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基质金属蛋白酶抑制剂的筛选及抗肿瘤转移的研究

来源:六九路网
东南大学硕士学位论文

基质金属蛋白酶抑制剂的筛选及抗肿瘤转移的研究

姓名:丁丽申请学位级别:硕士专业:内科学(血液肿瘤)指导教师:姜藻;陈宝安

20030522

基质金属蛋白酶抑制剂的筛选及抗肿瘤转移的研究研究m:丁丽导师:姜藻副教授东南大学医学院中文摘要侵袭、转移足恶性肿瘤最重要的特征之一,电是临床肿瘤病人的主要死因之一。抑,基质金属蛋白酶(matrixmetalloproteinases,MMPs),尤其由于认识到MMPs在肿瘤侵袭转移中的重要作用,MMPs(特别是MMP一2)抑制剂的筛选和玎发受到广泛的重视。目前人工合成的MMPs抑制剂用在人体因存在吸收、降解、毒性等问题并不理想,故此方面工作仍在探索中。本草抗肿瘤侵袭转移研究的报道甚少。由于蛇毒中含丰富的MMPs,我们没想从抗臼的:本研究即将几种常用抗毒蛇咬伤的本草的粗提成分,制备成药物血清,观察其对体外培养的高转移胰腺癌Panc一1细胞株MMPs的产生和表达的抑制能力,初步筛方法:小实验用抗蛇毒中药的两种复方的粗提本草成分B110、G210分别给大鼠灌胃,制备药物血清,用5%、10%、20%的药物血清对培养的高转移胰腺癌Panc一1细胞mRNA表达的影响。结果:(1)明胶酶谱法结果表明,B110和G210药物血清在10%、20%的浓度町抑%、20%的B110和G210药物血清对Panc一1细胞MMP.2分泌的抑制率分别为20.07%、3759%和28,82%、5497%。(2)MT丁法结果表明,20%的B110和G210药物血清可抑制Panc一1细胞的增殖,lI同浓度的空白血清相比有显著性差异(P<0.05)。B110抑制率为2038%;G210抑制67%。(3)RT—PCR法结果表明,5%的G210和10%、20%的B110和G210药物血清均mRNA的表达,与同浓度字白血清相比均具有显著性差异(P<005),并呈一定的浓度依赖性。10、20%B110的抑制率分别为51.16%和56.780/;结论:t十,草药B110、G210制备的药物血清可抑制胰腺癌Panc一1细胞MMP一2的产关键词:基质金属蛋白酶,肿瘤,药物血清,侵袭,转移制肿瘤侵袭转移为当今国际研究热点。细胞外基质(包括基底膜)的降解是肿瘤侵袭转移中的关键步骤之是以Ⅳ型胶原为底物的明胶酶(MMP一2、9),在此过程中发挥着重要作用。毒蛇皎伤的本草中筛选天然的具有抗肿瘤侵袭转移作用MMPs抑f,*jjf0,为肿瘤转移的药物治疗开辟一条新途径。选出具有抑制MMPs能力的本革组分。株干预24小时。(1)采用明胶酶谱法检测药物血清对Panc一1细胞MMP一2分泌的影响;(2)采用M1”11法检测药物血清对Panc一1细胞增殖的抑制作用;(3)采用RT—PCR法检测药物』f【L清对Panc.1细胞MMP.2制Panc一1细胞MMP一2的分泌,与同浓度空白血清相比具有显著性差异(P<0.05)。10率为29可抑制Panc一1细胞MMP一25%、10%、20%G210的抑制率分别为27.85%、74.79%和81.52%。化和表达,且陔作用在一定范闻内具有浓度依赖性,提示其具有抗肿瘤侵袭转移的潜能。ThescreeningofinhibitorsofmetaUoproteinasesandtheinvestigationoftheirpropertiesininhibitingBackground:tumormetastasisBasementmembranedegradationiSacriticalcomponentoftumorinvasionandmetastasisthatisfacilitatedbythefamilyofenzymesknownasmatrixmetalloproteinasas(MMPsl.SnakevenomsareabundantandstablesourcesofMMPs.SowehypothesizetoscreenMMPirthibitorsfrommedicinalherbswhichhaveanti—venomfunctions.Objective:TOinvestigatetheinhibitoryeffectofB110andG210.thedifferentpropertiesmedicinalherbsthathaveanti—venomfunctions,onmetastasis。associatedofPanc一1cellsfromahumanpoorlydifferentratedpancreaticcancerceilline.Methods:B110G210wasgiventoSpragueDawleyratsintragastrically(Ig.)threetimesper4handwecollecttheirserums2hafterthelastdrugadministrationorPanc。1cellswereincubatedinvitrowithorwithouttheincreasingdosesofBll0orG210theserum(5%,10%,20%)for24h.GelatinZymographywasperformedtodetectsecretionofMMP一2ofPanc.1cells.MTTarraywasusedtodeterminetheRT—PCRgrowthinhibitionbyB110orG210seruminculturedPanc一1cells.techniquewasusedtomeasuretheexpressionlevelofMMP一2FnRNAofPanc一1cellsResults:After24htreatment,theB110andG210serumsreducedthesecretionofPanc一1cellsinaMMP一2ofdose—dependentmannerB110andG210serumsf20%1AndB110andG210serumaIsoinainhibitedtheproliferationofculturedPanc一1cellsfiruhibitedby2008%and29.67%respectively,P<0.051whencomparedwithcontr01.thelevelofdownregulatedexpressionMMP一2nlRNAofPanc.1cellsdose.dependentmannerConclusion:TheseresultssuggestthatBll0andG210,whichreducethesecretionandexpressionofMMP一2ofPanc一1cellsinusefulincanceradose—dependent,mightbepotentially、therapy.‘。Keywords:MatrixmetalloproteinasesjCancer;Invasion;Metastasis;Drug—serum东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的既明并表示了谢意。1一叶_一研究生签名:.』竺曰期:2003—06-06东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外,允许论文被查阅和借阅,呵以公布(包括刊登)论文的全部或部分内容。论文的公布(包括刊登)授权东南大学研究生院办理。研究生签名:_二l导师签名:运n日期:2003—06一06A(oDl:DEPC:DMSo:ECM:EDTAl证PES:MMPs:MMPI:MTll:TEMED11lMPs:’Dis:缩略词表Opticaldensity光密度Diethylpyrocarbonate焦碳酸二乙酯Dimethylsulfoxide■甲亚砜Extracelluarmatrix细胞外基质Ethylenediaminetetraaceticacid乙二胺四乙酸Hydroxyethylpiperazineethanesulfonicacid羟乙基哌嗪匕磺酸;N一2羟互。基哌臻一N‘一2一乙磺酸Matrixmetalloproteinases暴质金属蛋白酶Matrixmetalloproteinasesinhibitor基质金属蛋白酶抑制剂3-f4,5一dimethyIthiazol一2一y1)一2,5一diphenyltetrazoliumbromide四氮唑赫Teh.amethylethylenediamine四甲基乙二胺Tissueinhibitorsofmetalloproteinases组织基质金属蛋白酶抑制剂Tris(hydroxymethyllaminomethane=i羟甲基氨基甲烷日U舌侵袭、转移是恶性肿瘤最重要的生物学特征之一,也是临床肿瘤病人死广:的主要原因。抑制肿瘤侵袋、转移为当今国际研究热点。在肿瘤侵袭转移过程中,山于肿瘤细胞要多次穿越基底膜并侵入周围组织,因此对包括基底膜在内的细胞外基质(extTacellularmatrix,ECM)的降解是肿瘤侵袭转移的关键步骤之…‘。ECM主要由胶原、糖蛋白、蛋白多糖和氨基葡聚糖等组成。胶原是ECM的主要成分,至少有12种类型。I、II、llI型胶原是结缔组织中的主要成分,Ⅳ型胶原主要存存基底膜。已有充分证据表明,肿瘤细胞的侵袭转移能力与其产生或诱导宿主细胞产生降解ECM的蛋白酶的能力密切相关。降解ECM的基质金属蛋白酶(matrixmetalIoproteinases,MMPs)是迄今为止发现的oj肿瘤侵袭转移关系最为密切的一类蛋白水解酶…1。而其中的又以明胶酶(即IV型胶原酶,MMP一2,9)尤为重要,因为Ⅳ型胶原酶不但可以降解细胞问基质成分还能降解基底膜的主要成分Ⅳ型胶原…2。由于认识到MMPs在肿瘤侵袭、转移中的重要的作用,MMPs(特别是MMP一2)抑制剂的筛选和J|J发受到广泛的重视。80年代中后期,发现在一些正常组织中存在一种天然的基质金属蛋白酶抑制剂(tissueinhibitorsofmetalloproteinases,TIMPsl,这种大分子的金属蛋白酶抑制剂参与调节组织中基质金属蛋白酶的活性。重组TIMPs能部分抑制B16一F10小鼠黑色素瘤细胞的体外侵袭能力和实验性肺转移能力“343;将’FIMPscDNA转移到该细胞或c-Ha—ras转化的大鼠胚胎细胞中并使之稳定表达时,细胞的实验性肺转移能力也火火下降…5。但由于TIMPs是一种大分子蛋白,存在降解和吸收困难等问题,小分子TIMPs是一个理想的研究方向。Maflystatin是从放线菌Actinomaduraatramentaria发酵液中分离得到的一类小分子化合物,能特异抑制MMP一2和MMP一9,并目.剂量依赖性的抑制HT一1080人纤维肉瘤细胞的体外侵袭能力…6。定向合成亦能够获得更为特异的抑制MMPs的化合物,如BB3103、BB94和BB2516等。但卜述化合物用在人体内却因存在吸收、降解、毒性等问题并不理想,故目前这方面工作仍存探索之中。中草药抗肿瘤侵袭转移研究的报道甚少。国内甄永苏教授对大黄素抑制人高转移肺癌PG细胞的肿瘤转移相关性质作了研究,发现用大黄素干预PG细胞,可使细胞对人工皋底膜的侵袭能力下降,同时细胞MMP一2和MMP一9的分泌量也下降‘7』。韩锐教授对金荞麦提取物的抗肿瘤转移作用进行了一些研究,发现金荞麦提取物可明显抑制B16一BL6细胞的侵袭,并能有效地抑制B16一BL6黑色素瘤细胞在C57/BL6小鼠体内的自发性肺转移:陔提取物还能抑制HT一1080细胞MMP一2和MMP一9的产生一眠Perez和Sanchez…9最近在总结天然蛋白酶抑制剂抗蛇毒引起出血的研究时指出,蛇毒叶]含丰富的MMPs,这砦酶可通过『:预血液凝聚、防止血栓形成、降解基底膜或胞外基质部分而引起出血。而蛇及某些温血动物的血清中有TIMPs,具有抗出血作用。从这些动物的血中提取TIMPs,外用治疗毒蛇咬伤应有较好的疗效,但因存在降解和吸收网难等问题,难以用于肿瘤治疗。如果从抗毒蛇咬伤的本草中筛选出天然的具有抗肿瘤侵袭转移能力的小分子MMPs抑制剂,则可能解决诸如化学合成药毒性大,TIMPs降解、吸收网难及抗原性等问题。本研究即拟将两种常用抗毒蛇咬伤的本草复方粗提成分,给大鼠灌胃制备成药物血清,再利用体外培养的高转移胰腺癌Panc一1细胞株观察上述药物血清对MMPs的产生和表达的抑制能力,初步筛选出具有抑制MMPs能力的本草组分。由p恶性肿瘤发病率高、转移后果严重,至今缺乏特效药。控制癌细胞侵袭、转移小仪可以延缓其发展,而且能为采取其它治疗措施赢得宝贵时间。因而研制与丌发天然MMPs抑制剂具有广阔的应用前景和社会经济效益。材料与方法材料1.1动物1Sprague-Dawley(sD)大鼠21只,雌雄各半,普通级,体重(250±20)g,由本校实验动物中心提供。1.2细胞株Panc—I(A肤腺癌细胞株):由德国乌尔姆大学惠赠13药物B110和G210:购于江苏医药公司1.4试剂戊巴比妥钠:上海化学试剂分装厂,Serva进口分装RPMIMeium1640:美国GIBCOBRL公司产品HEPES:武汉生命技术有限公司,Roche进口分装小牛血清:杭州网季青生物工程公司产品青霉素、链霉素:山东鲁抗医药股份有限公司产品二甲皿砜(DMSo):上海生工生物T程有限公司,AMRESCo分装四唑氮盐(MTT):Sigma公司产品胰蛋白酶:Difco公司进几分装焦碳酸二乙醣(DEPC):上海生工生物一1:程有限公司,AMRESCo分装总RNA提取液(Trizoll:南京生工生物技术服务中心产品RT—PCR试剂盒:TaKaRa公司产品(RNAPCRKitVer.2.1ManualKitDR019A)components:50“125u④AMVReverseTranscriptaseXL(5units/u1)②RnaseInhibitor(40units/1.t1)lI⑧OligodT—Adaptorprimer④RNageFreedistilledlq[20⑨TaKaRaTaq⑧10xRNAPCRBuffer100mMTris—HCI(PH8.3)500mMKCl⑦dNTPMixture(2.5pmoI/uI)50n(5units/p1)1ml25p11rnlf10mMea)150p1⑨MgCl2(25raM)lmlDNAMarker:华美生物T程公司产品,100—1000bp,500bp为加强带Bule/orange6×loadingDye:华美生物工程公司产品,10%Ficoll400,O.25%bromophenolblue,0,25%xylenecyanol,0.4%orandeG,10mMTris—ltCl(pH7.5、,50mMEDTA。琼脂糖:南京生工生物技术服务中心,AMRESCO分装石蜡油:SNBC分装澳化乙锭:Sigma公司产品乙二胺四乙酸(EDTA):济南试剂总J一无水乙醇:分析纯,上海化学试剂有限公司氯仿:分析纯,中国宝应化学试剂厂异戊醇:分析纯,南京化学试剂厂十二二烷基磺酸钠(sDs):GIBCOBRL公司产品三羟甲基氨基甲烷(Tris):南京生工生物技术服务中心,AMRESCO分装1,51.6试剂的配制16.1细胞培养液(PH=7.2,1000mI):1.62小牛血清:56。C水浴灭活30分钟,分装后于一20。C保存。丙烯酰胺:BBl分装N,N一亚甲双丙烯酰胺:南京牛工生物技术服务中心,AMRESCo分装过硫酸胺:南京创瑞生物技术有限公司进口分装四甲雄乙.胺(IrEMED):上海生T生物工程公司产品明胶:华美生物工程公司,Sino—AmericanBiotechnology进口分装甘油:上海生T生物工程公司产品溴酚兰:南京生兴生物工程公司,AMREsCo分装甘氨酸:南京创瑞生物技术有限公司进口分装TritonX一100:华美生物:II程公司,AMREsCo分装Brij一35(1二烷基聚乙二醇醚)=-卜海医科大学病理教研室惠赠考马斯亮蓝G250:南京生兴生物工程公司,AMRESCo分装甲醇:分析纯,南京红旗化工厂乙酸:分析纯,南京化学试剂厂CaCl2:分析纯,南京化学试剂厂ZnCl2:分析纯,南京化学试剂厂NaCl:分析纯,南京化学试剂一厂器材6、24、96孔细胞培养板:NUNC细胞培养瓶:江阴光明玻璃仪器厂产品C02培养箱(GBl6型):德国Heraeus公司产品特种净化工作台(SW—cJ—IFD):苏州安泰空气技术有限公司产品倒置相差显微镜(XSZ--D2型):重庆光学仪器厂酶联免疫检测仪:f==1本BIo—RAD产品水平式DNA凝胶电泳槽(DY—A):上海生化所西巴斯生物技术开发公司垂直电泳槽:北京六一科学仪器厂产品微量移液器:10、20、200、1000ul,GILSON产船台式高速普通离心机(TGL一16C型):上海安亭科学仪器厂台式高速冷冻离心机:德国Heraeus公司产品PCR扩增仪:Hybaid公司产品DNA—RNA检测仪:GeneQuant,PharmaciaBiotech产品电子天平:德圈SARTORIUS公司产品精密PH汁:上海电磁仪器J一产品平板振荡器(752一A型):上海医用分析仪器厂产品电热恒温水槽(DK一8D):上海医用恒温设备厂产品快速混匀器(SK一1型):常州国华电器有限公司产品台式干燥箱(DGB/20--002型):重庆试验设备J一图像分析处理系统:ImageMasterVDS图像分析仪(美国PharmaciaBiotech公刊)进行灰度扫描后用ImageMasterTotallab软件分析RPMI164010.49,HEPES5.99,NaHC033.09,青霉素10万U,链霉素10力U,加双蒸水800mi,溶解,调PH值7t2,加水定容1000ml,4"C放置6小叫,用直径2,2um微孔滤膜滤器抽滤除菌,分装后一20。C保存。1,6’316416516.616.7168169161016.1116.121.6.131.6.141.6.J516.16加样缓冲液f2×,PH=6,8,50m111617电泳槽液f5×,PH=8.3,500m11PBS(PH=7.2,1000m1):NaCl8.09,KCl0.29,Na2HP04.12H203.4789,KH2P040-29,加入800ml水,盐酸调PH值7.2,加水定容1000ml,混匀,高压灭菌,分装后4"C保存。D—Hanks液(PH=7.2,500m1):NaCl8.0z,KClO49,Nal‘IC03O359,Na2HP04.12H200.069,KH2P040069,酚红O.029,加双蒸水800ml,溶解,调PH值72,加水定容1000ml,混匀,高压火菌,分装后4℃保存。O.25%蛋白酶(含0.02%EDTA):称取O,259胰蛋白酶,O.029EDTA,用D—Hanks液定容至100ml混匀,4℃过夜,次H以直径0.22¨m的微孔滤膜正压过滤除菌,分装后一2()℃保存备用。MTT:用PBS配制成5mg/ml溶液,抽滤除菌,避光4℃保存,隔周重配。0.1GDEPC:lmlDEPC原液溶于1000ml双蒸水中,37℃水浴箱过夜,商压消毒30rain,q℃保存。5×TBE缓冲液(PH=8.0,500m1):549Tris,2759硼酸,20mlO.5MEDTA(PH8.0),加双蒸水400ml,调PH值至8.0,定容至500mI,4℃保存备用,用时稀释成O.5×TBE缓冲液。17%琼脂糖凝胶:称取O.689琼脂糖,溶于40ml0.5×TBE溶液中,加热完全溶觯,待冷却至60。C左右时,加入2.5ul1rag/ml澳化乙锭溶液,使之弥散均匀,倒入插好样品梳的水平电泳槽制胶板中,胶凝固30min后拔出梳子,将胶板置于电泳槽中,加入0.5×TBE溶液,使液面高于胶面约O5mm,备用。30%丙烯酰胺溶液(丙烯酰胺:亚甲双丙烯酰胺=29:11:299丙烯酰股和19N,N一亚甲双丙烯酰胺溶于总体积为60rig的去离—F水中,加热至37。C溶解,加水至100mi,置于棕色瓶中(有神经毒性,要带手套和帽子)。1.5MTris(PH=8.8,250m1):称耿Tris45.439,加入200n_lI去离子水,浓HCI调PH值至8.8,加水定溶至250m1。10MTris(PH=6.8,250m1):称取Tris30.299,加入200n咀去离子水,浓HCl调PH值至6.8,加水定溶至250ml。10%SDS(PH=7.2,100m1):称取10.09SDS,加入90ml去离子水,68.0。C助溶,调PH值至7.2,加水定溶至100ml(微品粒易扩散,带口罩)。10%过硫酸胺:称取2.59过硫酸胺,溶于25m1去离子水中,4℃保存,隔周重配。1%明胶液:称取2.5异明胶,溶于250ml去离子水中,加热溶解,贮于4℃,用时冉加热使之溶解。含有O08MTris,4%SDS,10%甘油,O.05%溴酚蓝称取TrisO.4849,SDS2,09,澳酚蓝O.0259,加入甘油5ml,再力¨入40ml去离子水溶斛,调PH值至6.8,定容至50ml。含有5×25mmol/LTris,5×250mmol/L甘氨酸,5×0.1%SDS称耿Tris7559,甘氨酸47.09,加入25mi10%SDS,hHA.450ml去离子水,调PH值至8.3,定容至500ml。1.6.18洗脱液(2×,PH=7.6,500m1)称取Tris6.0579,CaCl2.2H200.7359,JJNA.25mlTritonX一100,2mMZnCl2(0.1369加至500ml水中)0.5ml,加去离子水450mi,调PH值至7.6,定容至500ml。1.619漂洗液(2×,PH=7.6,500m1):除Triton外,余同洗脱液。16.20孵育液(2×,PH=7.6,500m1):¨殂¨忽:Mn1z№z¨214采咖:第三次给药后2h自下腔静脉采血2.1.5血清分离:称取Tris3.299,CaCl2・2H200.3679,Brij一350.19,NaCl4.3839,加入2raMZnC]2O25ml,加去离子水450ml,调PH值至7.6,定容至500ml。染色液:称取考马斯亮蓝G2502.59,加入甲醇150ml,乙酸50ml,加去离子水定容至500ml。脱色液:脱色液A:150ml甲醇,50ml乙酸,加去离子水至500ml脱色液B:100ml甲醇,50ml乙酸,加去离子水至500“1l脱色液C:50ral甲醇,25ml乙酸,加去离子水至500ml方法实验分组:选取21只体重在(250±20)g的SD大鼠,雌雄各半,随机分为三组:①空白对照组:7只,灌入NS②B110药物组:7只,灌入药物Bll0⑧G210药物组:7只,灌入药物G210分别放入标记笼1,2,3中,常温下饲养。药物制备:Bll0胶囊(0.259/粒):取0.59胶囊,置于100ml锥形瓶中,加入75m1生理盐水,振荡摇匀。药物G210(黑色片剂):耿50片G210,研碎,置于100m1锥形瓶中,加入75ml生理盐水,磁力搅拌器搅匀。灌胃:饲养的大鼠进水禁食12小时后,按分组灌入药物,期间仍进水禁食。给药剂量:给药剂量按人鼠等效药量换算方法,相当于60kg体重成人同用量的同倍。①对照组:灌入NS,3ml/rat/次②药物组1:灌入B110,0.029/3ml/rat/次③药物组2:灌入G210,2片/3ml/rat/次给药方式:一次给药、.次给药、三次给药(每次给药后4h再以同剂量给药一次)。步骤:1、SD人鼠称重,予0.4%戊巴比妥钠以lmI/lOOg剂量腹腔麻醉2、麻醉好的大鼠仰卧位置于手术台上,予有齿镊夹起腹正中皮肤,沿腹正中线自下向上剪开皮肤,暴露内脏3、无齿镊提起皮卜|筋膜分离,腹正中见一直径约O.5~1cm的静脉色血管(最粗),即为下腔静脉。用无齿镊把内脏推向大鼠左侧,暴露F腔静脉4、弘10mI注射器自下腔静脉抽血,量约5~ioml不等,量少者可向上剪开横膈,找到心脏,抽取房室血。每只大鼠约可抽血lOml,放置于消毒后的离心管中,盖盖编号,4V静置过夜。静置后的血样予2000r/min离心20min,lml微量移液器吸出上层血清,置于药物血清的制备消毒后的玻璃瓶中,同种条件血清混匀,56℃,30min水浴灭活,用直径2.2u111微孔滤膜滤器抽滤除菌,分装后一20。C保存。22细胞培养Panc一1细胞用含lO%小牛血清的RPMI1640培养液,置于37℃,5%C02培养箱中培养,待细胞长至培养瓶底部80%后,弃去原培养液,用PRS液洗瓶壁细胞_次,用含0.02%EDTA的0.25%胰蛋白酶消化细胞,相差显微镜下见细胞收缩,细胞间隙清晰,立即翻转培养瓶使细胞离丌消化液,弃去消化液,之后加入含10%小牛巾清1640培养液,用吸管将细胞自瓶壁吹打下来,按1:2或1:3比例传到新培养瓶中,给予传代培养。待细胞处于对数生长期,用于下。步实验。2.3药物丁预2.31用RPMI1640液按倍比稀释的方法把对照组空白血清、Btl0药物血清和6210药物血清分别配制成5%、10%、20%的药物血清。2.32取对数生长期的Panc一1细胞株胰酶消化,用含lO%小牛血清的RPMI1640培养液制成3X105/mi的细胞悬液,接种_丁=J六孔板中,每孔3ml,置于37℃,5%c02培养箱中48h,细胞约铺满80%,吸出培养液,用无血清1640培养液洗涤2次,分别加入配制好的5%、10%、20%的药物血清和空白血清。另设一溶剂对照,只加入1640培养液。置于37℃,5%C02培养箱继续培养24h后取出,收集培养上清,低速离心(200Xg)去除细胞碎片,分装后立刻进行酶谱分析或存于一709C。细胞予PBS沈涤2次,加入RNA提取液,提取RNA行RT—PCR。2.4明胶酶谱法检测用药前后Panc.1细胞MMP.2的分泌水平241原理:明胶酶蔷法是以SDS—PAGE系统作为手段,将培养上清或组织匀浆中各蛋白成分按分子量大小分离,并以加入凝胶中的明胶作为底物,在电泳完成后,置于适合明胶酶(MMP一2)的条件下孵商后再染色,脱色。在明胶酶的活性区域,由于明胶已被降解,故不能被染色,表现为兰色背景下的透亮带。明胶酶含量越多,带的量度和宽度也就越大。这种方法检测的灵敏度很高,可检测到培养上清中低至4ng/rnl的明胶酶。因此可。以用这种方法衡量药物对肿瘤细胞分泌明胶酶能力的影响。2.42主要参数:8%分离胶,5%浓缩胶,0,1%SDS,0.1%明胶2.43步骤:2.4.318%SDS—PAGE的制作(1)分离胶15ml:去离子水5.4ml30%丙烯酰胺40ml1.5MTris(PH8.8)3.8ml10%SDS0.15111l加%过硫酸胺0.15ml1%明胶15mlTEMEDO.009ml渖:30%丙烯酰胺有神经毒性,凝同无毒,应带手套操作尚需配制1%琼脂封口用f电泳缓冲液配制)。(2)在两玻I离板r'HJ隙rf;f灌注丙烯酰胺溶液,留出灌注浓缩胶所需空间f梳子的齿长再加1cnl),用吸管小心的在丙烯酰胺溶液上覆盖上一层1%SDS,将凝胶垂直放置于室温F(3)分离胶聚合完全后(约30分钟),倾出覆盖层液体,用去离子水洗涤凝胶顶6部数次以除去未聚合的丙烯酰胺,再用纸巾吸净残留液体3.4mi去离子水(4)浓缩胶5mI:O.68ml1MTris(PH6.8)30%丙烯酰胺溶液0.83ml10%SDS0.05ml10%过硫酸胺0.05mlTEMED0.005mI(5)在已聚合的分离胶上直接灌注浓缩胶,立即在浓缩胶溶液中插入干净的Teflon梳子,小心避免混入气泡,再加入浓缩胶溶液以充满梳了问的空隙,将凝胶垂直放置于室温下(6)浓缩胶聚合完全后(约30分钟),小心移出梳子,立即用去离子水洗涤加样槽以除去未聚合的丙烯酰胺2.4.32固定:凝胶田定于电泳装置上,上下槽各加入甘氨酸电泳缓,排出凝胶底部和两玻璃问的气泡2.43,3加样:取20“i培养上清与等量2X加样缓冲液混合,用微量注射器加样至样品孔底部2.4.3.4电泳:接电源f正极接下槽),浓缩胶内电压80V,电流O.3—0.4A;分离胶内150V,O.4A。溴酚兰到达底部约4小时,关电源(取胶时,切下左下角作为标记)2.435洗脱:切除浓缩胶,分离胶加入洗脱液室温振摇洗脱30分钟×2次,除去SDS2.43.6漂洗:加入漂洗液振摇洗20分钟×2次2.437孵育:加入孵育液,于37℃孵育45~48小时2.4.3.8染色与脱色:0.5%考马斯亮蓝染色3小时后,依次加入脱色液A、B、和C,每次脱色约40分钟2.4.39保存:7%乙酸溶液保存并摄影记录24.4凝胶结果于普通灯下观察、照相,用ImagemasterVDS密度扫描定量,TotalLab软件进行分析。以1640培养液溶剂对照组为参照,用实验组与溶剂对照组的MMP一2的光密度体积比值(sam/con)来表示各组MMP一2的分泌量,并把各药物组MMP一2的分泌量与同浓度的空白血清组相比较,得到MMP一2的抑制率。每组实验重复三次。在SDS—PAGE凝胶中加入明胶作为明胶酶的底物,用于检测细胞条件培养基中的明胶酶(MMP一2),电泳后凝胶经复性处理,使酶充分发挥其活性,再片j考马斯亮蓝染色,胶中为未着色区域表明有明胶酶存在。在电泳条件下,明胶酶和金J禹蛋白酶组织抑制因子的复合体会自动解体,明胶酶原也会自动活化,因而酶原及活化形式的明胶酶均可检测到,收集药物干预24h后体外培养的Panc一1细胞株的培养f=’清,经gelatin-zymography电泳,检测MMP一2的分泌量。25MTT浊检测B110、G210药物血清对Panc一1细胞的增殖抑制作用取对数生氏期的Panc一1细胞消化、计数,接种于96孔培养板,每孔含3000个细胞:晷液200ul,置于37℃,5%C02培养箱中培养24小时后,每孔加入用RPMI1640培养液配制好的5%、10%、20%的B110和G210药物血清及对照知窄内血清各200btl,每一浓度设3个平行孑L,继续培养24d,D-寸,弃上清,每孔加入PBS溶液配制的5mg/mlMTT20uI,37℃,继续孵育4小时,终止培养,小心吸弃孔内的培养上清液。每孔加入1501-t1DMSO,振荡10分钟,溶解蓝紫色颗粒,于酶标仪上测定570nm波长的吸光度(A570),再计算细胞抑制率。细胞抑制率(%)=L1一A加药血清组/A空白血清组)×100%2.62.6,1RT—PCR法检if,0Panc一1细胞MMP一2mRNA的表达实验器械的处理用于RT—PCR的玻璃器皿常规洗净后,在烤箱内180℃干烤10h。所有塑料器材(如Eppendorf管、Tips吸头、PCR薄壁管)均为新购产品,使用前用0.1%DEPC浸泡12h,高压消毒、烘干。用于提取RNA的氯仿、异丙醇均为新包装。75%的乙醇由25rnl0.1%DEPC水与75ml无水乙醇混匀配制而成,4。C保存。2胰腺癌细胞总RNA的提取:2.626.3测RNA浓度和纯度:2.6.4逆转录(20“l反应体系):26.5引物合成:(1)药物干预24h后的细胞,吸取上清用于明胶酶潜法检测MMP.2蛋闩,细胞用PBS洗涤两遍(2)分别加入Trizol1ml,吸头吹打数次,移入DEPC水处理过的1.5mlEppendorf管巾,15℃--30。C放置5分钟(3)加入氯仿200Hl,剧烈手振摇15秒,抽提RNA,15℃--30℃放黄2--3分钟(4)离心,12000G×15分钟(4。C)(5)吸取卜层无色水相置另一Eppendorf管巾(6)加入05mI异丙醇,充分混匀,沉淀RNA,15。C--30℃放置10分钏r(7)离心12000G×10分钟(44C),RNA在管底形成凝胶样物质(8)弃上清,加入75%的DEPC配制的乙醇lml,洗涤RNA,振荡器混匀(9)离心7500G×10分钟(4℃)(10)弃上清,空气干燥10分钟qD加DEPC处理后的水20ul,56℃水浴10min溶解RNA沉淀预热DNA—RNA测定仪,调适好各项参数,用灭活的0.1%DEPC水1000u1调零。取RNA样品1u1,加入灭活的0.1%DEPC水999Ixl,混匀。直接读取RNA浓度和A260/280比值,并根据稀释情况得出实际的RNA浓度,重复操作三次驳乎均值。RNA的A260/280比值均在1.7以上。根据RNA浓度加DEPC水,使各个样品浓度一致。立即进行RT.PCR或置于一70℃保存备用。按试剂盒说明加入下列反J避体系ddH208512lMgCl24uI10×buffer2u1dNTP2ulOligo—dT1RNA1l-t1RaseInhibitor0.5ulAMV1ul混匀,瞬时离心,42。Cx30分钟一99℃×5分钟一5℃×5分钟。反应产物立即扩增或一209C冻存。MMP2基因引物序列设计参见文献[101,GAPDH基因引物序列设计参见文献‘111,引物序列与从GeneBank上下载的cDNA序列核对无误后,MMP一2引物由上海生工生物工稗有限公司合成,GAPDH引物由上海博彩公司合成,各引物序列及引物特异扩增的PCR产物长度见下GAPDH引物序列:(扩增片段528bp)上游57-TCCTGCACCACCACCTGCTTo’2662.677.统计学处理lj游5'-TCCACCACCCTGTTGCTGTA一3’MMP一2引物序列:(扩增片段397bp)上游5'-CAGGCTCTTCTCCllTCACAAC一3’下游5'-AAGCCACGGCTTGGTTTTCCTC.37使用前每1个OD的引物加入适量的去离子水,配制成20pmol/ul浓度。PCR扩增:按试剂盒加入扩增体系(50uI)ddH2030.75ul10×buffer4ulMgCl23u1GAPDHE游O.3ulGAPDH下游0.3ulMMP一2上游0.7ulMMP一2下游07“lTaq酶0.25ul加入逆转录产物cDNA10ul,再加入石蜡油20ul,振荡器混匀,瞬时离心。予94。C,2min,1cycle一94。C30sec,55。C30sec,72。C1.5min进行30次循环一72。C,7min一4℃保存。PCR产物半定量:将PCR产物进行1.7%琼脂糖凝胶电泳,0.5×TBE,3V/cm。结果于紫外灯下观察、照相,电泳胶以ImagemasterVDS密度扫描,用TotalLab软件对条带分析。以GAPDH为内参照,MMP.2和GAPDH的光密度比值(MMP一2/GAPDH)来表示MMP一2mRNA的相对表达量,并把各药物组MMP-2mRNA的相对表达量与同浓度的空白血清组相比,得到MMP一2mRNA的b-调比例。每组实验重复三次。数据均以均值±标准差表示,统计学处理采用SPPS110软件进行单冈素方差分析。2结果1./fi同浓度的药物血清对人胰腺癌Panc一1细胞MMP一2分泌的抑制作用以明胶酶谱法检测不同浓度的Bll0和G210药物血清对Panc一1细胞分泌MMP一2的作用。结果显示,在一定浓度范围内,B110和G210药物血清对Panc一1细胞MMP-2的分泌有抑制作用,这种抑制作用呈一定的浓度依赖性。5%、10%和20%的B110药物血清对Panc一1细胞分泌MMP-2的抑制率分别为5.37%、20.07%和3759%;5%、10%和20%的G210药物f|IL清对MMP一2的抑制率分别为7.70%、28.82%和54.97%o。经统计分析,与同浓度空白』I:『】清相比,10%和20%的B110和G210对MMP一2的抑制作用具有显著性差异,P<0.05。(幽1,2,3,表1)壅!塑壁堕堂垦垄型至旦堡鏖堑塑垒道墅塑堕坚坚!兰坌鲨塑墅堕l翌三苎!!圭璺组别sam/con空白血清Bll0血消G210血清96.99±130191.78±130089.52±10155377705%10%20%抑制牢(%)sam/coD95.42±72576.27±97767.92±15.78抑制率(%)sam/con98.69+11.30抑制率(%)3759*5497+20.0尹28.82+61.59±12.8944.44±4.25注:与同浓度的火鼠空白血清相比,*P<0.05蚴∞IaB1黝∞∞鲫鞭瞅臻㈧如委艘搿舯。乜。憎iiii!i帽T10%20%药物血清浓度图3:不同浓度药物血清对Panc一1细胞MMP,2分泌的影响图1:B110药物血清对Panc.1细胞MMP。2分泌的影响(1、2、3分别为5、10、20%空自血清,4、5、6分别为5、10、20%B110药物血清,7为溶剂对照1图2:G210药物血清对Panc一1细胞MMP一2分泌的影响(1、2、3分别为5、10、20%空白血清,4、5、6分别为5、10、20%G210药物血清,7为溶剂对照12.不同浓度的药物血清对人胰腺癌Panc.1细胞的增殖抑制作用MTT法检测不同浓度的B110和G210药物血清对Panc。1细胞的增殖抑制作用。结果显示,B110和G210药物血清在达到一定浓度时,剥Panc一1细胞的增殖有抑制作用。与同浓度的空白血清相比,B110药物血清在浓度为5%、10%和20%时,对Panc一1细胞的增殖抑制率分别为5.14%、9.86%和20.38%;G210药物血清在浓度为5%、10%和20%时,对Panc一1细胞增殖抑制率分别为662%、14.44%和29.67%。但经统计学分析,与同浓度空白血清相比,只有20%的B110和G210对细胞的增殖抑制率有显著性差异,P<0.05。(表2,图4)鲞!坚!!鲨坌塑!至旦鲨壁堑塑坐适型塑些堡丛生篓塑星堕(翌三i21i圭旦组别5%10%20%OD值(‰)抑制率(%)OD值(‰)抑制率(%)OD值(‰)抑制率(%)空白mI清218.67_+26.08248004-15.13246.33±22.50B11【)Im浩207.33±24.95514223334-11509.86196.67±27.3020.38*G210m清20400_+22.61662212.33±19.1414.4417200±127729.67*注:与同浓度的大鼠空白血清相比,*P<0.05300与同浓度的空白珈清相比,+JD<0.0糍肌清250趔200口量150再100500膻偶/i5%109620%药物血清浓度图4:不同浓度药物血清对细胞体外生长的影响3不同浓度的药物血清对人胰腺痛Panc一1细胞MMP一2基因mRNA表达的影H向RT—PCR法检测不同浓度的B110和G210药物血清对Panc一1细胞MMP一2mRNA表达的影n向。结果显示,B110和G210药物血清在一定浓度范围内均可下调Panc一1细胞MMP-2mRNA的表达,并呈一定的浓度依赖性。与同浓度的空白血清相比,MMP-2的表达在5%、10%和20%的B110药物血清组分别下调,9.11%、51.16%和56.78%:在5%、10%和20%的G210药物血清分别下调了27.85%、74.79%和81.52%。经统计分析,与同浓度的空白血清相比,5%的G210和10%、20%的B110和G210对Panc一1细胞MMP一2mRNA表达的f、涮作用具有显著性差异,P<0.05。(图5,6,表3)5%10%36.49±3.5017.82±1.75t20%36.30±1.9015.69±175*6.71±0.94*牢臼血清37.42±38934.01±2.2727.00±2.10+B110血清G210血清9.20±1.05*注:与同浓度的大鼠空白血清相比,*P<0.05蓦。4;:_5与同浓度的空白血清相比,叩<00踮∞蛎∞=m005%10%20%药物血清浓度图5:小同浓度药物血清对Panc一1细胞MMP.2mRNA表达的影响3图6:不同浓度药物血清对Panc一1细胞MMP一2mRNA表达的影响f1、2、3为5、10、20%的空白血清,4、5、6为5、10、20%的B110咖.清,7、8、9为5、10、20%的G210血清,10为Marker)4讨论肿瘤的侵袭转移是恶性肿瘤最显著的生物学特征之一,也是临床肿瘤病人的主要死冈,故抑制肿瘤侵袭、转移为当今国际研究热点。肿瘤转移是指肿瘤细胞脱离原发生长部位,通过各种途径的转运,在机体内的远隔部位的器官/组织继续增殖生长,形成同样性质肿瘤(转移瘤)的过程。它是一个复杂的多步骤的连续过程,在此过程中瘤细胞要多次穿越基底膜侵入周围组织,因此对包括基底膜在内的细胞外基质(extracelluarmatrix,ECM)的降解是肿瘤侵袭转移的关键步骤之~。ECM主要由胶原、糖蛋白、蛋白多糖和氨基葡聚糖等组成。胶原是ECM的主要成分,至少有12种类型。I型、II型和III型胶原是结缔组织中的主要成分,Iv型胶原主要存在于基底膜。已有充分证据表明,肿瘤细胞的侵袭转移能力与其产生或诱导宿主细胞产生降解ECM的蛋白酶的能力密切相关。各种ECM成分的降解需要其特定的蛋白水解酶来完成,整个ECM的降解需要多种基质水解酶的协同作用才能完成。正常情况1、‘'蛋白水解酶和蛋白酶抑制剂往往是1刊时存在的,ECM的降解程度最终取决于蛋白酶的活性以及与蛋向酶抑制剂二者之间的相互作用。与肿瘤细胞降解ECM有关的蛋白水解酶可分为四大类:丝氨酸蛋白酶,金属蛋白酶,弹力蛋白酶和半胱氨酸蛋白酶。基质金属蛋白酶fmatrixmetalloproteinases,MMPs)是迄今为止发现的与肿瘤侵袭转移关系最为密切的一类蛋白水解酶…1。而其中又以明胶酶(即Ⅳ型胶原酶,包括MMP一2和MMP一9)尤为重要,因为【V型胶原酶不但可以降解细胞间基质成分,还能降解基底膜的主要成分Ⅳ型胶原H2。基质会属蛋白酶指一系列生理情况下可降解细胞外基质及基底膜的内肽酶总称[12】。通常由纤维母细胞、中性粒细胞、巨噬细胞及肿瘤细胞产生。已发现MMPs家旅成员有20余种。131,其均具有以下几个特点:①酶活性部位含有一个锌离子,去除锌离子会明显抑制酶的活性;②各种MMPs之间具有序列同源性;③均以无活性的酶原形式产生,经有限的蛋白水解而被激活:④可被特异的金属蛋白酶组织抑制因子(Tissueinlnibitorsofmetalloproteinases,TIMPs)所抑制。MMPs按其作用底物刁i同分为5种:胶原酶(collagenase,MMP一1、8、13)、明胶酶(gelatinase,MMP.2、9)、间质溶解素(stomelysis,MMP-3、11)、膜型基质蛋白酶(membrane—boundtype)及其他未分类的MMPs。在正常稳定状态组织中MMPs表达量极少,而在炎性细胞因了、激素、生长冈予刺激F和细胞转化过程中其表达量上升。此过程涉及人体多种生理及病理过程,如炎症、血管形成、肿瘤侵袭转移等。H前认为MMPs在肿瘤转移中的作用主要有以下几点。①降解细胞外基质。Liotta等㈣证实了肿痛转移与明胶酶降解基底膜之间的关系。Yamagata等【1516】分离并检测鼠结肠癌细胞株的明胶酶,以含明胶的聚丙烯酰胺凝胶电泳法检测其明胶酶活性,发现高转移能力的LuMl、LuM4细胞株产生大量的明胶酶;而低转移能力的NMll和NMl6细胞株则产生较少的明胶酶。Hofmann等[17】以8种不同转移能力的黑色素细胞株予裸鼠皮下注射,转移能力最强的MV3和BLM细胞株MMP-2表达最高,进一步证实了MMP一2在肿瘤侵袭与转移中的重要作用。②调节肿瘤的发生与生长。近来,有报道表明高表达MMP一3的转基因小鼠,乳腺癌形成率增加,可能与肿瘤演进过程中多阶段的改变有哭‘18J。高表达MMP,7的转基因小鼠在乳腺癌模型中肿瘤形成率增加。191。这些依赖于MMPs所引起的肿瘤起始和发生率增加均发生在肿瘤演进的早期,远在转移之前。这些结果均支持MMPs在肿瘤发生和生长中的作用。③在新生血管形成中的作用。新,li血管形成包括毛细血管内皮层下基底膜降解、内皮细胞迁移和增殖、新生【f【L管形成和新的基底膜形成等一系列过程。因为血管内皮细胞必须穿越基底膜才能形成新的血管,所以在血管生成过程中MMPs活性对内皮细胞的侵入是非常重要的。20。。由于基底膜的主要成分是lv型胶原,故以iV型胶原为主要底物的明胶酶(MMP-2.MMP-9)对基底膜的降解与肿瘤侵袭转移的关系非常密切。④调节细胞粘附。基质余属蛋白酶的调控有i种水平:①转录水平的调控;MMPs的表达受到生长因子、癌基因、细胞因子的调1,,如IL一2、Ras可促进其表达,而TGF一0、视黄酸则可使其表达下降。②分泌的酶原活化的调控;MMPs是以酶原形式分泌的,其活化则需由外源性水解酶切除氨基前肽。③TIMPs对MMPs的拮抗作用。211。由于认识到MMPs在肿瘤侵袭、转移中的重要作用,MMPs(特别是MMP.2)的表达和活性抑制剂的筛选和开发受到广泛的重视。TIMPS是MMPs的天然抑制剂,其以1:1的非共价键形式与MMPs结合,并抑制其活性。尽管TIMPs的体外研究已证实TIMPs对于肿瘤侵袭有抑制作用,但由于其半衰期较短,不能用于|J服,临床应用困难。故目前『F在寻找天然的基质金属蛋白酶抑制剂(MMPinhibitor,MMPI),并人工合成了一系列的MMPl。如前言所述,MMPI的合成从大分子到小分子合成物有多种;从另一方面说,MMPI按其作用机制不同又可分为三类:一、与MMPs催化中心Zn2+螫合而抑制其水解酶活性。这是目前绝大多数人工合成MMPs抑制剂的作用机制,其特点是:①为与MMPs类似的小分子物质;②均具有锌结合区;③体外发挥作用的有效浓度仅为nmol/L水平。该类药物发展经历了三个阶段:早期为广谱的MMPs抑制剂,如口服生物利用度低的batimastat(BB94);随后出现了u服生物利用度好、便j二长期服用的marimastat(BB2516);目前正在开发的为可选择抑制MMPs,特别是MMP一2及MMP一9的非肽类抑制荆,如AG3340、CGS2702:3A及BAⅥ2-9566等。22。。一、阻断MMPs酶原活化。MMPS以无活性的酶原形式分泌至细胞外,被多种蛋白酶和非蛋白酶水解剂切除N一末端区域活化后才能起作用,药物作用于此靶点可有效抑制MMPs的活化,进而抑制其降解ECM的作用。三、其他。目前已经进入临床试验的MMPI有BB94和BB2516等几种。BB94是一种有效的广谱的MMPs抑制剂,也是最早合成并用于临床试验的MMPI,它是一种与作用底物肽链结构相似的异羟肟酸衍生物,半衰期9~10小时,主要在肝脏代谢。但由于其口服牛物利用率低而不理想,主要局限于胸腔或腹部直接注射控制胸腔或腹腔积液。BB2516是与BB94相类似的广谱的MMPs抑制剂,它也是一类异羟肟酸衍生物,其结构类似于间质组织胶原酶降解的胶原分子起始段,能可逆的结合MMPs含锌离子的活性区,从而抑制其活性‘23J。I期临床试验结果显示BB2516口服吸收快,具有较高的生物利用度,清除半衰期8~10小时,60%经盯肋!代谢,40%以原形经。肾脏排泄0241。1I期临床试验发现,BB2516对晚期胃癌和食管癌治疗7个月后,出现了肿瘤细胞的减少和基质组织的增生‘251,鉴于这一结果,其目前已进入III期临床试验。但它也有一些副作用,如发热、恶心、呕吐等,较为明显的有骨髂肌的疼痛和乏力及严重的关节疼痛,而且这些症状具有剂量依赖性,发生机会和严重程度随剂量的增加而增加。Hutchinson‘9.963等对12例晚期胃癌患者治疗刁‘1个多月,就有6例出现了肩关节僵硬。目前国外对人工合成的MMPI已作了一些研究,个别药物正处于临床试验阶段。我们要想发挥自己的优势,就要根据自己的国情,从别的途径寻找天然的MMPI或合成一些新的MMPI。由于我国中草药资源丰富,并有了几千年的用药经验,目前应用于临床的中草药经过了历史的筛选和检验,临床应用有效且副作用较少。故我们设想从中草药中寻找天然的MMPI,这即符合我国圈情,还拥有了自己的知识产权。蛇毒的毒作用复杂,主要有神经毒、血循毒和肌肉毒等毒性。血循毒临床表现明显,局部症状以肿胀疼痛,出血、水疱和组织坏死为主;全身症状有发热、恶一L、呕吐、心悸和血便、』f】l尿及令身皮肤瘀点、瘀斑,甚至血压下降等。蛇毒中的蛋白水解酶破坏细胞问的綦质蛋白,损伤组织和血管壁以及蛇毒中的磷脂酶A2使毛细血管内皮细胞肿胀溶解,基底膜中糖蛋白、纤维连接蛋白及其它基质成分分解,毛细血管壁通透性改变,导致组织水肿、出血和坏死,加速蛇毒吸收和向全身扩散【271。这种作用与临床上蛇毒的血循毒症状密切相关。蛇毒被誉J,j自然界最集中的酶原之一,其中有功能独特的酶、毒性蛋白质和活性短肽等。目前已经从蛇毒中分离出至少150种蛋白水解酶,这些蛋白酶可分为丝氨酸蛋白酶和金属蛋A酶。蛇毒中的金属蛋白酶可以通过干预血液凝聚、防J}_:血栓形成、降解基底膜或胞外基质部分而引起山【flL‘28。。现已从同一种属的蛇毒中分离出100多种金属蛋白酶,并已有20种酶的序列已经测序,它们都含有zn“的序列。蛇毒金属蛋白酶最初以无活性的酶原7髟式存在于蛇的毒腺,并在tF序列处有一保守的巯基基团,通过结合而封闭了活性位点。从毒腺释放的酶原,被蛋白水解加工而去除了这一巯基基团,使其成为具有活性的酶m’。Perez和Sanchez“9晟近在总结天然蛋白酶抑制剂抗蛇毒引起出血的研究进展时指出,蛇毒中含有丰富的MMPs,以通过干预血液凝聚、防止血栓形成、降解基底膜或胞外基质部分而引起山;而蛇及某些温jf【:L动物的血清中有TIMPs,具有抗出血作用。如从南美普通负鼠分离出的一类抗矛头蝮组份,它能抑制蛇毒的细胞外基质蛋白的水解,是一种蛇毒金属基质蛋白酶的抑制剂,其对抗矛头蝮蛇毒引起的出血的作用与此有关‘301。从这些动物的m中提取TIMPs,外用治疗毒蛇咬伤应有较好的疗效,但是因存在降解和吸收困难等问题,难以用于肿瘤治疗。I艋床上用中草药治疗蛇咬伤已有多年,具有肯定疗效,且无明显的副作用。故我们设想从抗蛇毒咬伤的本草中筛选天然的具有抗肿瘤侵袭转移的MMPs抑制剂,从而为肿瘤侵袭转移的治疗提供新的有效药物。目前这方面的工作国内外还没有报道。Panc.1细胞是’‘株高转移的人胰腺痛细胞株,其能产生大量的基质金属蛋白酶,尤其是MMP一2‘3p。本实验采用『f『L清药理学方法,即将两种常用的抗蛇毒咬伤的本草复方的粗提成分Bll0和G210,分别给大鼠灌胃,制备成药物血清,利用体外培养的高转移的胰腺癌Panc一1细胞株,观察药物血清对细胞MMP一2的产生和表达的抑制能力,初步筛选出具有抑制MMPs能力,具有抗肿瘤转移潜能的本草组分。衡量药物对肿瘤细胞产生明胶酶水平的影响,是评价该药物抗侵袭转移作用的一个重要方面。明胶酶谱法结果表明,与同浓度的空白血清相比,5%的B110和G210药物向清对Pane一1细胞MMP-2的分泌无明显影响;10%和20%的B110和G210药物血清抑制了Panc一1细胞MMP一2的分泌,且随着药物血清浓度的增高,其抑制作用增强,晕一定的浓度依赖性,G210的抑制作用相对更强。结果提示,在一定浓度范围内,此两种药物血清可抑制Panc一1细胞MMP一2蛋白的分泌。分析药物血清抑制MMP一2分泌的原因有:①抑制了Panc4细胞的增殖,肿瘤细胞数量减少,故分泌的MMP一2的量也减少。②药物直接抑制了Panc一1细胞MMP-2的分泌。MTT法结果表明,与l司浓度的空白血清相比,5%、10%浓度的B110和G210药物血清对Panc一1细胞的增殖无抑制作用;浓度达到20%时,出现了抑制作用。提示,B110和G210约物在达到一定浓度时具有抑制肿瘤细胞增殖的作用。由于其划细胞增殖的抑制率明显低于明胶酶谱法测得的其对MMP一2产生的抑制率,从而验证了明胶酶谱的结果,即此两种药物即可抑制肿瘤细胞的增殖,又可抑制MMP.2蛋白的分泌。我们用RT—PCR法检测药物血清下预前后Panc.1细胞MMP.2mRNA的表达。实验巾采用大多数细胞高表达的GAPDH基因作为内参照,以MMP.2/GAPDH的光密度比值半定_阜=检测MMP一2基凶mRNA的表达水平。结果显示5%浓度的B110对细胞MMP一2的表达无影响,10%、20%的B110和不同浓度的G210药物血清均下凋了MMP一2mRNA的表达。提示在一定浓度范围内,B110和G210药物血清均可抑制MMP一2mRNA的表达,且这种抑制作用呈浓度依赖性。药物血清对MMP一2mRNA表达的抑制率明显高于对MMP一2产生的抑制率,考虑可能与蛋白质的表达滞后于mRNA的表达有关。以上结果均提示:在一定浓度范围内,B110和G210药物血清能够抑制Panc一1细胞MMP一2的产生和表达,目.这种抑制作用呈现明显的浓度依赖性。由此可见,此两种药物血清具有抗肿瘤侵袭转移的能力,且随着其浓度的增加,抗侵袭转移能力逐渐增强。提示B110和G210药物具有作为抗肿瘤转移药物开发的潜力。闩前国内也肯中草药抗肿瘤侵袭转移报道。国内甄永苏教授对大黄素抑制人高转移肺癌PG细胞的肿瘤转移相关性质作了研究,发现用大黄素干预PG细胞,可使细胞对人工基底膜的侵袭能力下降,同时细胞MMP一2和MMP一9的分泌量也下降L7。。韩锐教授刈金养麦提取物的抗肿瘤转移作用进行T一些研究,发现金荞麦提取物明显抑制了B16.BL6细胞对人工基底膜的侵袭,并能有效地抑制B16一BL6黑色素瘤细胞在C57/BL6小鼠体内的自发性肺转移;该提耿物同时还能抑制HT一1080细胞MMP一2和MMP。9的产生【8】。但是他们用大黄素单体和会荞麦提取物直接作用于体外培养的肿瘤细胞,具有一些不足之处。因为中草药所含的化学成分复杂,其单体溶解性也较差,需用二甲亚砜作为溶剂,而二甲亚砜本身就有细胞毒性,可影响体外培养的细胞的生长。用中药的粗提取物直接干预体外培养的细胞,进行体外实验所取得的实验结果,在许多情况下不但不能与体内实验结果相吻合,而日更不能被临床应用所证实,以致假阳性假阴性结果不断出现。而我们把药物的粗体成分给大鼠灌胃后,制备含有药物成分的咖清来代替中药粗提取物进行体外实验,存某种程度卜可排除上述干扰,使结果的可信度火大提高。因为这种血清所含有的药物成分是经过体内,+系列生物转化后真正发挥作用的有效成分,同时也包括那些在药物作用下机体所产生的内生性有效成分;另外,血清的理化性质与细胞所处的内环境基本相同,也就克服了中药本身的理化性质对实验结果的影响,在理论上更具有科学的理论依据。实验结果,由于客观的模拟了药物与机体的相互作用过程,就更具有确定性、真实性和鲜明的说服力。32‘33’。我们的实验结果表明:B110和G210药物血清均能抑制Panc.1细胞MMP一2的产生和表达,且随着药物浓度的增加,其抑制作用逐渐增强。故B110和G210药物具有作为抗肿瘤转移药物开发的潜力。临床肿瘤病人在就诊时约有60%已有了肿瘤的转移,侵袭转移是其治疗失败的主要原因,故急需用药控制肿瘤细胞的侵袭及转移播散,延缓肿瘤进展,延长患者qj命。抗蛇毒的中草药在临床上是常用的中草药,应用已有多年,没有明显毒副作用,口服用药方便,还能长期服用。用抗蛇毒的中草药治疗肿瘤的侵袭转移,目前国内外均未见报道,我们的工作处于困内外领先阶段。假如我们的药物具有抗肿瘤转移的能力,很可能其他的抗蛇毒的中草药也具有抗肿瘤转移的潜能,这样就可为肿瘤转移的药物治疗开辟一个新的领域。为此,本课题值得进一步的深入研究。在今后的工作中,我们可以进行一系列的体外试验进一步证实药物对肿瘤细胞侵袭转移能力的抑制作用。如可用WesternBlof进一步证实药物血清对MMP一2产生的抑制作用:用重组基底膜侵袭实验观察药物对Panc一1细胞侵袭能力的影响:扩大瘤谱,观察药物对其他高转移癌细胞株的肿瘤转移相关性质的抑制作用;还可进行体内实验观察药物对肿瘤侵袭转移的抑制作用并进入临床试验。我们最后还可进行拆方,从复方到单方,筛选出最有效的单方和最佳组合的复方。总之,出于目前肿瘤是危及人类健康和生命的第二大类疾病,发病率较高,侵袭转移足其治疗失败的主要原凶,故寻找具有抑制肿瘤侵袭转移能力的药物具有广阔的应_}=}j前景和社会经济效益。结论1、在一定浓度范围内,B110药物血清可抑制Panc一1细胞MMP一2的分泌和表达,并呈一定的浓度依赖性。在达到一定浓度时,还可抑制Panc一1细胞的增殖2、在一定浓度范围内,G210药物血清可抑制Panc一1细胞MMP-2的分泌和表达,并呈一定的浓度依赖性。在达到一定浓度时,还可抑制Panc一1细胞的增殖3、实验结果提示B110和G210药物能抑制肿瘤的侵袭转移,具有作为抗肿瘤转移药物开发的潜力。参考文献12张遁蘅主编.Aznavoorian医学分子生物学【M】.北京医科大学出版利‘,1999:874S,MurphyAN,Stetler—StevensonWG,eta1.MolecularaspectsoftulnorcellinvasionandmetastasisⅡ】Cancer,1993,71:1368—1383,3HumphriesMJ,OldenK,YamadaKM.AsyntheticpeptidefromfibronectininhibitsexperimentalmetastasisofmurinemelanomacellsU】Science,1986,233t(4762):467—470,4SchultzRM,SilbermanS,PerskyB,eta1.tissueinhibitorofInhibitionbyhumanrecombinantmetaIloproteinasesofhumanamnioninvasionandtungcolonizationbymurineB16一F10melanomacells【I】.CancerRes,1988,4809)5539—5545.5ImrenS,KohnDB,ShimadaH,eta1.OverexpressionofgrowthandinvasiontissueinhibitorofmetalloDroteinases一2retroviral—mediatedgenetransferinvivoinhibitstumor6TanzawaK,IshiiU1。CancerRes,1996,56(13):2891—2895.M,OgitaT,eta1.Matlystatins,newinhibitorsoftypeIVcollagenasesfromActinomadura7atramentaria.It,BiologicalactivitiesUJ,Antibiot(Tokyo),1992,45(11):1733—1737.大黄素抑制人高转移巨细胞肺癌PG细胞的肿瘤转移相关性质U】王心华,甄永苏痛症,2001,20f8):789—793.刘红岩,韩锐.金荞麦提取物抑制肿瘤细胞侵袭、转移和HT一1080产生Iv型胶原酶8的研究U】.药理学通报,1998,14(1):36—399PerezlC,SanchezEENaturalproteaseinhibitorstohemorrhaginsinsnakeusemmedicineUI,Toxicon,1999,37(5):703—72810McKennaOJ,ChenY,SmithRM,eta1.Aroleformatrixmetalloproteinasesandtumorhostinteractioninhepatocellu]arcarcinomasU】.AmJSurg,2002,183(5):VeD01TLSandtheirpo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作者:

学位授予单位:

丁丽东南大学

本文链接:http://d.g.wanfangdata.com.cn/Thesis_Y582055.aspx

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