砷钼酸盐对两种白血病细胞抑制作用和机制的初步研究

发布时间：2020-09-25 15:38

　　研究目的:白血病是对人类健康产生严重危害的重大疾病,其发病率和死亡率还在攀升,已成为非常重要的公共健康问题。目前,白血病的治疗方法有放射疗法、化学疗法、免疫治疗、骨髓移植等。其中,化学治疗在白血病治疗中占有重要的地位。三氧化二砷作为化疗药物在急性白血病治疗中具有显著效应,但仍然存在副作用及耐药等问题。因此,筛选高效、低毒抗肿瘤药物仍是白血病药物治疗的重点研究领域。多金属氧酸盐(简称多酸),是由前过渡金属元素,特别是钒,钼,钨元素通过氧连接而成的无机簇合物。研究表明,多酸化合物具有高选择性的抑制酶功能,体内和体外的抗肿瘤活性,广谱的抗病毒活性和抗转录酶活性等。砷原子作为构成多酸的杂原子,可与钼,钒和钨形成杂多酸化合物,这类化合物可能复合多酸与三氧化二砷的性能,在急性白血病的治疗中具有潜在的价值。利用光谱学技术,分析药物与蛋白结合特性,建立药物与血清白蛋白相互作用的实验模型,对于了解药物的体内作用机制、阐明药物毒性及药理作用具有重要意义。多酸能够与蛋白质分子表面发生相互作用和结合,这对于多酸抗肿瘤药物设计具有特别重要的启示。本论文合成砷钼酸盐化合物,对其结构和稳定性进行表征,研究其体外抗白血病活性及毒性,并利用光谱学方法研究其与生物大分子的相互作用。研究方法:制备砷钼酸盐化合物,并通过红外光谱、紫外光谱、粉末XRD衍射、元素分析对其进行表征;利用激光拉曼光谱研究砷钼酸盐化合物在生理条件下的稳定性;选择急性白血病细胞株HL-60和U937作为细胞模型,利用MTT研究砷钼酸盐化合物对肿瘤细胞增殖的影响;选择人脐静脉内皮细胞株HUVEC,利用MTT研究砷钼酸盐化合物对正常细胞的毒性;利用激光共聚焦显微镜研究砷钼酸盐化合物对白血病细胞形态学改变;利用流式细胞仪测定砷钼酸盐对白血病细胞周期和细胞凋亡的影响;采用蛋白质印迹法研究白血病细胞凋亡相关蛋白的表达;采用紫外光谱、荧光光谱、同步荧光光谱法研究砷钼酸盐化合物和生物大分子的结合作用。研究结果:1.合成砷钼酸盐化合物K_2Na[As Mo_6O_(21)(O_2CCH_2NH_3)_3]·6H_2O 1,该化合物结构明确,在生理pH值下具有较好的稳定性;2.砷钼酸盐化合物1对人白血病细胞HL-60和U937细胞增殖具有抑制作用,其对HL-60细胞和U937细胞的半数抑制浓度(IC_(50))24 h时分别为8.61μM和14.50μM,其抑制作用呈现明显的剂效关系。砷钼酸盐化合物1体外抑制作用优于阳性对照药物全反式维甲酸,与阳性对照药三氧化二砷相似;3.砷钼酸盐化合物1对正常细胞株HUVEC的毒性低于三氧化二砷;4.砷钼酸盐化合物1能够诱导白血病细胞HL-60和U937细胞发生凋亡。5.HL-60和U937在砷钼酸盐作用后,细胞阻滞在G_1期;6.砷钼酸盐化合物1能够通过调节活化的caspase-3和bcl-2的表达来诱导HL-60和U937细胞凋亡;7.光谱学研究结果表明,化合物1与小牛胸腺DNA(ct DNA)以静电作用结合,在R0.625和R≤0.625(R=[化合物1]]/[ct DNA]),它们的结合常数分别为1.4×10~4和4.05×10~3 M~(-1)。化合物1与牛血清白蛋白和人血清白蛋白之间形成新的复合物,改变了两种血清白蛋白的构象,增加了两种血清白蛋白微环境的亲水性。其与牛血清白蛋白的结合常数为4.90×104 M~(-1),与人血清白蛋白的结合常数为5.24×103M~(-1)。研究结论:1.砷钼酸盐化合物1结构明确,性质稳定,在体外具有潜在抗白血病活性;2.砷钼酸盐化合物1对正常细胞HUVEC具有较低的毒性;3.砷钼酸盐化合物1能够诱导细胞凋亡并使细胞周期阻滞在G_1期;4.砷钼酸盐化合物1与生物大分子ct DNA和血清白蛋白存在相互作用。
【学位单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：R733.7
【文章目录】：
摘要
Abstract
英文缩略词
第1章前言
    1.1 白血病治疗研究
        1.1.1 白血病概述
        1.1.2 白血病的治疗
    1.2 多金属氧酸盐的药物化学研究进展
        1.2.1 多金属氧酸盐概述
        1.2.2 多金属氧酸盐的药物化学研究
    1.3 光谱学技术研究药物与生物大分子的相互作用
        1.3.1 生物大分子
        1.3.2 药物与生物大分子相互作用的研究手段
    1.4 选题依据和目的
第2章材料和方法
    2.1 主要仪器和试剂
        2.1.1 主要仪器
        2.1.2 主要试剂
    2.2 砷钼酸盐的合成与表征
2Na[AsMo₆O₂₁（O₂CCH₂NH₃）₃]·6H₂O的合成'>        2.2.1 K₂Na[AsMo₆O₂₁（O₂CCH₂NH₃）₃]·6H₂O的合成
2Na[AsMo₆O₂₁（O₂CCH₂NH₃）₃]·6H₂O的表征'>        2.2.2 K₂Na[AsMo₆O₂₁（O₂CCH₂NH₃）₃]·6H₂O的表征
2Na[AsMo₆O₂₁（O₂CCH₂NH₃）₃]·6H₂O的稳定性研究'>    2.3 K₂Na[AsMo₆O₂₁（O₂CCH₂NH₃）₃]·6H₂O的稳定性研究
    2.4 细胞培养
    2.5 MTT法测定细胞增殖抑制作用
    2.6 细胞周期的测定
    2.7 细胞形态学研究
    2.8 细胞凋亡测定
        2.8.1 Annexin V-FITC/PI双染法检测细胞凋亡
        2.8.2 免疫印迹法检测凋亡相关蛋白含量的变化
    2.9 砷钼酸盐化合物与生物大分子相互作用研究
        2.9.1 砷钼酸盐化合物与ctDNA的相互作用研究
        2.9.2 砷钼酸盐化合物与BSA相互作用研究
        2.9.3 砷钼酸盐化合物与HSA相互作用研究
    2.10 统计学分析
第3章实验结果
2Na[AsMo₆O₂₁（O₂CCH₂NH₃）₃]·6H₂O的表征'>    3.1 K₂Na[AsMo₆O₂₁（O₂CCH₂NH₃）₃]·6H₂O的表征
2Na[AsMo₆O₂₁（O₂CCH₂NH₃）₃]·6H₂O的X射线衍射'>        3.1.1 K₂Na[AsMo₆O₂₁（O₂CCH₂NH₃）₃]·6H₂O的X射线衍射
2Na[AsMo₆O₂₁（O₂CCH₂NH₃）₃]·6H₂O的红外光谱'>        3.1.2 K₂Na[AsMo₆O₂₁（O₂CCH₂NH₃）₃]·6H₂O的红外光谱
2Na[AsMo₆O₂₁（O₂CCH₂NH₃）₃]·6H₂O的紫外光谱'>        3.1.3 K₂Na[AsMo₆O₂₁（O₂CCH₂NH₃）₃]·6H₂O的紫外光谱
2Na[AsMo₆O₂₁（O₂CCH₂NH₃）₃]·6H₂O的稳定性结果'>    3.2 K₂Na[AsMo₆O₂₁（O₂CCH₂NH₃）₃]·6H₂O的稳定性结果
2Na[AsMo₆O₂₁（O₂CCH₂NH₃）₃]·6H₂O对HL-60 和U937细胞增殖抑制作用'>    3.3 K₂Na[AsMo₆O₂₁（O₂CCH₂NH₃）₃]·6H₂O对HL-60 和U937细胞增殖抑制作用
2Na[AsMo₆O₂₁（O₂CCH₂NH₃）₃]·6H₂O对细胞周期的影响'>    3.4 K₂Na[AsMo₆O₂₁（O₂CCH₂NH₃）₃]·6H₂O对细胞周期的影响
    3.5 细胞形态学分析
2Na[AsMo₆O₂₁（O₂CCH₂NH₃）₃]·6H₂O导致细胞凋亡'>    3.6 K₂Na[AsMo₆O₂₁（O₂CCH₂NH₃）₃]·6H₂O导致细胞凋亡
        3.6.1 Annexin V-FITC/PI双染法结果
        3.6.2 caspase-3 和bcl-2 的含量变化
    3.7 砷钼酸盐化合物与生物大分子的相互作用研究
        3.7.1 ctDNA结合实验
        3.7.2 BSA结合实验
        3.7.3 HSA结合实验
第4章讨论
第5章结论
参考文献
作者简介
在学期间取得的科研成果
致谢

【参考文献】