雷公藤甲素诱导肿瘤细胞凋亡和自噬的分子机制研究

发布时间：2018-04-05 05:40

本文选题：雷公藤甲素　切入点：细胞凋亡　出处：《西北农林科技大学》2016年博士论文

【摘要】：雷公藤甲素(Triptolide)是从中药植物雷公藤中提取的一种环氧二萜内酯类化合物,具有广谱的抗肿瘤活性,能抑制多种肿瘤细胞的增殖,并诱导细胞凋亡和自噬。但是,雷公藤甲素诱导肿瘤细胞凋亡和自噬的分子机制目前仍不清楚。因此,本研究以人乳头瘤病毒(Human Papillomavirus,HPV)阳性喉癌细胞系和多个前列腺癌细胞系为模型,利用分子生物学、细胞生物学及小鼠移植瘤实验等研究手段,重点探索了雷公藤甲素诱导HPV阳性肿瘤细胞凋亡和诱导多种肿瘤细胞自噬的分子机制,以及自噬对雷公藤甲素抗肿瘤活性的影响,主要获得以下研究结果:1.以HPV18阳性喉癌细胞HEp-2为模型,检测了雷公藤甲素对HPV阳性肿瘤的作用。实验结果表明,雷公藤甲素能有效抑制HEp-2细胞的增殖、迁移及克隆形成能力。此外,雷公藤甲素还能同时激活死亡受体途径及线粒体途径两条凋亡信号通路诱导HEp-2细胞凋亡。2.证实雷公藤甲素能增强放射线对HEp-2细胞的杀伤,具有放疗增敏作用。3.研究了雷公藤甲素诱导HEp-2细胞凋亡的分子机制。结果表明雷公藤甲素诱导的HEp-2细胞凋亡依赖于抑癌蛋白p53的激活。雷公藤甲素能通过两条途径激活p53通路:一方面,雷公藤甲素能引起细胞DNA损伤,促进p53 mRNA的转录;另一方面,雷公藤甲素能够抑制泛素E3连接酶E6/E6AP的表达,进而阻断p53的泛素化降解。p53的表达上调及活化会促进受其调控的下游凋亡相关基因的表达,从而介导细胞凋亡。4.研究了雷公藤甲素对肿瘤细胞自噬的影响。结果表明,雷公藤甲素能引起喉癌细胞HEp-2及前列腺癌细胞PC-3、LNCaP和C4-2中LC3B II蛋白的表达上调,并抑制p62蛋白的表达。此外,利用激光共聚焦显微镜和透射电子显微镜观察发现雷公藤甲素还能促进PC-3、LNCaP和C4-2细胞中自噬小体的形成及自噬流的发生,证明雷公藤甲素能诱导肿瘤细胞发生自噬。5.探索了雷公藤甲素诱导肿瘤细胞自噬的分子机制。实验结果显示,在肿瘤细胞中雷公藤甲素能通过抑制泛素化修饰系统中的关键蛋白及分子伴侣蛋白的表达激发细胞内质网应激反应,进而引起内质网中的钙离子释放到细胞质,细胞质中钙离子浓度的上升促进了钙依赖性激酶CaMKKβ介导的AMPK的磷酸化,继而激活AMPK。活化的AMPK进一步通过磷酸化修饰TSC2和raptor抑制了自噬负调控因子mTOR的激酶活性。mTOR活性的降低使其不再抑制参与自噬起始的ULK1复合体的活性。同时,活化的AMPK也能直接磷酸化修饰ULK1和Beclin 1,促进ULK1复合体及Class III PI3K复合体的活化。上述蛋白复合体的活化最终促使肿瘤自噬的发生。6.利用细胞模型和小鼠移植瘤模型检测了自噬对雷公藤甲素抗肿瘤活性的影响。结果显示,在体外利用自噬抑制剂抑制细胞自噬能显著增强雷公藤甲素诱导的细胞凋亡;在小鼠体内抑制自噬也显著促进了雷公藤甲素对移植瘤的增殖抑制效果,并促进了肿瘤细胞的凋亡,证明肿瘤细胞的自噬反应能拮抗雷公藤甲素的抑增殖和促凋亡活性,而抑制自噬能够增强雷公藤甲素的抗肿瘤活性。综上所述,本研究发现纳摩尔级浓度的雷公藤甲素便可抑制HPV阳性肿瘤细胞的增殖,促进其凋亡,并增加其对放射线的敏感程度。雷公藤甲素诱导HPV阳性肿瘤细胞凋亡主要是通过促进抑癌蛋白p53的转录,抑制E6/E6AP介导的p53的泛素化降解,进而导致肿瘤细胞发生caspase依赖的细胞凋亡。其次,雷公藤甲素能诱导肿瘤细胞发生自噬。雷公藤甲素诱导肿瘤细胞自噬主要是通过激发内质网应激反应,促进了内质网中钙离子的释放,进而促进了钙依赖性蛋白激酶CaMKKβ介导的AMPK的活化。AMPK进一步通过激活其下游信号通路诱导肿瘤细胞发生自噬。我们还通过体外和体内实验证实抑制自噬能增强雷公藤甲素的抗肿瘤活性,提示雷公藤甲素与自噬抑制剂联合使用或许是一个更有效的肿瘤治疗方案。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R730.5

【相似文献】