绿茶多酚活性成分EGCG对结肠腺癌细胞错配修复基因转录的影响及其诱导凋亡的机制

发布时间：2018-03-13 09:23

本文选题：表没食子儿茶素没食子酸酯　切入点：染色体不稳定性　出处：《云南师范大学》2016年博士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：常绿灌木茶树叶片制成品称茶叶,是全球消耗量最大的饮料泡制材料。绿茶、乌龙茶和黑茶是茶叶的三种主要类型。云南茶树种质资源丰富,是绿茶的主要生产和消耗区。绿茶特殊的制作过程可阻止其重要组分茶多酚(Tea polyphenols,TPs)氧化,使TPs能最大程度地得以保存。表没食子儿茶素没食子酸酯[(-)-epigallocatechin-3-gallate,EGCG]是TPs的主要组分,约占TPs总量的50%,是绿茶利好人体健康的主要活性物质。流行病学、动物模型和离体研究数据已证实,EGCG具有潜在抗癌活性,能诱导多种类型的癌细胞凋亡。EGCG对培养细胞可表现抗氧化或促进氧化的双重效应;同时,EGCG具有抑制DNA甲基转移酶、改变组蛋白修饰模式等表观调节能力,提示EGCG可能对氧化还原条件改变引起的细胞生长及遗传响应、细胞表观遗传环境改变介导的基因表达产生影响,但相关机制尚不明确。本研究拟从遗传和表观遗传层面出发,针对不同病理状态细胞对EGCG处理的差异响应,探讨EGCG诱导癌细胞凋亡的机制。本研究首先以0,5,10,20,40μg/ml的EGCG处理人正常结肠上皮细胞NCM460和结肠腺癌细胞COLO205 24,48,72,96h,用CBMN-Cyt评价和比较EGCG对两种不同病理状态的细胞基因组稳定性和细胞生长状况的影响。研究发现:(1)与阴性对照比较,EGCG在所有浓度(5-40μg/ml)和处理时间,均显著降低NCM460染色体不稳定率CIN(p0.001),但显著诱发COLO205 CIN(p0.001),提示,EGCG在不同病理状态的细胞中分别具有遗传保护和损伤效应;(2)EGCG 5μg/ml处理NCM460,其核分裂指数NDI显著上升,而EGCG各处理组均使COLO205的NDI降低(p0.05),提示EGCG对二种受试细胞的生长途径也具有不同的影响;(3)ECGC处理显著降低NCM460凋亡率(p0.001),却显著提高COLO205的凋亡率(p0.001)。EGCG在正常和癌细胞中表现出各自相异的遗传学和细胞学效应。基于以上结果,为了深入分析上述差异的发生机制,结合EGCG的表观修饰能力,研究进一步探讨了EGCG对不同病理状态细胞遗传损伤修复和凋亡途径的影响及差异。在相同的实验条件下,以qRT-PCR分析EGCG对错配修复系统关键基因hMLH1和hMSH2、凋亡相关基因bax和bcl-2转录的影响。研究发现:(1)EGCG处理24h后,能显著上调NCM460中DNA损伤修复基因hMLH1和hMSH2的转录水平(p0.05),而在COLO205中,处理48h后hMLH1的转录水平才开始显著上调,因此,EGCG能上调二受试细胞错配修复关键基因的表达,NCM460的响应更加显著,提示EGCG可能促进正常细胞的DNA损伤修复,而在癌细胞中损伤修复基因转录的上调可能是对EGCG诱导的基因组损伤的一种响应;(2)EGCG对凋亡相关基因的转录具有显著影响,在NCM460细胞,40μg/ml处理48h,显著下调凋亡相关基因bax的转录(p0.001),在所有浓度和时间点显著上调bcl-2的转录(p0.001);在COLO205细胞,40μg/m EGCG处理48h,显著上调bax的转录(p0.05);处理72h后,所有浓度组显著降低COLO205 bcl-2的转录水平(p0.001),EGCG对两受试细胞bax、bcl-2转录的调节存在差异;(3)综合各处理时间点,讨论各浓度bax和bcl-2二者转录比例变化,在NCM460中,20μg/ml组的bcl-2/bax比例显著高于5和10μg/ml组(p0.001),40μg/ml组有所下降,呈现出先上升后下降的趋势;而20和40μg/ml的EGCG能显著降低COLO205的bcl-2/bax值。综合以上结果,提示中低浓度(5,10,20μg/ml)的EGCG可抑制NCM460凋亡,中高浓度EGCG(20和40μg/ml)能促进COLO205凋亡。综上,EGCG对不同病理状态的细胞基因组稳定和凋亡相关基因转录的影响存在双向性。EGCG有利于正常细胞遗传损伤修复,维护其基因组稳定性,上调抗凋亡基因bcl-2的转录,进而抑制细胞凋亡;同时,EGCG处理能显著诱导结肠癌细胞染色体不稳定性、下调bcl-2的转录,促进其凋亡。因此,两细胞对EGCG处理产生不同遗传损伤及修复系统的响应可能影响了细胞的生长途径,成为EGCG抗癌特性的潜在机制之一。基因组稳定性下降是诱发癌症的一个重要因素,EGCG对正常细胞基因组维护效应,提示其可能具有预防肿瘤发生的生物学效应。该研究为有目的地开发绿茶的健康价值、探索其潜在临床效应奠定了科学基础。
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【学位授予单位】：云南师范大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R151

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