黄芪多糖调控细胞DNA损伤修复发挥抗非小细胞肺癌活性的机制研究
【部分图文】：
通过siRNA干扰降低HCC827细胞中VRK1表达，明确黄芪多糖对VRK1的潜在影响。RT-qPCR结果表明（图4A），与NC组比较，黄芪多糖可显著增加VRK1 mRNA表达水平（P<0.01）；而VRK1-KD组和VRK1-KD+黄芪多糖组之间VRK1 mRNA水平无显著差异。Western blotting分析得出相似的结果（图4B）。CCK8测定表明（图4C),VRK1敲低后，黄芪多糖对HCC827细胞的抑制率显著降低（P<0.05）。结果表明，黄芪多糖可通过上调VRK1表达抑制HCC827细胞的增殖。图3 黄芪多糖对VRK1和P53BP1 mRNA和蛋白表达水平的影响（±s,n=3)
图2 黄芪多糖对细胞增殖和DNA完整性的影响（±s,n=3)彗星实验（图4D、E、F）表明，与NC组和VRK1-KD组比较，黄芪多糖处理后，彗尾长度和彗星橄榄炬均显著减小（P<0.001）。与VRK1-KD+黄芪多糖组比较，NC+黄芪多糖组的彗尾长度（P<0.001）和彗星橄榄炬（P<0.05）均显著减小，进一步证实黄芪多糖可保护DNA完整性，而VRK1敲低后作用下降。
NSCLC的发生是一个复杂的过程，涉及多个因素、阶段和步骤，其主要致病机制是由于各种因素所致的原癌基因的激活或抗癌基因的失活，包括DNA损伤修复能力受损。由DNA损伤引起的压力的细胞反应对于维持遗传物质的稳定性、防止基因突变和维持细胞功能尤为重要[9]。环境因素引起的DNA损伤是正常细胞转化为癌细胞的关键因素之一，而细胞对DNA损伤的反应可预防肿瘤发生。大量研究表明，DNA修复系统的过度激活可以促进癌细胞的侵袭和转移[19-20]。因此，DNA损伤修复活性在肿瘤中具有双重作用。由于植物来源的天然产物可提供大量候选药物，因此一直是人们研究的焦点。而且，大多数抗癌中药不会像化学治疗药物一样引发DNA损伤或致癌作用。黄芪作为传统中草药，具益气固表、利水消肿等功效，其所包含的黄芪多糖成分具有多重活性，包括免疫调节、抗氧化、抗肿瘤等作用，已有研究表明，黄芪多糖具有抗非小细胞肺癌作用，然而其在非小细胞肺癌的DNA损伤和修复活性中的关系尚不清楚。本研究通过一系列实验明确黄芪多糖可增强DNA损伤修复以保护DNA完整性。DNA损伤反应受VRK1/P53BP1信号转导途径调控[21],VRK1参与DNA损伤后的早期细胞反应，它可以激活P53BP1来微调DNA的检测和修复过程。同时有研究表明VRK1参与细胞分裂，并在细胞周期G0-G1/S阶段起着重要作用，VRK1表达降低可抑制细胞周期进程[22]。此外，VRK1可调节染色体浓度和DNA损伤反应，与正常细胞相比，VRK1与肺腺癌细胞基因网络中的有丝分裂基因显著相关[23]。VRK1的底物包括酪蛋白、组蛋白、转录因子和端粒维持蛋白，VRK1还可与DNA修复相关蛋白（如P53BP1和P53）形成稳定的复合物，进而在细胞核中包围所有DNA[24]。因此，由DNA损伤引起的染色质局部变形可能被VRK1捕获。本研究通过体内和体外实验，探讨黄芪多糖在非小细胞肺癌发生和发展过程中对DNA损伤和修复活性的调节作用和机制。对肿瘤的发生率和病理学特征的分析表明，黄芪多糖可以减少DNA损伤并抑制肿瘤细胞的侵袭性，抑制肿瘤进展，并使用专门评估DNA损伤的彗星试验证实了这一现象。尽管许多化学治疗药物通过破坏DNA来杀死和抑制肿瘤细胞，但是通过增加特异性DNA保护并不会促进肿瘤的发展，相反，其可抑制肿瘤活性，并减缓肿瘤的发展和侵袭性。黄芪多糖可显著增加VRK1表达，这可能是黄芪多糖对DNA损伤修复的影响的关键因素。P53bp1作为下游蛋白，与VRK1介导的DNA损伤和修复过程相关，Western blotting和免疫荧光测定验证黄芪多糖可上调该蛋白表达，表明黄芪多糖通过上调VRK1的表达和P53BP1灶的形成来促进DNA修复，并通过细胞中VRK1敲低实验进一步验证上述结果。
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