方法和技术对龙葵碱体外诱导人癌细胞凋亡的影响,并对肿瘤细胞凋亡相关基因(P16、P21、P53、bcl-2、bax、C-myc、H-ras、K-ras)表达以及细胞内Ca2+浓度等指标进行了研究,探讨了凋亡的分子机制。最终,以转染带3蛋白(AE1)膜端结构域的K562细胞为对象,研究龙葵碱是否可以通过作用于带3蛋白而促进癌细胞凋亡进行深入研究。其结果一方面可以更为全面地揭示龙葵诱导凋亡的作用机理,为抗癌药物的开发以及为复方抗肿瘤药物的组方提供理论依据;另一方面对于验证带3蛋白与癌细胞凋亡机制的相关性具有重要理论意义。
本项目主要观察了龙葵碱诱导肿瘤细胞凋亡作用及作用机制。完成了以下四方面的工作:(1)龙葵碱对荷瘤小鼠红细胞及肿瘤细胞膜物质与功能影响的研究;(2)龙葵碱诱导HepG2人肝癌细胞凋亡的通路研究;(3)龙葵碱对HepG2细胞NAT酶活性的影响;(4)NAT酶与细胞凋亡的关系。实验中采用了激光共聚焦、流式细胞术、RT-PCR、Western blot、高效毛细管电泳等研究技术。研究结果表明:(1)龙葵碱通过影响红细胞膜上唾液酸含量进而影响CR1活性以及恢复质膜上其他重要糖蛋白表达如带3蛋白、钙泵、钠泵的活性和功能而恢复细胞正常生理功能,从而使肿瘤细胞向正常细胞分化;(2)龙葵碱对HepG2细胞的细胞毒作用比较敏感,能够诱导HepG2细胞凋亡,其机制与降低线粒体膜电位,升高细胞内Ca2+浓度,进而促进细胞色素C(Cyt.C)释放,激活caspase家族级联反应及降低Bcl-2蛋白表达最终诱导细胞凋亡有关;(3)龙葵碱是一种NAT酶非竞争性抑制剂,龙葵碱通过失活NAT酶半胱氨酸亚基-SH键而抑制NAT酶活性,促进细胞凋亡的发生及阻止HepG2细胞进一步恶化;(4)发现NAT酶是一种细胞凋亡抑制酶