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- 2022-06-16 12:40:26 发布
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,也京甘^皆聲促,中因聲3刮令獻硕±研究生学位论文北京协和医学院研究生院
学校代码:10023学号:S2012009003硕±学位论文升麻中巧凌萝蜜統型兰祗化合物抗脾瘤活性及作用机制硏究Studont-iesheantitumoreffectsandmolecularmechanismofcycloarta田etriterpenoidsfromCimicifuaoetidaL.gf所院;药用植物研究所姓名:孙海燕指导教师:陈四保研究员导师小组:张冬梅副研究员学科专业:生药学研究方向:天然药物化学论文完成日期:2015年5月论文答辩日期:2015年6月4号
北京协和医学院硕±研究生毕业论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进斤的研巧工作及取得的研究成果。除了文中将别加标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研巧成果,也不包含为获得其他教育机构的学位或证一书而使用过的材料。与我同工作的同志对本研充所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。'、学位论文作者签名:巧鸿^签字日期:州年6月r日>学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解北京协和医学院有关保留、使用学位论文的规定,有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅。本人授权北京协和医学院可W将学位论文的全部或部分、、内容编入有关数据库进行检索,可W采用影印缩印或扫描等复制手段保存汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)為。/V学位论文作者签名:外為秦导师签名;签字日期:年月日签字日期:T年/月日《兴[^学位论文作者毕业后去向:工作单位卖话;通讯地址邮编:I
北京协和医学院硕止研巧生毕业论文摘要’传统中药升麻(C7/mczwaoe化妃!L/g/.)中含有大量环疲萝蜜院型H荫类成分,研巧表明该种植物来源的环葱萝蜜烧型H荫类化合物在体内外对多种肿瘤细胞均具有增殖抑制作用。然而前人的研巧多集中在对该类化合物的分离和结构鉴定上,本论文旨在对从升麻中分离的此类化合物SM306及SM308开展抗肿瘤机制研巧。主要研究结果如下:-1.化合物SM306抑制乳腺癌细胞MCF7细胞的增殖活性及机制研究。MTT实验及克隆形成实验结果表明M306对MCF-7细胞具有显著的增殖抑制作用,一P-/I染色分析发现SM306能够诱导MCF7细胞周期阻滞于GsM期,进步Wcc-检测发现蛋白ylinBl和pCDKlCThr)水平下调可能参与SM306诱导的细胞周期阻滞。Hoechst巧258染色观察及PI/AnnexinV双染分析表明SM306一-7SM306作用细胞可W诱导MCF细胞发生调亡。进步研巧发现后,细胞线粒体膜电位降低、Caspase9及PARP被剪切活化,促调亡蛋白Bax水平上调而抗调亡蛋白Bc-terl2水平下调,同时磯酸化的Ak(S473和Thr308)一-被抑制,提示SM306经线粒体途径诱导MCF7细胞调亡。进步Western--b-afloting检测表明,pERKl/2及上游主要调控蛋白cR水平均发生下调,paf-提示R/MEK/ERK信号通路参与SM306诱导的MCF7细胞调亡。2.化合物SM308诱导肝癌耐药细胞HepG2/ADM细胞自幢流损伤和调亡的机制研巧。首先MTT实验表明该化合物对HeG2/ADM细胞显示出较好的増p殖抑制活性,并且饥饿处理可显著提高其对细胞的增殖抑制作用。采用MDC染色观察酸性囊泡,Westernbloting检测自踐相关蛋白如LC3、Beclin一1,At5SM308处理后细胞出现了。g的含量变化,结果表明大量自隆体进步采用LC3Turnover实验对细胞自隨流进行评化并且P62/SQSTM1蛋白作为自隨选择性降解底物其水平增加,表明SM308抑制HepG2/ADM细胞自嗤流。采用透射电镜观察细胞亚显微结构,发现大量包裹有未能降解内容物的单层膜结构即自駿溶酶体积累于细胞中-,通过DQBSA实验检测发现SM308抑制了细胞溶酶体的降解活性。更重要的是,SM308处理细胞Ih后PI3a和-Aker473PBK/Ak激酶P110pt(S)水平均明显上调,说明t信号通路被活化。并且我们使用PI3K抑制剂LY294002或者Akt的siRNA处理细-62/S1胞时,SM308导致的LC3II的累积量减少,同时PQSTM蛋白作为自礎性降解底物其含量也发生降低,即抑制PI3K和Akt可1^^减轻SM308对细t胞自隨流的抑制,表明PDK/Ak通路的的活化参与SM308对细胞自暖流的II
北京协和医学院硕±研巧生毕业论文抑制过程中。此外,PI/AnnexinV双染分析及Westernbloting检测等结果表明SM308可能通过内源性线粒体途径诱导HepG2/ADM细胞调亡。并且与单独使用SM308处理细胞相比,采用饥饿处理或者用Rapamycin抑制mTORW增强细胞自隨启动后,SM308诱导的细胞潤亡明显增强,表明SM308弓I起的自晚流损伤促进细胞发生调亡。综上所述,本研巧探讨了升麻中环疲萝蜜掠型H荫类化合物抗肿瘤作用。机制,为此类化合物作为抗癌药物的研巧开发和临床应用提供理论依据关键词:升麻;环疲萝蜜婉型H跑类化合物;调亡;自隨流;信号通路III
北京协和医学院硕古研究生毕业论文Abstract‘Previouschemicalresearcheshavedemo打strated化atC7/mc抑各。成£化faL.containedplentyofcycloartanetriterpenoidswhichhavebeenprovedtohavegrowthinhibitoryactivities0打severalcancers/内andmv/护0.Howeve。previousresearchmainlyfocusedo打isolationandstructureide打tificatio打rathert化-lotttudiestthtthanbiogicalaciviys.OursudyaimedexploreeaniumormechanismsofcompoundSM306andSM308isolatedfromCimicifugaoetidaL.fTheworkhasbeendoneasfollowing:TherowthinhibitorefectsofcomoundSM306o打humancancercellgyplineswereevaluatedbyMTTassayandcolonyformationassay.Wefoundthatseds打canrowth--SM306howigifitginhibitio打o打MGF7cellsi打过doseand-timedepe打dentmaimer.FlowcytometryanalysisrevealedthatSM306inducedaremarkableG/Marrestaccomaniedwiththeinhibitio打ofccli打B1and^,pyhosho-CDKlThrl61levek.Wealso妃undthatSM306couldinducepp()mocho打dra-mededaotos-cssitiiatppisinMCF7cellswhihwauortedbthe,ppyincreaseofapoptoticrates,collapseofmitochondrialmembranepotential,ac-tivationofCasase9andPARPalterationofBcl2andBaxlevelsaswellasp,,the-decreasedlevelsofAkt(Thr308andSer473).InadditionSM306treatment,pcouldinhibitthehoshorlationofERKl/2andRafsuestintheinvolvementppy,gggofRa-MCF-fTMEK/ERKsignalinathwainSM306inducedaotosisin7gpyppcells.TheefectsofcompoundSMB080打autophagylevelsandapoptosiswereinvestigatedinH巧G2/ADMcells.Firstlywefound化atSM306showed,significantgrowthinhibitiono打HepG2/ADMcells,especiallyunderstarvationtT-condiion.heincreaseofLC3levelsandMDCstainedacidicvacuolesindicatedtheappearanceofautophagosomesafterSM308treatment.LC3Tiimoverassayandtheblockingofp62化QSTMldegradationdemonstratedthatSM308inhibited也eautohaicfluxinHeG2/ADMcells.Then化eaccumulatio。ofpgpautolsosomeswith泣sinlemembreincontaini打undiestedsubstrateswasygggdiscoveredbM.Furthennoretheroteinderadatio打activitoflsosomesyTE,pygytedasdemonstrated-wasinhibibDQBSAassa.Interestinlweobservedthe,yygy,activationofP巧K/AktsinallinathwaafterSM3G8treatmentMoreovertheggpy,IV
北京协和医学院硕古研究生毕业论文reA-treatinentofP巧Kinh化il;ororAktsi艮NKscuedaain巧SM308inducedpgautophagicfluxdisrutionrovidino巧ibilitforPI3K/Aktathwap,pgapypyIinvolvedintheinh化itio打ofautohaicfluxbcomoundSM308.nadditionpgyp,flowcytometryanalysisandtheactivationofapoptosisassociatedprcrteinsindicatedthatSM308couldinduceaoptosisinHeG2/ADMcells.Furthermorepp,starvatio打condkio打ormTO氏inhibitorastronhsioloicalinciucerof,gpygauohaobv-tpiouslenhancedSM308inducedcellaotosi义Theresultsgy,yppdemonstratedthattheinhibitionofautophagicfluxenhancedtheapoptosisafterSM308treatmentinHeG2/ADMcells.pInsummaryweinvestiatetheantitumormechanismsofccloartane,gytriterenoidsandrovidesarationalefor也eresearchanddevelome打taswellaspppclinicalapplicationofccloartanetriterpenoidsas泣chemotheraeuticaentforypghumancancers.KeyWords;C//w/c/抑gfl於ef/姑L.;cycloartanetriterpenoids;apoptosis;autophagicflux;signalingpathway;V
北京协和医学院硕±研究生毕业论文主要缩略词对照表^mmim^mm—''■''‘。':'*S:離**V三吉皆;;也*_rw-去中啤忠-..%:/相辣韓IliaT心VAPSammoniumpersul枯化过硫酸敕Altgautophagyreatedgenes自職和关基因--Bel2Bcelllmhoma2B细胞淋四瘤基因2ypBaxBc-XB-2l2assaciatedroteincl相义X蛋白p区AFA1bafilomcinA1Lli弗洛霉素yBCAbicinchoninicacid唾晰甲酸BSAbovineserumalbumin牛血清蛋白Caspasecysteinylaspartatespecific半|j光氮酸蛋白酶proteinaseCCCPcarbonlcanide鑛基氛化间氯苯膝yy-化mchlorophendrazoneyyCDKcyclindependentkinase周期蛋白依赖性蛋白激酶DMSOdimethlsulfbxide二甲基亚讽yDOXdoxorubicin,adriamycin多柔比星,阿霉素DTTdi比io化reUol二硫苏糖醇ECLelectrochemiluminescence化学发光EDTAethylenediaminetetraacetieacid乙二胺四芒酸ERKextracellularsignalregulatedkinase细胞外信号调节激酶FBSfetalcalfsemm胎牛血清FITCfluorescei打eisothiocyanateglycine异硫氛西受焚光素〇ICso50/〇inh化it:oryconcentration半数抑制浓度HRPhorseradishperoxidase辣根过氧化物酶-2-LAMPlysosomalassociatedmembrane溶酶体膜相关蜜白2protein2MDCmonodansylcadaverine单丹(横)醜戊二胺MD民multidmgresistance多药耐药MTTtelrazoliumbromide四甲基偶氮嗤盐NP-40nonidetP40乙基苯基聚乙二醇VI
北京协和医学院硕±研究生毕业论文0Doplicaldensity光密度值o-mera-PARPlyADPriboseolse多聚ADP核糖聚合酶ppyPBSphosphatebufferedsaline憐酸盐缓冲液PCDprogresscelldea出程序性细胞死tPIroi出umiodide挪化B比膊ppPMSFphenylmethanesulfonylfluoride苯甲基横醜氣PVDFolvinlidenefluoride聚偏二氣Zi締pyyRNaseAribonucleaseA核糖核酸酶AS.D.StandardDeviation标准差SDSsodiumdode巧1salfate十二綻基橫酸钢saiRNAsmllinterferingRNA小分子干扰RNA---TBSTs-eredaneweentribuffslit20缓冲清洗液'''TEMEDNN^meam-N,NtetrathlethlenediNNN^四甲基乙二胺,,yy,,einTristrishdroxmethlaminomethaneH籍甲基氛基甲烧(yyy)TSC1/TSC2tuberoussclerosiscomplex结节性硬化症复合物1/2VII
北京协和医学院硕±研巧生毕业论文目录摘要IIAbstractIV主要缩略词对照表VI一一第章升麻中种新环藻萝蜜挽型三荫类化合物SM306诱导MCF-7细胞调亡及其机制的嚇111前言111.程序性细胞死亡1.2Mt12111..调亡分子机制2C化ase31..2p家族-1.2.3Bcl2家族与线粒体31253..4、JNK亡4与调p1.3升麻中环液萝蜜烧型H荫类成分研究现状61.4研究目的及意义72实验材料与方法727.1实验材料2丄1细胞株72丄2药品及试剂72丄3实验仪器9102丄4主要试剂配置方法2.2实验方法122.2.121细胞培养.1322.2肿瘤细胞体外增殖抑制实验2.2.3克隆形成实验13224ecs332513..Hoht8染色观察2.2.5PI单染法检测细胞周期132-14.2.6AnnexinVFITC/PI双染法捡测细胞调亡2.2(14.7线粒体膜电位MMP)的检测2.2.8Westernblot免疫印迹法142.217.9统汁学分析3实验结S173.1SM306具有较好的体外抗肿瘤活性173.1.1体外细胞毒性筛选17-3丄2SM306明显抑制MCF7细胞的克隆形成能力巧-3.2SM306诱导MCF7细胞发生周期阻滞巧-31SM306F/.2.诱导MC7细胞周期阻滞于GsM期巧3.2.2SM306对周期相关蛋白水平的影响20F-203.3SM306诱导MC7细胞发生调亡S-32.3.1M306诱导MCF7细胞染色质凝集03-.3.2SM306引起MCF7细胞调亡率増加213.3.3SM306对调亡标志性蛋白PARP的影响22V川
北京协和医学院硕±研究生毕业抢文3.4SM306激活线粒体调亡信号通路并抑制Akt蛋白的磯酸化23-3.423.1SM306引起MCF7细胞线粒体膜电位下降3.4.2SM306对线粒体调亡信号通路相关蛋白水平的影响233.5SM306抑制民afiMEK/ERK信号通路24425第二章升麻中环疲萝蜜烧型H稚类化合物SM308巧导HepG2/ADM细胞自隨流损伤及调亡的机制研巧巧291前言-2911g唆1丄1自隨的定义及分类巧13.1.2自喧相关蛋白03细胞自幢活性的检测11丄3.12自瞻相关信号通路扣1337.g嗟损伤与疾病.41研究目的及意义姑2实验材料与方法巧2.1实验材料392丄1细胞株392丄2药品及试剂39240.1.3实验仪器2.1.4主要试剂配置方法402.2实验方法412.41.21细胞培养22.241.肿瘤细胞体外增殖抑制实验2AV-TC.2.3nnexinFI/PI双染法检测细胞调亡412.2.4MDC染色观察412.2.5细胞亚显微结构观察412.2.6Westernblot免疫印迹法412.2.7siRNA转染422.2.8细胞免疫巧光分析422.2.9统计学分析423实验结果4231S08G2/ADM细胞具有显著的增殖抑制作用42.M3对Hep3.2SM308诱导HepG2/ADM细胞自嗤流损伤4431/AD4.2.SM308诱导HepG2M细胞出现MDC染色呈阳性的酸也裹泡43.2.2SM308对HeG2/ADM细胞自喧相关蛋白水平的影响45p3.2.3SM308HeG2/ADM细胞自隨流46抑制p3/47.2.4SM308抑制HepG2ADM细胞自睡溶酶体中包裹物的降解3.2.5SM308抑制H巧G2/ADM细胞溶酶体的酶活性483.3PI3K/Akt信号通路异常活化与SM308诱导的细胞自蹈流损伤的相关性4933.1SM308诱导HepG2/ADM细胞PBK/Akt信号通路异常活化493.3.2抑制PI3K可减捏SM308对HeG2/ADM细胞自隨流的抑制50pI3.3.3AktsiRNA预处理可减捂SM308对HepG2/ADM细胞自隨流的抑串J51352.4SM308诱导HepG2/ADM细胞发生调亡IX
北京协和医学院硕±研究生毕业论文31252.4.SM308对HepG/ADM细胞调亡率的影响32SM30852.4.对调t:相关蛋白水平的影响3aiH2DM.4.3泛Csase抑巧Casase8SM308eG/Apj剂和p抑制剂对抑制p细胞增殖臟响533.5SM308诱导细胞自隨流损伤与其诱导的细胞调亡的相关性5445624.1SM308诱导HepG/ADM细胞自嗟流损伤的探讨扣4.2PI3K/Akt信号通路异常活化与SM308诱导的细胞自隨流损伤的相关性探讨574.3SM308诱导细胞自隨流损伤与其诱导的细胞调亡相关性探讨58第H章研巧创新点及展望611.1研究创新点61.2611研究展望62附录69致谢70:,啤X
北京协和医学院硕±研巧生毕业论文第一章升麻中一种新环薇萝蜜焼型呈常类化合物SM306MCF-7细胞稠f诱导:及其机制的研究1前言1.1程序性细胞死亡程序性细胞死亡的生理功能涉及到形态的发生、姐织器官稳态的维持和有害细胞的清除。程序性的细胞死亡(ProrammedcelldeathPCD)主要包g,括调亡(apoptosis),自嗟性细胞死亡(Autophagicc如death)和程序性坏死P一(rogrammednecrosis)。送H种程序性细胞死亡方式可能联合在起决定肿瘤细胞的生死,调亡和程序性坏死的启动无疑会诱导细胞的死t,而自隧的一把双刃剑发生则是,正常水平的自峰可W有利于肿瘤细胞括抗调亡,而异W常的自幢会导致细胞的死亡。1.2调亡P1调t(apoptosis)属于I型PCD,于1972年被Ke打等人首次提出,细胞发生调亡时表现出细胞体积的收缩,核质浓聚和片段化,细胞膜泡的产P1生和细胞间、细胞与基质连接的缺失等形态学的改变。生物化学上的改变主要包括染色体DNA被剪切成片断化的核小体,磯脂酌丝氨酸外翻和其他y细胞内容物被特异性酶水解等。12.1.调t:舒化制调亡是细胞死亡的主要方式,研究表明参与细胞调亡的主要通路有外源6,一一[性通路死亡受体通路(图1.1)巧内源性通路线粒体通路(图1.2)\TNFa、FasL等配体与TNFR1、Fas等细胞膜上的死亡受体结合可化微活外源性通路。Fas/FasL复合物可W通过Fas受体的胞内段招募FADD(deathdoma-incontaininrotein)FADD可CsDIgp,!^结合apase8形成SC8[1dea-(thinducingsinallincomlex)。由于Fas受体与配体结合后会聚集,ggp使得FADD/Caspase8的局部浓度增高,Caspase8发生自我剪切并活化活化的CaspaseS可W诱导线粒体内的细胞色素C释放并活化Caspase9,后者1
北京曲和医学院硕±研究生毕业论文促进Caspase3活化。另外活化的Caspase8可直接活化Caspase3,最终导致细胞调多种因素如物理化学因素的作用可W使得线粒体膜的通透性-增大,af1、asaw9,使得细胞色素C从线粒体内释放到胞浆内并与ApCpIW形成调亡复合体激活Casase9,后者激活Casase3从而促进细胞调亡。ppf早节T^揣片:-"蜡馬献廷释说器沪I种墙月哉但聲化-巧啄马:>魚马9@\L1/Cel扣"uy/夺?\^^MtmfafwwPtobnONAFt?qm?nM?〇nCNomimCoodTiUBnQjApoptosis图1.1死t受体调亡途径(htp://www.cellsignal.coin/)OofllhStimuli【一wwF一ASIa詢?¥utrvv?F.c*〇r?^.h.WGii.fwtFaclon.Ctoonva?c.yyy、1切i\1蠢為鑽#*"n0rApoptosis?〇to*?S*M*2
北京协和医学院硕±研巧生毕业论文图1.2线粒体调亡途径(htp://www.cellsignal.com/)1.2.2Casase家族pCasase(csteinylasartatesecificroteinase)称为含半化氨酸的天冬pyppp氨酸蛋白水解酶,其与真核细胞的调亡密切相关,调亡相关信号通路最终均会激活Casase3等。各种Caspase都富含半脫氨酸,被激活后能够识别至少pUU--(P4-P3P2P1)。魄蛋白中的四个氨基酸,并在天冬氨酸残基后进行剪切人类的Caspase家族包括14个Caspase蛋白,根据Caspase功能及其在Caspase级联反应中的位置可分为调亡启始者、调亡效应者和参与炎症反应的Caspase。前者包括Caspase2、Caspase8、Caspase9和Caspase10;调亡效应者包括Casa说3、Case6和Caspase7,而Caspa化1、Caspase4、Caspasepp犯口[]5、Caspase13和Casase14等主要参与炎症反应。Caspase8和Caspase10p一a般由外源性调亡通路激活,而Cspase9和Caspase2由内源性通路激活。a一起始者Cspase的激活方式般为自身活化,如当Fas受体受到FasL激活后,FADD会招募Caspase8酶原,后者形成二聚体(Caspase8单体没活性)并tW发生自我剪切活化。当线粒体外膜通透化时,CytC从线粒体膜间隙中释f-asaseasase二聚体并自身剪切活放到胞浆并与Apa1和Cp9结合,Cp9形成UW一化。效应者Caspase的活化般称为转活化(transactivation),活化的起始者Caspase8、Caspase9可从活化Caspase3和Caspase7;活化的Caspase3"[a]可队激活Cspase6、Caspase8和Caspase9。1-.2.3Bcl2家族与线糕体一-Bc--l2家族蛋白分为两类,类称为prosurvival蛋白,包括Bd2、----XL)Bcl、Bclw和Mcll,送些蛋白包含多个Bd2同源结构域(BHdomain;一-BBad另类称为roaototic蛋白id、、B化、Puma、Noxa、,包括Bim、ppp一Bmf个Bd-2同源结构域即BH3、BNIP3、Hrk和Mule,这些蛋白包含doma-r-aoocinBH3onlrotein,otti白还包括Bak和Bax,这,称y另外ppp蛋pUq-两个蛋白含有BHl、BH2和BH3domain。具有BHdomain的Bcl2家族171[-on蛋白可W形成异源二聚体。BH3ly蛋白是线粒体调亡的感应者,--on-BH3ly蛋白可W通过B拟结构域与Bcl2等prosurvival蛋白结合而抑制tW后者并直接或间接激活Bax或Bak,从而诱导细胞调亡。通过转录水平的-on调节、亚细胞定位和翻译后修饰等机制,B战ly蛋白可W被多种对细胞有、害的刺激所激活,如DNA断裂生长因子缺乏等。例如,当DNA发生断裂BH3-on时,p53被活化并进行核转位,最后通过转录调控的方式上调ly蛋白3
化京协和医学院硕七研巧生毕业论文19[】Puma--和Noxa的表这。Bid(BH3interactiondomaindeathagom巧)的激活--sase8-是通过Cap的剪切形成tBid,Bad(Bcl2associateddeathromoter)pp0i则是通过磯酸化而被激活。Bax与Bak是线粒体调亡途径的效应者J,因为敲除Bax和8化可^?阻断l一tW调亡反应。目前Bax与Bak如何被激活依然是个具有争议的话题。研究者提出了两种可能的激活方式一一,种称为直接激活,另种是间接激活。根18[]据直接激活模式m-a可ak,Bi、tBid和Pum直接作用于Bax巧B,导[U致-Bad与BakBad与Bim、tBim不发生同源或异源多聚体,并诱导润t而ro-survaxo-survvaval蛋白同,它只能通过抑制pil蛋白而使得B/B沁脱离pri3-on的束缚。间接激活模式认为,BHly蛋白激活Bax或Bak不是通过直接结合Bax或Bak的方式与多种ro-survival,而是通过p蛋白结合并抑制后者Bak-surv的作用来使得预激活的Bax或从Proival蛋白中释放出来,从而诱导细胞经线粒体途径发生调亡。另外,当Bax和B化处于非激活状态时其N末端隐藏在蛋白内,而被激活时蛋白会发生构象改变,暴露出蛋白的N末端P11。但是由于Bax和B沁获得预先激活状态的机制还不明确,所WBax与一Bak如何调控线粒体调亡途径依然需要进步的研究。线粒体外膜通透化(mitochondrialoutermembranepermeabilization,MOMP)会使得许多促调亡蛋白(如CytC和Smac)释放到胞浆中,这是线粒体潤亡途径的重要事件。Bax与Bak双敲除的细胞在经受星抱菌素、紫外照射、生长因子剥夺、DNA损伤和内质网应激时也不会发生线粒体外膜通透化送提示B沁和Bax参与了线粒体外膜通透化的过程。活化的Bax和Bak会通过产生寡聚物在线粒体外膜形成孔,导致线粒体外膜通透化,使23[1得处于线粒体内外膜间隙的CytC和Smac释放到胞浆,胞浆中的CtCy则可W促进Caspase9的活化,进而诱导细胞调亡。1.2.4p巧、JNK与调它ro-surv-当细胞处于应激状态时,p53可W结合并抑制pival蛋白即BclxL4P1c-和Bl2的作用,诱导细胞线粒体外膜通透化和随后的调亡(图1.3)。事Psi-iukJ冰义以化^和BclxLB实上,Ch等人发现53可ilaxppl将6复合物中的c-也id与Bax置换出来,解除BlxL对它们的抑制。结构学研究和其他生物2426—[’1学方法也证实了Bcl-xL和Bd-2可W与P巧结合。Bak般会与Mcl-l结合并定位于线粒体外膜ro-aoo巧也可W直接结合tticak,,Pppp蛋白B并c-使其脱离Mll的抑制。另外,细胞处于应激时,细胞核内的p53首先转录-激活Puma的表化Pum-a可y■与BdxL结合而解除胞浆中BclxL对p53的4
北京协和医学院硕±研究生毕业论文P^束缚,使得p53可W激活胞浆中的Bax,Bax则在线粒体膜上形成孔,促进线粒体通透化。/■=入M^y-图1.3W参与线粒体(BiochtBAtBBAp调亡途径imicaeiohysicsc;ap(^)B-ioeneret200917875:14420.)ics4g,,()INK-(cJun氨基末端激酶)在死亡受体介导的外源调亡途径和线粒体内源调亡途径中起着重要的作用(图1.4)。JNK可W通过转录激巧某些转录因ro-ao-子而上调ppptotic蛋白的表达和通过憐酸化修饰线粒体上的Bd2家族蛋白而调节其活性,进而激活调亡相关的信号通路。JNK被MAPKK(MKK4、P8]MKK7)-憐酸化激活后会转位进入细胞核,并磯酸化和转录激活cJun。--磯酸化的cJun会促使AP1(actitorrotervainl)的形成,后者促进TNFcupFas-L和Bak的转录。有研究认为JNK对于中枢神经系统神经元的调亡是需>要的,过表达核转位相关结构域缺失的JNK可^1抑削营养缺乏导致的神经元12[\长春花碱和紫杉醇诱导的乳腺癌细胞调亡也同样依赖于调亡JNK的激PW活和核转位。JNK除了通过转录调节来促进细胞调亡外一,它还可W通过憐酸化调节些Bc-2l家族成员的活性并调节它们在线粒体上的定位等方式诱导线粒体外PislPi膜通透化,从而促进细胞发生调亡(图1.4)。Kharbanda和Chauhan等人的研究表明细胞DNA断裂等因素诱发细胞调亡时,JNK会转位到线粒体-?-/^JNK上。1和JNK2的MEF细胞受到UV诱导调亡时,从细胞线粒体释放到细胞浆的CytC明显低于正常的MEF细胞,这表明细胞调亡时CytC的释-a诱导的He放受到JNK的调控。在TNFla细胞调亡中JNK,能够通过非依赖于CaspaseS的方式剪切Bid,产生21KDa片段大小的Bid,后者可W转5
北京协和医学院硕±研究生毕业论文P31ro-ao位到线粒体上,并促进ppptotiC蛋白Smac从线粒体内释放。TRAF2/CIAP1复合物能抑制Casase8的活化,而由JNK诱导的Smac释放p能够抑制TRAF2/CIAP1复合物的形成,由此形成的正反馈促进外源调亡信号通路的转导。在UV诱导HEK293T细胞调亡过程中,JNK能够对Bim和Bmf进行磯酸化修饰,使它们脱离dynein/myosinV复合物的抑制,随后磯酸口4B]化的im和Bmf能激活Bax或Bak。,进而促进细胞调亡口ITT…-tr…9^^^ifCCscadeIActvationoaspasea琴/>^一.m"倫抑driaTransactWationofKs^9—一//内%Expressionof_P*L■roapoptoticGenes1-.4JNK调亡的调节(Oncolo20082748图参与:62456251.)gy,,()1.3升麻中环薇萝蜜烧型兰聰类成分研究现状'升麻为毛良科植物大S叶升麻CV/wc抑goAerac柄於妃?Kom.,兴安升麻’'''a成成!wco[打>wHjixz.Maxim.或升押"cfwJoe侃bL.的干燥根q於各()麻打/沪/茎。升麻具有清热解毒,,升举阳气的作用民间多用于治疗风热头痛、咽喉4311H祗及其昔类肿痛、子宫脱垂等症状。升麻中的化学成分主要包括、酪酸-类及其衍生物、色原剛及挥发油成分等,其中919环渡萝蜜烧型S萌类化合,物属于升麻属植物的特征性成分一。本课题组前期从升麻中分离得到系列一9-19环泼萝蜜院型H荫类化合物,这类化合物在体外对肿瘤细胞均具有定,的增值抑制作用。前期研究表明该类化合物能选择性地杀伤肿瘤细胞如肝癌细胞、肝癌耐药株细胞及人早幼粒白血病细胞HL60等,使肿瘤细胞发生Gcdc2X-2蛋2/M期阻滞并抑制及CO白的表达,从而诱导肿瘤细胞发生调亡房中则-7、年寅等研究发现此类化合物能显著地抑制MCF细胞及其耐-药株细胞的增殖活性:RTPC民结果表明p53及Bax蛋白表达水平增高,导PW致线粒体膜电位降低,Caspase级巧反应诱导细胞澗亡。最近该课题组又6
北京协和医学院硕±研巧生毕业论文从升麻属中分离得到新的环燕萝蜜烧型王荫类化合物,并且利用英光素酶报告基因检测发现其对Wnt信号通路具有较强的抑制活性此外,Samuel义巧U等对从黑升麻中分离得到的此类化合物进行研究,发现其能通过调节PS1RANKLTNF-a。及引导的信号通路抑制破骨细胞生成,从而防止骨质流失1.4研巧目的及意义癌症亦称为恶性肿瘤,已成为威胁全世界人民健康的头号杀手,因此寻找能有效治疗癌症的药物已迫在眉睫。天然产物W其结构多样性、低毒副作twi用等特点已成为寻找具有潜在治疗癌症药物的主要来源。传统中药(TraditionalChinesemedicineTCM)在癌症治疗中发挥着巨大作用,许多,从传统中药中分离得到的化合物己发展成为有效地抗癌药物如长春碱和紫杉醇等系列化合物。因而从传统中药中寻找具有抗肿瘤作用的先导化合物己IW-7成为研巧热点。本课题主要乳腺癌细胞MCF细胞为研巧对象,对课题组从升麻中分离得到的新环藻萝蜜糕型三荫类化合物SM306进行体外抗脾瘤活性评价-,重点研究化合物SM306诱导MCF7细胞发生调亡的分子机i制,^l期306。^为SM发展为抗郭腺癌药物先导化合物提供科学依据2实验材料与方法2.1实验材料2.1.1细胞巧-7)人肝癌细胞(HepG2)、人乳腺癌细胞(MCF、人前列腺癌细胞冲巧)及人宫颈癌细胞(HELA)均购自ATCC公司,人肝癌耐药型细胞株(HeG2/ADM)由香港中文大学冯国培正常乳腺上皮细胞p教授赠予,人-(MCF10A)购自Invitrogen公司。2.1.2药脉及试剂SM306由香港理工大学深圳研究院刘稽落硕±提供(图2.1),其纯度为°98%DMSO25mM-20,将其溶于并配置成母液浓度为C保存备用。,于7
北京协和医学協硕±研究生毕业论文OAC------)--芭醜基)图2.1SM306结构(250乙醜基783ChM,去氨升麻醇(2口比喃木糖昔)RPMI-40MEM、胎牛血清(FatalBovineS16、DerumFBS)、膜蛋白酶,-链霉素购于美国Go和青ibc公司----四甲基偶氮嗤盐(345dime也lazo2125-ttrazolium化ildihenle(,)y,^)pybromide,MTT)、二甲基亚讽(dimethylsulphoxide,DMSO)、Hoechst巧258''---------5-t-2(2(4hydroxyphenyl)(4mehdlierazinl)5bilHbenzimidazole}ppy,,trihydrochloride)、舰化P比晚(proidiumio出dePI)、核糖核酸酶Ap:(RibonucleaseARNaseA)、鑛基氛化间氛苯腺(Carbonlcyanide,y---mch-lorohenlhdrazoneCCCP、00ionR、乙pyy)曲拉通X1(TrtX100),p琉基-mercama公司醇(pptoethanol)均购于美国Sig十二烧基赎酸钢(sodiumdodecylsulfate,SDS)购于美国Amersham公司Ann-exinVFITC试剂盒购于上海碧吉天生物研究所''乙帰醜胺-过硫酸锭(ammoniumersulfateAPS)、30%聚、NNNNp,,,,四i甲基二乙胺-Marker(NNNrNtetramethlethlenediamineTEMED)、预染,,,yy,科及考马斯兰染料购于美国B-Rad公司io多柔比星(Doxorubicin,Dox)购于美国Merck公司''-----JC1(5566Tetrachlorolr3tetraethlbenzimidazollcarbocanine,\,,,3yyylo出de)购于美国Invitrogen公司BCA(bicinchonninicacid)蛋白定量试剂盒购于美国Thermo公司蛋白酶抑制剂购于德国罗氏公司0.45卿1孔径聚偏二氣乙婦(polyvinylidenefluoride,PVDF)膜购于美国Millipore公司安怡脱脂奶粉购于恒天然乳品(广州)有限公司、牛血清蛋白(bullserumalbumin,BSA)购于美国Proliant公司8
北京胁和眩学院硕±研究生毕业论文化学发光检测系统电化学发光(electrochemiluminescence,ECL)反应液胸于美国Invitrogen公司显影液和定影液购于中国柯达股份有限公司其他未注明试剂均购自美国Sigma公司esternbott.1Wling中所用抗体见表2表2.1本研究所用抗体淸单cyclinBlMouse4135CST巧everly,MA,USA)CDKlMou化9116CSTOBeverly,MA,USA)iei-CDKThfR1labbit914CSTeverlMAUSAp()巧y,,)Caspase9Rabbit9502CSTeverly,MA,USA巧)CleavedCaspase9Rabbit9501CST(Beverly,MA,USA)Bc-t70l2Rabbi28CSTeverlMAUSA巧y,,)BaxRabbit5023CST巧everly,MA,USA)AktRabbit4691CST(Beverly,MA,USA)3〇8-AkThRat5CSTtrbbi296everlMAUSAp()巧y,,)"3-AktSerRabbBit4060CSTeverlMAUSAp()(y,,)PARPRabbit9542CST巧everiy,MA,USA)CleavedPARPRabbit9544CST(Beverly,MA,USA)-ERKRabbMAit4370CSTBeverlUSApy,(,)-c-RafRabbMApit9421CSTeverlUSA巧y,),-acMAPtinMouse4967CSTBeverly,USA〇,)-Goa--HRPtAntimouseIG7076CSTeverlUSAgy,巧,MA)---MAHRPGoatAntirabbitIG7074CSTBeverlUSAg(y,,)2.1.3实验仪器电子天平(Bs210s)购于德国Sartorius公司、(5810RE离屯机/5417)购于德国ppendorf公司9
北京协和医学院硕±研巧生毕业论文蒸汽压力灭菌器购于英国Astdl公司超净工作台购于新加坡Esco公司C02培--养箱(24242)购于美国ShelL化公司倒置显微镜(CKX41)购于日本Olympus公司酶标仪(MK3)购于芬兰TECANGeNios公司GuavaeasyCyte型流式细胞仪购于Millipore公司凝胶电泳和电转系统购于美国Bo-Radi公司-加热磯为揽拌器(MSH-20A)、恒温水浴仪(WB6)、超声波清洗器(WUC-D22H)均购于韩国DAIHAN公司ec-超纯水系统(DirtQ5)购于美国Millipore公司2.1.4主要试剂巧置方法-1RPMI1640培养基)-01称取1.4RPMI6402.0NaHC〇900mL去g粉末和g3粉末,溶于离子?至水中,攒拌使其充分溶解,调pH值至7.27.4,定容1000mL。过滤除菌一-链霉素溶液并验菌。加入定量FBS及青,使其最终浓度(体积分数)分别为10%胎牛血清和1%双抗,于4化保存备巧。x2)lPBS溶液(磯酸盐缓冲液)0.称取.20KC1、80NaCK0.20KHPO和1..%gNasHPO12化〇,ggg24i900mL ̄溶于去离子水中,7.27.4,攒拌使其充分溶解调pH值至,最终定容至lOOOmL。过滤除菌,于4化保存备用。3MTT溶液(5m/raL))g称取0.5g粉末,溶于90mLPBS溶液中,充分攒拌至溶解之后定容至100mL4化避光保。,过滤除菌,于存4)Dox溶液一称取定量Dox并溶于PBS溶液中,,祸旋充分溶解使其终浓度为20°-20C避光保存mM。,于3CCCP溶液一称取定量CCCP并溶于甲醇溶液中,,祸旋充分溶解使其终浓度为20mM-20化避光。,于保存6)Hoechst33258染液称取0.01gHoechst巧258粉末,溶于1mLDMSO溶液中,祸旋充分溶°解,使其终浓度为lOmg/mL,于4C避光保存。7PI溶液)10
北京协和医学院硕±研究生毕业论文称取化OlgPI粉末,溶于SmLPBS溶液中,祸旋充分溶解,使其终浓°2m/mL4C避光保。度为g,于存8)RNaseA溶液称取O.OlgRNaseA粉末,溶于ImL去离子水中,锅旋充分溶解,使其°0mL-终浓度为1g/m,于20C保存备用。9JC-)1溶液称取适量JC-1紛末并溶于DMSO溶液中,祸旋充分溶解,使其终浓度*^为5mM,于4(:避光保存。10蛋白酶抑制剂溶液)一x片蛋白酶抑制剂溶于1mL去离子水并充分溶解(2〇蛋白酶抑制剂),-x0片磯酸酶抑制剂溶于.1ImL去离子水并充分溶解(2〇憐酸酶抑制剂),M苯甲基横醜氣(phenylmethanesulfonyl化ride,PMSF)溶于异丙醇,0.1M二硫苏糖醇(dthiothreitolDTT)和0.1M原讽酸纳溶于去离子水,分别于,°-20C保存备用。11)RIPA裂解液分别称取0s.a.石二胺四石酸(e化lene.06Tri碱、00585gNCl和001%gyg出aminetetraacetieacid,EDTA)及0.1785g焦磯酸钢溶于9mL去离子水中,0-.1mL1007.510并加入曲拉通X,调班至,定容至mL,分装后置于°4C保存备用一,临用前按定比例加入蛋白酶抑制剂。1巧4X下层胶缓冲液分别称取90.8gris碱和2.0SDS粉末,溶于450mL去离子水中,充Tg分溶解后,调pH至8乂并定容至500mL,于4化保存备用。134X上层胶缓冲液)分别称取30.3gTris碱和2.0SDS粉末,溶于450mL去离子水中,充g°分溶解后,调pH至6.8并定容至500mL,于4C保存备用。1410%APS)称取1.0mgAPS溶于9mL去离子水中,充分溶解后定容至10mL,配-20%保存备用成10%(W/V)的溶液,于。15)口.5%分离胶配置一X制备:取4下层胶缓冲液1.35mLmL块胶的量,与2.3聚两稀醜胺和1.45mL去离子水混合,再向其中加入10%APS%.7nL和TEMED6.0阵,漏合均匀后加入制胶板中。164.5%分离胶配置)11
北京协和医学院硕±巧巧生毕业论文一4X上制备:取层胶缓冲液0.5mL0.3mL聚丙稀醜胺和块胶的量,与1.2mL去离子水混合APS15TEMED2.5,再向其中加入10%阵和咕,海合均匀后加入制胶板中。X17)5上样缓冲液〇rs-(、5mL5、2mL10〇分别移取0.6mLTiHCLpH6乂1M)0%甘油/SDS-、ImLl%漠酪蓝、0.9mL去离子水和O.SraLp琉基立醇,混合均匀后"分装,于4C保存备用。X1巧10电泳缓冲液分别称取144.0氨基乙酸、30.3Tris碱和10.0SDS粉末,溶于900ggg至‘mL去1000mL4C保存备用。在离子水中,揽拌至充分溶解,定容,于X使用前用去离子水稀释成I电泳缓冲液。19)电转缓冲液分别称取18.76g甘氨酸、3.03gTris和1.0gSDS粉末,溶于800mL去离子水中,加甲醇至lOOOmL,室温存放。20TBS-T---清洗液(打isbuferedsalineTween20))分别称取8.766gNaCl和1.2114gTris碱,溶于900mL去离子水中,调- ̄混匀后定容至H至7.60.50.8mLTween20lOOOmLp,加入,充分,室温存放。21)封闭液一根据需要取定量的BSA或者脱脂奶粉BS-T,溶于事先配好的T清洗5%W/V4化保存备用)。液中,充分溶解得()的封闭液,于(使用不超过三次225%结晶紫染液)称取5结晶紫粉末,溶于%mL无水乙醇,混匀,定容至100mL,室g温存放。2.2实验旅2.2.1细胞培养MCF-7HeCJ2HeG2/ADMW及PC3细胞10%,p,p使用含有胎牛血清、%双抗的RPM-640培0%胎牛血清、1%双抗1I1养撤HELA细胞使用含有1的DMEM培养液,均在37乂、含有5%C02的培养箱中进行培养。待细胞生长至70%至80%时,吸去培养液并用PBS清洗,加入约1mL0.25%膜酶进斤消化,待细胞变圆后加培养液终止消化,转移到15mL离也管中,1000ipm离也3min,弃上清并使细胞重悬于培养液中,取适量细胞悬液进行传12
北京协和医学院硕±研巧生毕业论文HeG2一代培养。在p/ADM细胞传代过程中,需要向培养液中加入定量的MG2MCF-Dox.2HADM10A细胞的〇n,用于维持e/细胞的抗药性特点。)pW1培养条件详见参考文献。2.2.2肿瘤细胞体外增殖巧制实验4一X取对数生长期的细胞,按定细胞数量(0.81〇/孔)接种于96孔板中,并设置对照组与实验沮,每组设置6个复孔,培养24h后用不同浓度的药物处理细胞。继续培养24h或48h后,向每孔中加入浓度为5mg/mL的MTT溶液,共解育4h后弃掉上述含有MTT的培养基,并向每孔中加入100阵的DMSO溶液故溶解形成的甲琐结晶产物。使用酶标仪检测其在490nm=波长处的光吸收值。细胞存活率可按下式进行计算:细胞存活率实验组X平巧OD值/对照组平均OD值100%2.2.3克隆形成姚一X5.51〇/孔)接种于6孔板中取对数生长期的细胞,按定细胞数量(2,并设置对照沮与实验组,,培养24h后用不同浓度的药物处理细胞继续培养48h后0.25%膜酶消化细胞,用培养液重悬得单细胞悬液。对单细胞悬,用液计数,并按每孔600个的细胞浓度将细胞重新接种于6孔板中,继续培养12天。弃去培养液,用预冷的PBS清洗细胞,4%的多聚甲醇固定细胞30min后,,使用1%的结晶紫染色5min对每孔形成的细胞团进行计数2.2.4Hoechst332洗染色观察一5Xl〇V?L取对数生长期的细胞,按定细胞数量(2.)接种于6孔板中,并设置对照组与实验组,培养24h后用不同浓度的药物处理细胞。继续培养48h后,弃掉细胞培养液,用预冷的PBS清洗细胞,加入4%的多聚甲酵并°°于4C固定30min,之后加入10惦/mL的Hoe沈St33258染液,于37C恒温培养箱中避光染色15m虹。用预冷的PBS清洗细胞后,在倒置显微镜下观察细胞核形态变化。2.2.5巧单染法检测细胞周期5一X取对数生长期的细胞,按定细胞数量(2.51〇/孔)接种于6孔板中,并设置对照组与实验组,培养24h后用不同浓度的药物处理细胞。继续培养24h或48h后,消化收集细胞,用预冷的PBS清洗细胞后于2000rpm离也13
北京协和医学院硕±研巧生毕业论文°3min八%乙醇于4C固。,用预冷的定细胞过夜于次日重新离也收集细胞,1LRNaPBS溶并用终浓度为0.02mg/mLPIW及0.mg/mseA的500咕液重°恳细胞,于37C恒温培养箱中避光染色15min,300目筛网过滤上述细胞=息液之后,用GuavaeasyCyte型流式细胞仪检测DNA含量(Ex488nmandEm=206nm)。采用MultcleAV。icy软件对数据进行分析-2.2.6AnnexinVFITC/PI双染法检测细胞调t:5一X取对数生长期的细胞,按定细胞数量(2.5lO/孔)接种于6孔板中,并设置对照组与实验组。继续,待细胞贴壁后加入不同浓度的药物处理细胞培养36h后,消化收集细胞,用预冷的PBS清洗细胞后于2000rpm离也3-min有5咕AnnexinVFITC和3PI的500战PBS溶液重悬细胞,,用含咕°于37C恒温培养箱中避光染色15min,300目筛网过滤上述细胞悬液之后,easteex-F用GuavayCy型流式细胞仪检测细胞调亡率的变化(AnninVITC:==化==Ex488nmandEm525nmEx488nmandEm620nm。巧〇?1〇7.6,)采用软件对数据进行分析。2.2.7线粒体膜电位(MMP)的检测一25X1〇.5/取对数生长期的细胞,按定细胞数量(?L)接种于6孔板中,并设置对照组与实验组,待细胞贴壁后加入不同浓度的药物处理细胞。继续24PBS2000m离屯、培养h后,消化收集细胞,用预冷的清洗细胞后于rp3°5UJC-1的500阵PBS溶液重悬细胞7min,用终浓度为叫,于3C恒温培养5min00目筛网过滤上述细施悬液之后,用Guavaeaste箱中避光染色1,3yCy=JC-1Ex488型流式细胞仪检测细胞线粒体膜电位(MMP)的变化(聚合物:nm=-=4Em=Snm7andEm575nm,JC1单体:Ex88nmandn)。采用巧owJo.6软件对数据进行分析。2.2.8Westernblot免疫印迹法"细施总蛋白的提取:一65X1〇/取对数生长期的细施,按定细胞数量(1.孔)接种于100mm培养皿中,并设置对照组与实验组,待细胞贴壁后加入不同浓度的药物处理细胞。待药物作用特定时间后,消化收集细胞于15mL离也管中,2000巧m3mnPBS清洗细胞至1.5址离也管中于2000rm离也i后用预冷的,转移,再p一、3mRIPA离屯in得细胞沉淀。按定比例向其中加入含有蛋白酶抑制剂的14
北京协和眩学院硕-上研巧生毕业论文一裂解液,充分混匀,冰浴30min并每隔10min疯旋次,冰浴完成后于°°4、-C14000巧m离屯15min,把上清液转移至新的离也管中,储存于80C备,用。2)细胞蛋白样品的定量:按照BCA蛋白定量试剂盒的说明,配置不同浓度的标准蛋白溶液如5mg/mL、10mg/mL、15mg/mL矛日20mg/mL。根据蛋白标准品及样品的数一量,定量的反应液A及反应液B,使其按501取:的比列混合形成工作液,避光备用。在96孔板中设置标准品组及蛋白样品组,各浓度组均设置3个复孔。在蛋白样品组对应空中先后加入9_iL去罔卡水及laL蛋白样品,在||fe准品细■中加入10iL蛋白材;准品,之后向各孔中分别加入200iL工作液||。于37吧恒温培养相中脾育30min,用酶标仪检测其在570nm波长处的吸光值。依据各标准蛋白溶液的浓度及其对应的吸光值的平均值(表2.2),绘制标准曲线(图2.2)。根据栋准曲线对应的回归方程,计算出样品浓度及上样量为35ug时所需的各蛋白样品的体积。表2.2标准蛋白浓度及吸光度值蛋白浓度(mg/mL)5101520平均吸光度(OD)0.3620.5900.8071.015-1.5|r/0-护.50-.011111I0510152025虽白浓度(mg/mL)图2.2标准蛋白浓度曲线2=R=9960.9y0.0435x+0.1492巧聚丙絲醜胺凝胶电泳胶的制备:15
北京协和医学院硕±研究生毕业论文-参照BioRad凝胶模具说明书将玻璃板固定于灌胶模具上。根据需要往玻璃板中间的空隙中灌入浓度为12.5%或8%的分离胶,灌至玻璃板顶部约1.5cm处时灌入去离子水封边,待其凝固后(约30min)倒掉去离子水并用滤纸吸干,灌入浓度为4.5%的浓缩胶,迅速插入梳子(10孔),等待其凝固(约30min)。样品的制备:6、向0.mL的离屯管中分别加入经蛋白定量计算所需的蛋白样品量、4咕X一上样缓冲液(5),再加定量的去离子水补至每个样品的总体积为20叫100化高温煮沸约5min,放置于冰上冷却备用。上样;将上述制备好的样品及蛋白M一arker按定顺序加入上祥孔中。电泳:设置电泳程序,W60V恒压进行浓缩胶电泳(约30min),待漠酪蓝跑至分离胶財,W120V恒压进行分离胶电泳,直至漠酶蓝跑至分离胶底部时停止电泳。4)湿法转膜:首先根据胶的大小剪裁滤纸和PVDF膜,将滤纸置于湿转缓冲液完全湿润,PVDF膜置于甲醇中活化约3rain。根据待转移的蛋白分子量大小进行切胶,按照黑底板、海绵、滤纸、凝胶、PVDF膜、滤纸、海绵和白底板的先后顺序放好并枉走中间的气泡。将上述制备完成的的兰明治夹层结构放入事先加入湿转缓冲液的转膜槽中,根据目巧蛋白分子量大小设置转膜电流和转膜时间。巧免疫学检测:将上述转膜完成的PVDF膜置于封闭液(5%脱脂牛奶)中室湿封闭约一-IhTBST清洗液洗膜310min/),封闲完成后用次(次,再放入相应的抗4吃溶液中(1:10005%BSA解育过夜。于次日取出膜并,稀释)进行解育,TBS-T3(10用清洗液清洗次min/次),之后将膜与辣根过氧化物酶标记的相应二抗(-T(1;2000,5%BSA稀释)共脖育Ih室温),取出膜并用TBS清洗液清洗3次(10min/次)。将ECL化学发光液(A液和B液等体积泡合) ̄3m与PVDF膜共赔育2in,在暗室中进行曝光、显影、定影,对胶片上的条带进行扫描并保存。16
北京协和医学院硕±研充生毕业论文2.2.9统计粉析所有实验结果均用MeaniS.D.表示,两独立样本之间的比较采用t检验法(双尾法)进行统计学分析,且所有实验数据均采用GraphPadPrism5.0统计软件进行处理,化戶<化〇5为具有明显统计学差异。3实验结果3.1SM306具有较好的体外抗肿痛棘性3.1.1体外细胞奉巧筛选我们采用MTT实验对SM306的体外细胞毒性进行检测。实验结果表明,306-7G2SM对MCF、Hep化、Hep/ADM及HELA细胞均具有明显的增殖抑制作用(表3.1SM306处理细胞24h后I30.32±0.79),,其对应的Cso分别为M、4073±146M、33.66±3.64M41.25±023M,SM306H..ii和.处理细f[n胞48h后,其对应的1(:5〇分别为27.81±1.29lM、35.65±1.171、29.61±^畔0.26^M和35.73±2.15nM。而对于PC3细胞,SM306则无明显抑制作用,且该化合物对肝癌耐药型钢胞的细胞毒性强于敏感型肝癌细胞,提示其在治疗耐药性邮瘤细胞方面具有较大潜力。同时,其对人正常乳腺上皮细胞-0I78MCF1A处理48h的Cso为.63±3.26lM,提示该化合物般够选择性杀^-呈明显的伤肿瘤细胞。基于SM306对MCF7细胞具有较强的杀伤作用,组剂量依赖性306F-7(图3.1)本实验主要针对SM化合物对MC细胞的増殖抑制作用及调节机制进行深入研究。-7表3.1SM306对MCF、Hq)G2、HepG2/ADM、邸LA及PC3细胞的增殖抑制作用Table3.1TheinhibitoryeffectsofcompoundSM306ontheviabilityofMCF^HepG2,HepG2/ADM,HELAandPC3cells.-7He2G2MCFpGHep/ADMHeLaPC3aSM3062化30.32±0.794073d=1.4633.66±3.6441.25±0.23>50.(ICso,mM)48h27.81±1.2935.65±1.172乂61±0.2635.73=b2.15>50bDox(ICs〇,片M)48h4.07主1.333.80±0.95143.47±4.764.62±1.375.52il.19a±D*〇ataareMeansS..of化ieeindependentexerimen化.pbOoxwasused过sositivecontrol.p17
北京协和医学院硕±研究生毕业论文-120024h一-■48hI100Apri|f|nUIIIIIIII01020253040505SM306iiM)Dox(fiM)\3-图.1SM306对乳腺癌细胞MCF7细胞的増殖抑制活性。F-ire3.1.GrowthtitoundSM306inM7ce.guinh化horyacivyofcomCFllspCellsweretreatedwithvariousconcentrationsofSM30610to50jMfor24h(|)and48h,tihencellsurvivalwasassessedbyMTTassay.Doxat5|iMwasusedasaositivecontrol.p3丄2SM306明显抑制MCF-7细胞的克隆形成能为一SM306-7采用克隆形成实验,进步研究对MCF细胞的增殖抑制作用。-7实验结果表明,用不同浓度的SM306处理MCF细胞48h后,其对应形成3.2)的细胞克隆团数明显降低,且呈显著的剂量依赖性(图。CTL20|iM-5001画瞬严i301200-r心1圓i-联?I.识禱bH圓S_\口063M306对MCF-图.2S7细胞克隆形成能力的影响。18
北京协和医学院硕击研究生毕业论文Fre3-i.2EfectsofSM306on化ecotncatM7gulonyformaiopaciyinCFcells.Followingexposuretodiferentconce打trationsofSM306for48h,600ce-llswereseededo打to6wellplatesforassessmentofcolo打yformationafter12**<***戶days.P0.01<0.001comaredwUhcontrol.,p3-.2SM306诱导MCF7细胞发生周期阻滞3-.2.1SM306诱导MCF7细胞周期阻滞于期用不同浓度的SM306化合物处理MCF-7细胞特定时间后,对细胞进行PI-染色,利用流式细胞仪对MCF7细胞周期的变化进行检测。实验结果表明,经SM306处理24h后的细胞,其G2/M期所占的细胞比率呈明显的剂量依赖性增加,最离浓度(35yM)处理的细胞出现明显的亚二倍体调亡峰。经SM306处理48h后,细胞仍存在CVM期阻滞的现象但不明显,此时,,其亚二倍体调亡峰所占的细胞比率逐渐增加随着药物处理浓度的增加,提-7GMM306诱导MCF细胞周期阻滞于/期之后,细胞逐渐走向调亡示S2(图3.3)。兰CTL2030liM35iMDox^SUJjJklM■?rJL?《f"—■n—■aw?、*■■■*-s.T?I.-、?—巧—1Afct一■!,rfl>TW^??W11—LLULLLy^y.■.. ̄-,**—-""—.V一?*IS心l*i?一.Wil?■■■:?*J;riIfTl1IT:??",i.?KM>|f.lIieIMW?TPWlg一—■—*DNAContent3MCF-图.3SM306对7细胞周期的影响Flu-gire3.3EfectsofSM306oncellcycleofMCF7cells.Cellsexposed化indicatedconcentrationsofSM306werecollectedfixedwith75%ethanol,averni呂htstainedwithPIfor30mina打dthenflowctometricanalsiswas,,yyerformedtodeterminethecellcyclerofiles.Doxat5iMwasusedasapp|ositivecontrol.p19
北京协和医学院硕±研究生毕业论文3.2.2SM306对周期相关蛋白水平的影喃为了探讨SM306诱导MCF-7细胞周期阻滞于G2/M期的分子机制,我esMCF-们采用Wternbloting实验对7细胞周期相关蛋白水平进行检测。实验M306MCF-7Bl结果表明,经不同浓度的S处理细胞后,巧clin蛋白水平呈明盈的时间和剂量依赖性降低,,同时我们发现细胞周期蛋白依赖性蛋白激ccn-eendentk酶1(inaeDK1,ylidps1)水,C平明显被抑制更重要的是作为iwCDK/cyclin复合物活性的主要正调控者,于Thr位点礙酸化的CDK1水平也明显发生下调(图3.4)。这些结果提示ClinB1DK1,巧及C蛋白均参与到SM306诱导的细胞Gs/M期阻滞的过程中。35^ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄SM306CTL20303540^MCTL12^^48h'CDK勸一一m1?」mmmmmmmI?In"i6i-CD巧?㈱pia?I卿w?一IICyclinBlmmmmmmmm?M?mmmm-tacinP图3.4SM306对周期相关蛋白水平的影响Figure3.4Aherationsin化elevelsofcellcycleregulahrproteinsafterexosure306-p化SMinMCF7cells.AfterSM306treatmenttotalcelllsates,ytDKl-lThl61B1wereimmunoblotedfordetectionofCCDKrandcclin,p()y—levelsusingsecificantibodies.actinwasservedasaloadincon吐ol.pPg3MCF-.3SM306诱导7细雕发生调亡-3.3.1SM306诱导MCF7细施染色质纖用不同浓度的SM306MCF-7化含物处理细胞特定时间后,对细胞进行Hoechst33258染色,通过倒置巧光显微镜观察经SM306处理的细胞核形态,变化。与Control组相比药物处理组的细胞核经染色后呈明显的高亮状态,说明染色质发生凝集,并且在高浓度药物组(30liM和35M)有调亡小体|n出现(图3.5)。20
北京协和医学院硕±研巧生毕业论文曲il曲35iMDox|■nmnm曲窗3-圍.5SM306诱导MCF7细胞潤亡的形态学变化F-igure3.5MorphologicalaherationsofMCF7cellsinducedbySM306.Af-HoterSM306化eatmentfbr48hMCF7cellswerestainedwhhechst33258.,民eresentativeimaeswereshownunderfluoresce打cemicroscoe20〇xwitihpgp()theredarrowsindicatingcellshrinkageandnuclearfragmentation.Doxat5[iMwasusedasapositivecontrol.3M306-.3.2S弓庵MCF7细胞调t:輔加-7nex-对MCF细胞进行AninVFITC和PI双染色,利用流式细胞仪检测经不同浓度SM306处理后细胞调t率的变化。检测结果屋示,SM306处理细胞48h后,随着药物处理浓度的增加细胞总的稠亡率逐渐增加,同时也出一定量的细胞坏死^现。在最高浓度药物组,早期调亡细胞(Annexin\Pr)的比率增加到18.9%,晚期调丘细胞(AnnexinViPr)的比率则増加到18.0%(36)S-图.,提示M306能够诱导MCF7细胞发生调亡。21
北京协和医学院硕±研究生毕业论文ICTL20liM3035Dox0) ̄----*苗S4?57.5T*li!?F1L"',口?.C1*1?p]1p1,|I]1|tom??}?51*%巧化"Mttf%StnU1kI化7化口"這m-w—..:3=:...■,巧,..■:共cI?<0?繼喜少。’茫汇*■'*,-*-**''*?**。.(,?"‘!,1"II,!〇?,e10'SI。;c16SIB!I?o*巧,8,"IU。?,Ann-exinVFITCreen打uoscenceg3MM-图.6SM306对:F7细胞澗亡率的影响"ure3-Fig.6EfectsofSM3060打apoptoticratesofMCF7cells.QuantificationofaotosiswereexaminedbAn打exinV7PIdoublestaininppygfo-7ceassaafterSM306treatmentr36h.MCFlharveylswerestedandstained-ithPIandAnnexinVFITCi15mnowctometrw打darknessforifollowedb,y打yyanalsiivecontrolyis.Doxat5aMwasusedasaost.|p3.3.3SM306对调tPARP的影响:标志性蛋白一为了进步验证SM306诱导MCF-7细胞发生调亡MRP蛋白,我们对水平进行检测,并甘PARP蛋白作为细胞调亡核也成员脫天蛋白酶Caspase一的切割底物,其剪切活化形式被认为是细胞调亡的个重要指标。Westernbloting实验结果显示,经SM306处理之后细胞内的PARP蛋白水平呈时间及剂量依赖性降低,而其剪切活化形式即CleavedPARP的量呈时间及剂量依赖性的增高(图3.7)。435^ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄SM306CTL2030354^MCTL1224364^PARP*獅mm4M必6CeavedPARP-一mtmrnl3-actin{图3.7SM306对PARP蛋白水平的影响Figiue3.7AlterationsinactivationofPARPafterexposuretoSM306in-7M306MCFcells.AfterStreatmentthecelllsatesweresubeUedtoWestern,yjb-lotinganalysisusin比eindicatedantibodies,actinwasservedasaloadinggpcontrol.22
北京协和医学院硕±研究生毕业论文3.4SM306激活线粒体调t:信号通路并抑制乂kt蛋白的磯酸化3-.4.1SM306弓旭MCF7细胞线粒体膜电位下降为了探究线粒体相关功能是否参与SM306诱导的MCF-7细胞调亡,我-们首先对细胞进行JC1染色,利用流式细胞仪检测经不同浓度SM306处理后细胞内线粒体膜电位的变化。检测结果显示Control组相比,与,药物处理组中线粒体膜电位较高的细胞所占的比例逐渐降低(从68.7%到55.9%),3-并呈现较好的剂量依赖关系(图.8),说明SM306处理使MCF7细胞线粒体受到损伤,引起膜电位下降。CTL20iM30M35CCCPIin?未II1I>I’:二二::r1气^^矛气'"I1'I/I//,0,"i- ̄"?I■W1。?■■■I"?■■I■?■■■■IIr■"■,■■I?TTI"■,■■■■T""…■■■■<■I—|■|f,、,"?、,'、、'',—?■***?、々,*?*''>1Itii,,iii???〇?0,oi〇?r?,?lo,?II"?,o〇?〇trto)?-JC1greenfluorescence3-图.8SM306对MCF7细胞线粒体膜电位的影响Figure3.8EffectsofSM306onmhochondrialmembra打eotentialinp-7ceMCFlls.Aftertreatmentwhhndcatedconcentrat24htiiionsfordeached,ce-llswerestainedwithJC1andsubectedtoflowGometricana.PjelysisCCCat20iMwasusedasaositivecon化ol.|p3.4.2SM306对线粒体调亡信号通路相关蛋白水平的影响为了检测细胞线粒体受损是否引发Casase级联反应而诱导细胞发生调p亡,我们对相关蛋白水平进行Westernbloting检测,发现Caspase9被剪切活化,其活化形式口eavedCaspase9水平呈明显时间、剂量依赖性增加。由于Bc-l2家族蛋白对线粒体功能起着重要的调控作用t,我们对细胞内抗调蛋白Bc-2Bl及促调亡蛋白ax水平也做了检测,发现经SM306处理后促调亡axM306明显下调了-蛋白B水平升高,而S抗调亡蛋白Bd2水平。同时,磯酸化的Akt(Ser473和Thr308)水平也呈时间、剂量依赖性的下调,而Akt原形的水平却无明显变化(图3.9)。23
北京协和医学院硕±研巧生毕业论文48h35Mm ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄SM306CTL20^卿MCTL12243648li?Casa化9pCleavedCasasemam9pB-?^一一—cl2?由?IB—*axIHMmm、r;8"-〇一-,…一一Akt^舍?一p^"4。《■■■??■■■?■_AktPAkt^liP^1^mtmI-actionP图3.9SM306对潤亡相关蛋白水平的影响*MFre3.9巨tof306on6ofatssotiguffecsS化levelspoposiasciaedroteinsinp-7ces.er306eamenttecestesreermedwithMCFllAftSMtrthlllawerfo,ypWesternblottinanalsisusinsecificantibodiesaai打StCasase9Cleavedgygpgp,sae9B-2BaxAkt--CapsclandAktThr308andSer473resectivel.actin,,,p(),pyPwasservedasaloadingcontrol.3.5SM306制Raf抑/MEK/ERK信号通略越来越多的研究表明,在肿瘤细胞中,民af/MEK/ERK信号通路会发生异常活化,而阻断这条通路可从诱导细胞走向调亡为了研巧SM306是否会参与调控民af/MEK/ERK信号通路,我们对该信号通路相关蛋白水平进行检测。Westernblotting实验结果显示,磯酸化的ERK1/2蛋白水平呈时间和剂量依赖性的降低,同时作为ERK1/2上游主耍的调控蛋白,磯酸化蛋白-c-Raf水平也明显发生下调民afM306诱/MEK/ERK信号通路参与p,提示S-73导的MCF细胞调亡(图.10)。435nM ̄^ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄SM306CTL2030354〇712243648TiMCTL,?P-ERK巧sm^I義麵IItIP-c-Raf?9ig?藝?麵一I|-actionP24
北京协和医学院硕:t:研究生毕业论文-MEK31图.0SM306对MCF7细胞Raf//ERK信号通路相关蛋白水平的影响图3.10EfedsofSM306onthelevelsofRaf/MEK/ERKpathwayasoca-sitedroteinsinMCF7cells.AfterSM306treatmentthecelllysateswerep,subec-tedt;oWesternblotinanalsisusintheindicatedantibodies.3acti打wasjgyg(servedasaloadincontrol.g4讨论’200一1年版中国药典部规定:升麻为毛貴科植物大H叶升麻0>mc诉片er幻c/eZ/o化XKom.,兴安升麻CZ/K切/"护I沈抓Wco(Turcz.)Maxim.或升麻G’rac矿Mga/oe化/aL.的干燥根茎。升麻传统上有抗炎、抗镇痛、退热等作用WI。前期研巧表明升麻干燥根茎中含有大量的环渡萝蜜烧型H荫类化合物43。此类化合物为升麻植物的特征性成分,同时己有相关研究表明此类化合ws一wi物在体内外对多种肿瘤细胞均展现出定的增殖抑制活性。然而,前人的研究大多集中在对此类化合物的分离和结构鉴定方面,而不是对其生物活一-性进行深入研巧19环泼萝蜜焼型。本课题姐前期从升麻中分离得到系列9,一SM306H捣类化合物。对具,其中包括个新化合物有细胞毒作用的这类化一合物结构分析显示C-3位连接个糖配体,使化合物局部极性增加;连接于D环的侧链多出现商度氧化W增加脂溶性,从而有利于化合物透过生物细胞49tl膜而发挥细胞毒作用。对SM306化合物的体外细胞毒性筛选发现,该化-7合物对MCF、HepG2、HepG2/ADMW及HELA细胞均显示出较好的的増一殖抑制活性SM306能对MCF-7细胞的増殖,而且克隆形成实验进步表明起到长期抑制作用-。同时,其对人正常乳腺上皮细胞MCF10A处理48h的IC50值明显高于上述肿瘤细胞,提示该化合物具有发展成为抗肿瘤先导化合物的潜力。。大量的参考文献表明,细胞周期失调是人类产生癌症的主要特征肿瘤细胞中多积累了大量的突变,有坚突变使得肿瘤细胞组成性分泌促有丝分裂DP’W信号,而对抗有丝分裂信号的应答则产生缺陷,导致细胞无限制的増殖。另外,肿瘤细胞内存在的基因不稳定性1^^及染色体不稳定性加重了肿瘤细胞29P’1的恶化程度并使其积累了更多可遗传的突变表型。由细胞周期对细胞増殖的调控主要受细胞周期备时相的检验点(浊eckpoints)控制。这些检验点主要对细胞周期中DNA的合成及染色体的分离等过程的缺陷进行检测,检验点的激活能够调节细胞周期蛋白依赖性蛋白激酶(CDK)的活性,进而诱stw导细胞周期阻滞。细胞周期发生阻滞时,细胞会启动相应的修复系统,从25
北京协和医学院硕±研巧生毕业论文而阻止细胞把DNA损伤等缺陷传递到子细胞中。其中,DNA损伤检验点能一够保护细胞免受来自内源或外源性的具有基因毒试剂的危害,如些化学试剂、离子福射、细胞内物质或者药物代谢的副产品等,这些物质大多引起遗PS1DNA发生传物质发生各种改变。如果由于过度损伤或者与细胞周期检验点或者DNA修复机制相关的基因发生突变,则细胞会启动相应的调亡程序而走向死亡,或者DNA损伤的大量积累使得细胞获得新的遗传信息而产生致瘤性。在哺乳动物细胞周期调控中,G2/M期阻滞的发生较普遍,其中CDK1蛋白与B型周期蛋白形成的复合物活性是引发细胞由细胞分裂间期到分裂cc-cc期进程所必须的。CDK1优先跟ylinB1和cyclinB2结合,CDKlylinB复合物能从多方面发挥作用调控细胞由G2期向M期转变,事实上,研究发现在哺乳动物细胞中该复合物能够磯酸化70多种蛋白质,其作用的底物涉-及到多种生物学过程、HMGI蛋白等)、,如染色质的浓缩(憐酸化组蛋白核膜的解体(憐酸化各种核纤层蛋白、核纤层蛋白B的受体[^及核孔复合体口6]等),其它的作用底物包括微管结合蛋白如胞质动力蛋白、map旧等。CDKI的活性可受到Weel及Mytl激酶的调控,Weel和Mytl激酶通过磯酸化CDK1上Tyrl5和Thrl4位点的氨基酸残基而抑制CDK1的活性,并通过cdc25C等磯酸酶使相应位点去磯酸化而被激活-,同时,CDK1的T环上一r1-有保守的苏氨酸孔l6可被磯酸化而对CDKlcyclinB复合物的活性起P71SM正调控作用。我们首先对细胞进斤PI单染,通过流式细胞仪检测经306处理的细胞周期变化,结果表明SM306能够促使G2/M期所占的细胞比例呈一剂量依赖性増加。进步通过Westernbloting检测发现经SM306处理细胞^后cyclinBl蛋白水平发生下调,Thr位点憐酸化的CDK1水平也明显被抑-cc/制,说明CDKlylinB复合物失瓶导致细胞阻滞在G2M期,退出了有一丝分裂-。但对于CDK1巧ClinB复合物的相关底物是否发生失活还需要进步验证。一细胞调亡是种程序性死亡的方式,是细胞用于控制其増殖及针对细胞一DNA损伤做出应答的机制之。大量研巧表明,肿瘤细胞调亡通路的激活58[]SM306能够有效地抑制癌症的发展和恶化。我们的研究发现,经处理细胞后,Hoechst33258染色结果表明细胞核具有较明显的调亡特征,包括细胞核染色呈高亮状态、染色质发生凝集并边缘化,高浓度药物处理姐出现调亡-F小体等现象。同时,我们对药物处理的细胞进行AimexinVITC和PI双染色,通过流式细胞仪检测发现SM306能够引起细胞的早期和晚期调亡率发生显著増加,我们,且呈剂量依赖性。PARP的剪切是细胞调亡的重要指标26
北京协和医学院硕上-研巧生毕业论文通过Westernbloting检测PARP蛋白水平的变化发现SM306能够诱导-ARP蛋白-MCF7细胞内P发生剪切活化。上述结果说明SM306诱导MCF7细胞发生调亡。细胞在受到内外界因素刺激时会后动调亡程序,与调亡相关的信号通路比较复杂并涉及到多种类型的调节蛋白,调亡机制主要包括内源性和外源性调亡信号通路。外源性调亡信号通路主要由Fas死亡受体介导,当死亡刺激信号存在时,Fas配体(FasL)与膜上的Fas结合形成FasLFas复合物,该复合物的激活促进其下游相关蛋白的活化,其中包括含有与Fas相关的死亡结构域蛋白及Caspase8和Caspase10等在有些细胞中Caspase8的激a一活可引起下游Cspase级联反应而引起细胞死亡,而在另些细胞中Caspase8可(^^刀割促调立蛋白Bit导致线粒体中细胞色素C的释放进而诱导细胞c-调亡l2家。内源性调亡信号通路主要由B族蛋白介导细胞线粒体外膜通透性的改变af-asase,细胞色素C释放入胞浆与Ap1结合,Cp9被剪切活化并w一tiasase-进步激活Cp3,最终引起细胞调亡。Bcl2家族蛋白由促调t:蛋白--ax-如B、Bak、BclXs和Bid等和抗调亡蛋白如Bcl2、BclXL等构成,其fWc-生物学效应主要依赖Bl2和Bax蛋白之间的平衡。我们前期^通过线粒体膜电位检测发现SM306能够引起MCF-7细胞线粒体膜通透性发生改t蛋白Bc-Casase9l2亡蛋白变,p被剪切活化,同时抗调水平下调,促调Bax水平升商。房中则等在研巧环燕萝蜜烧型兰巧类化合物抗肿瘤活性时也MCF-7细胞发生*发现该类化合物能诱导线粒体介导的细胞涧亡,田泽等研Ps,48l究表明该类化合物能诱导其它类型的肿瘤细胞发生调亡。这些研究与我们的研究结果一致,提示该类化合物对肿瘤细胞的调亡诱导作用与轴胞类型无关。丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶Akt也称作蛋白激酶B(PKB),主要介导由生长因子、细胞因子及其它细胞外刺激引起的胞内下游信号传导,Akt的异常失活或者激活常发现于多种复杂的疾病中如2-型糖尿病及癌症等,其在调节细胞生长、细胞代谢及细胞迁移等方面扮演者重要角色、増殖、血管增生Akt蛋白被广泛做为抗癌药物的作用觀点,Akt激活能够直接磯酸化促调亡ader--蛋白B的Si%位点,该磯酸化位点有利于Bad与1433蛋白结合使得Bad从下游祀蛋白复合物中解离而失活同时Akt可通过调节转录因子FOXO和p53的活性而抑制Bad的表达,P且滞Bad介导的细胞调亡。Akt激3Bc-活也可W磯酸化说K蛋白,进而调节l2家族蛋白的生物活性,通过抑制Caspase9的活化抑制细胞调亡。同时,Kandel等喃究表明Akt能通过直接磯酸化DNA损伤检验点相关激酶Chkl巧er280)而抑制检验点的功能,27
北京协和医学院硕古研究生毕业论文导致即使在DNA受损的情况下Akt的活化同样能够促使细胞从G2期向MMtl期转化。基于上述我们对SM306诱导的细胞G2/M阻滞及线粒体途径的调亡,我们推测Akt蛋白有可能参与SM306诱导的细胞调t:。我们的实验结果显示Akt蛋白两种活化形式(Thr308和Ser473)的水平均发生了下调,而其原形的水平无明显变化。然而,我们的数据只是盈示了SM306处理细一胞能使Akt蛋白失活,其失活在SM306诱导的细胞调亡中的作巧还需进步的实验验证和探讨。相关报道表明Raf/MEK/巨RK信号通路能够介导细胞外信号从生长因子W2l受体传递至转录因子J。ChanF(^l控制细胞的生存和增殖g等的研究表明RafiMEK/ERK信号通路相关蛋白尤其是艮af蛋白能够调节细胞周期相关蛋Mtl白如Cdks、cyclins及p21Cipl等的活性,从而调控细胞周期的进程。Raf/MEK/ERK信号通路也-Jaf可l^l直接调控细胞调亡,其中Rl蛋白的活化67[]在Akt依赖的抗调亡效应中扮演者重要角色。Akt的活化激活了Raf-1并af-ad使其转位至线粒体膜,线粒体上的R1通过磯酸化B,从而抑制了Bad68t的促调亡功能,MiroslawMajewski等媛现在Akt组成性表达的32DcB晉-髓前体细胞中,通过加入上游抑制剂W抑制Raf1的激活可W明显促进因生长因子缺失而引起的细胞调t。同时,ERK1/2蛋白是细胞促存活信号通路fW相关蛋白,通过抑制ERK1/2的活性有助于细胞走向澗亡。我们的实验结f-果显示ERK1/2及Ra1蛋白的憐酸化水平巧下调,提示SM306诱导的细胞民af/MEK/ERKRaf-发生调亡可能与信号通路相关,而对于1的失活是否与SM306抑制Akt的活性有关,及在SM306诱导的细胞洞亡中Akt是否参af一与调控R/MEK/ERK信号通路相关蛋白等问题还有待于进步的研巧。综合上述实验结果一,我们从升麻中分离得到种新环藻萝蜜烧型呈跑类化合物SM306-,首次发现SM306能够在体外显著抑制乳腺癌细胞MCF7的增殖,并初步阐明了其作用机制。SM306通过调节cycIinBl及CDK1的活性阻滞细胞周期于G2/M期,线粒体内源性途径及Akt的磯酸化介导细胞调亡发生,并首次闻述了RafiMEK/ERK信号通路在SM306诱导的细胞调t:中的作用。这些均为SM306发展成为治疗乳腺癌的先导化合物提供理论依据。28
北京协和医学院硕±研究生毕业论文第二章升麻中环渡萝蜜焼型兰賴类化合物SM308诱导HepG2/ADM细胞自儀流损伤及调t:的机制研巧:1前言1.1白嘘1.1.1自晚的定义及分类口自莖(a山ophagy)是指施浆中的物质包裹受损的细胞器等被输送至溶酶体而发生降解的生物学过程。自唆主要包括H种类型:巨自幢(macroautoha)、微自帷(mcroautoha)pgyipgy和分子伴侣介导的自隨(cha-peroneme出atedautophagy)。分子伴侣介导的自嗤指胞浆中的蛋白质通过直接跨溶酶体膜而进入溶酶体内一,被溶酶体的酸性水解酶降解,缴^过程的完成需要伴侣蛋白帮助待降解蛋白去折叠一;微自随则是部分胞浆成分借助溶酶体膜的向内凹陷,从而进入溶酶体腔内完成降解过程;巨自随即常说""的自晚则是研巧最广泛最深入的一种自趨形式。从醇母到哺乳动物细胞,自礎过程都比较保守,该过程均由^种特殊的细胞器即自嘘体介导一。在自隨诱发阶段,从个小的囊状结构即隔离膜开始,通过隔离膜的延伸一,包围着部分胞浆成分最终形成完整的双层臟吉构,即一形成自帷体(autophagosome);自隨体进行系列的成熟过程,包括与内含体或者溶酶体融合,其中自噓体与内涵体融合形成ampMsome,autophagosome和amphisome与溶酶体融合形成自睡溶酶体(autolysosome),一将包裹的物质成分与自嗤体内层膜同被溶酶体中的水解酶水解,水解产生的氨基酸及其他小分子释放入胞浆供机体再利用。具体的自隨过程如图1.1。我们常用自嗟泡(autophagicvacuoles)来代指autophagosome、amphisome和autolysosome。在电镜下,自喧泡可看成是内含有胞浆成分或者细胞器(如核糖体、内质网和线粒体等)的由膜泡组成的结构,;从形态方面自隨泡可一进步被分成早期/起始型自嘘泡(earlorinnitialautoaicvacuolesAVi)yphg,和晚期/降解型自隨泡(lateordegradativeautophagicvacuoles,AVd),AVi中主要包含形态上完整的胞浆成分或者细胞器,而AVd主要包含己经部分降解的胞浆组分。实际上,自喔体及自随体与内含体融合但未开始降解的结构29
北京协和医学院硕上‘研究生毕业论文均称为AVi,autolsosome和amhiAVd。d而:ypsome则成为并且有研究表明AV721富含溶酶体相关蛋白及酶成分,而AVi中溶酶体相关成分的含量则较低。EndosomalMu巧ivesicularLysosomeveslices色ndosom污。。。@◎PhaohoreAuohasometososomegptpgoAmphisomeAulyIsolationEarl/init/yialLatedegradativeAVdmembraneautophagicvacuoleautophagicvacuoleAViAVd()()图1.1哺乳动物细胞中自唆体的形成及成熟过程(Autoha200511:pgy,,()-110.)1丄2自礎相关蚕白自隨的执行过程涉及到一系列进化上保守的基因产物,如A巧蛋白,这些蛋白是隔离膜及自嗤体的形成所必需的(关键性蛋12白及其功能如图.所示)。自唆体的形成过程主要包括两个步驟:成核阶段及隔离膜的延伸阶段。其中,化K/Atlg激酶复合物,自幢特异性的PDk复合物,PI3P效应蛋白()及其相关蛋白是成核阶段所必须的,然而,Atgl2及LC3/A巧8相关复合物则参与到隔离膜的延伸过程。除此之外,自嗤发生过程中还涉及到自随体与溶酶体融合、溶酶体的酸化、溶酶体的降解等相关蛋白的调节。并且研巧发现,在哺乳动物细胞中大多数A巧蛋白定位在隔离膜上(如ULK1/2、Atgl3、FIP200、AtglOl、Beclinl、Atgl4、LC3、Atgl2W及Atgl6Ll等)tni而非完整的自唆体。到目前为止,己知只有微管相关蛋白轻链3(LC3,酵母中Atg8的同源物)存在于自唆体膜上,因此,该蛋白被广泛用做自隨体的标记分子。随着自嗤过程中相关蛋白的发现与鉴定,使得对自嗤的检测及有针对性地调控自礎(如敲除或敲低自嗤相关基因,抑制自喧相关蛋白表达)的发生成为可能。30
北京协和医学院硕丄--硏巧生平业论文Nudea^ionS鮮MammalianProteinYeastOittdoFeaturegULK/Algloompka^ULK1.U1K2ASgl柏rteinIdnase.hoat々r4atedb巧T朋C,pp>yAig。公9。巧。horie巧tdbnVT(成C,啤yyR-P2议eaforJ<!y2BndAi!S街出lHg3-Aigldln;efacSswichAt巧g-A17.2&.31interaf^svtithA£13^gi*C-伽CO讯ptexs-l齡阳PI3Vp634Vp34P巧kinaseroaepJSOVps巧K^^fldy&e<^1VpaSKVAtBH3-onfre^sfej.k^adsBcl-2辦ypA14a-sec折。sHn巧lgl4Alg巧hiijgyprnfa—nemaAbvednl1,^?偷‘Bi1s-^sfiAtn:^KwAngi2lle?aati^18iai^yAransm?mbfanef〇g*stfST^gp-1-nnsWinrKefPft4A^8I^^Pbdigip-巧-raDFGP1阁户3^<ted|地巧说p-TVMP1ransmemrteintaneK〇¥曰ongaconS化p*-con1uanssem1巧UbAtg2^tAI92Ati^n^ikeco<巧的tojgygq,^gA.mel?A7£keenzg^1liyAlg记AlglO技嘶8enzymeAtgSAtgSConuatedbAjgy巧。AtgtfiLlAtgl6Homodvriietr.HeractewithAigS*2---tt.APuraituLC3/AgSconu9aiQnasfifnlC3GATE16G^^ilAict8Ubiqnke.conatestoiy()jgi*-^mwnjmA!ijirting4A0Ai於LC3/Ag3Cah^otase,decogee^a/A-meJ?A^7£aenzg1IkylW-化0enzmA游g3巧yse20-图1.2参与哺乳动物自嗟形成的关键性蛋白(Cll101403:313326.,,())1.1.3细胞自嗟活性的检测1丄3.1自儀体数量的撞测:该法是最传统的检测自嗤发生的方法。事实上透射电镜法,哺乳动物的自唆现象最早是在利用透射电镜观察溶酶体的时候被发现的,在超微结构水平上,我们可清楚地看到由双层膜包裹的内含未降解的胞浆组分的自唆一些细胞器结构体,在自隨体中常发现,如线粒体、内质网碎片等。这种方法能够较直接、方便地辨别出自幢体,然而却很难从胞内所有膜性结构中辨别出自嗟溶酶体。自嗟溶酶体源于自隨体与溶酶体的融合,具有双层膜结构,并且内含有处在不同降解阶段的胞浆组分。在早期降解阶段,仍能较容易地辨认出其中的内容物来源于胞浆成分,但如果降解进展得过快,我们就很难辨认出其内容物的来源,更重要的是,透射电镜很难把自嗟溶酶体与细胞内吞产生的膜性结构区分开,因此,透射电镜虽然是观察自随体的有为工具,74但其在与自隨相关的功能性研巧方面存在着自身的局限性[1巧光显微镜法:哺郭动物细胞自隨相关蛋白LC3作为自隨体的标志分子,其在体内存在多种形式。初级LC3合成后经Atg4等蛋白在其C末端处一---理后转变为胞浆型LC3ILC3I3II,,会与PE结合转变为膜型LC后者专性地与自隨体内外膜结合,并在自隨体与溶酶体融合后被降解而存在较低浓3-度的LC含量,可LC3融合蛋白在细胞。因此W通过巧光显微镜观察畑P-中的定位来观察自唆体,其中弥散在胞浆中的巧光为LC3I型蛋白,而较强31
北京协和医学院硕±研究生毕业论文一-的点状英光为LC3II型蛋白即自嗤体。但是该方法本身也存在定的漏洞;虽然自隨的激活可W引起点状巧光数目的增加,但即使细胞处在正常状态一。下,细胞内也会出现定数量的点状巧光,即细胞本底水平的自隨esternLC-I生化检测法;最常用的生化检测法是利用Wbio扣ng检测3型-向LC3-II型的转变。在聚丙締醜胺凝胶电泳中,虽然LC3II的实际分子量-Wes大于LC3I的分子量,但前者的极端亲水性使其移动得较化通过tern75t1-bloting对LC3II型进行半定量分析即可反映自幢体的数量。然而,研究-表明并不是所有的LC3-CII型都定位在自噓体膜上,并且有壁L3II型的产生似乎不依赖于自幢的发生,比如Matsui等在Beclin1缺失的胚胎干细胞中、RNAi介导的Beclin1、Atgl3、Atgl4及Vps34等蛋白表达被抑制的细胞中76’77t均检测到了LC3-lII型的表达L1.3.2自隨流的检测事实上,在任意时刻自隨体的数量仅是用于衡量自嗟体的产生与自礎体-、C后续与溶酶体融合降解的动态平衡,换言之,蛋白L3II最终在自幢溶酶一--体中被降解3II。因此,LC3II表达的增加并不定表明自幢被激活,LC表:自随的激活达的增加可W源于两种相反的情况,自隧的下游反应被阻止(如溶酶体与自隨体的强合被抑制或者自隨溶酶体中内容物的降解受抑制)。因此,有必要采取相应的方法对本底水平的自懂、自唆的诱导激活、自晦上游""及下游反应的抑制等这几种现象进行区分。自幢流(autophagicflux)可用一于监测自唆体形成、自罐性底物至溶酶体的运转及自唆底物的降解等系列动态过程(如图1.3),与检测自隆体的数量相比,自睡流的检测是用于评估S79P’3自隨活性较准确可靠的方法。32
北京协和医学院硕上研究生毕业论文A绞巧度粉!me公;位々。曲"电》〇众I—……*tmAP?心-!.、arA^-rV!mi?一■^r…LUX;知龄‘Vj孩分化criontB-sa,獲I咨tfvat私次巧《,a好巧mcHt)fytMAf*A4.— ̄—學巧'爱叩冷^rT—laPWUMSBER—-'?*、mAFalflux/:^r…■建^?—丫手个下言爭和嚇C这U口pr&々巧1〇灼巧tupstrA巧m寒t々供々右sn3*tor>了沒。"。。记。?》《*巧,jH#i*%9味〇来巧?》W'GmbWhfjjAXF_#IMAPIUXiIIL4:^.4:0忌LtppreAslon公1d包wn色ijneAmSt々吟备m公*>m9n?.jrt〇p^>at留oii!yso?of(々gmow知oIMA¥?Ai.成XV.’ ̄" ̄?、:SHJi方忌r[|'—■■--J舍‘#-i子ItI4I’妨。':-一.,妹 ̄。佛.-^ ̄。础?町*。(投jjgy9&uTwTx邮ac^c削松ih*>^、;0,秘APA*g、^a;^AC成。y*—jj-13Cell20101403:313326图.自唆的发生过程(。,,()LC3翻转实验检测LC3的翻转是目前用于检测自嗤流的主要方法,3-该实验方法主要依据LCII蛋白在自唆溶酶体中的降解来判断自隨流的强度。首先使用溶酶体功能抑制剂(如抑制溶酶体酸化或抑制自隨体与溶酶体的融合:氯化较、氯哇、己佛罗霉素等,抑制溶酶体酶的活性如E64d及ett--ppsainA),LC3II的降解则受到抑制,导致LC3II的大量聚集。在存在和-不存在溶酶体功能抑制剂预处理的情况下,通过比较各处理样品之间LC3II表达量的差异,,即可判断各处理样品自唆流的强度。例如在非饥饿状态下3-II经氯哇预处理的细胞与未经其预处理的细胞相比,其LC水平是増加的,-然而,在饥饿状态下LC3II水平増加的强度要比非饥饿状态下大很多,这说明在饥饿状态下,细胞的自晦流水平是増强的-II检测LC3及选择幢底物的降解在自曠被激活的巧期阶段,细胞形-成大量的自喔体,因而LC3II水平是增加的,但随着自隨激活的延长(如饥2-,3II饿超过个小时)自喔体与溶酶体发生融合,自隨体内外膜上的LC被溶酶体酶降解导致LC3-II。比如蛋白水平降低,在长期处于饥饿状态的细胞-内,通过流式细胞仪检测GFP信号发现胞浆中W及细胞核中的GFPLC3信号均明显降低。因此可通过蛋白免疫印迹分析或者流式细胞术分析对细胞中的LC3水平进行相对定量,依据LC3水平与自唆流水平负相关进而判断自嗤流的强度。此外,通过检测其它自嗟相关底物的水平也常用于检测自嗤流,62。62p蛋白是其中研究最多的底物蛋白在自晦发生过程中,p蛋白通过直33
北京协和医学院硕±研巧生毕业论文接结合LC3被选择性地包裹进入自隆体,最终被有效地降解。因此,细胞内p62总蛋白水平与自巡流水平负相关,该检测方法的应用似乎更具有普遍性,但是对于P拍蛋白是否只通过自晦途径降解-,或者部分通过泛素蛋白酶体降一83’心3解途径完成降解,还需要进步研究。检测mRFP-GFP-LC3转运及降解该检测方法主要依据溶酶体能使标签蛋白GFP-LC3中GFP的巧光信号发生巧灭。GFP可在细胞中稳定表达并对溶酶体酶有一定抗性,但是溶酶体中较低的pH环境能使其巧光信号发生一FP-LC3至溶酶体的转运巧灭而较难用于追踪G。而另种红色巧光蛋白如RFP-、mCherrmRFPLC3y在溶酶体酸性环境下能发出较稳定的羡光,因此融合蛋白的紅色巧光信号可W较容易地在自隨溶酶体中检测到。利用这两种--巧光蛋白的不同特性,Kimura等设计了含有mRFPGFPLC3串联结构的质粒,通过转染这种质粒,自晚体因其中的mRFP及GFP都比较稳定而发出黄色巧光,自噓溶酶体则因其GFP会被巧灭而发出红色焚光。因此,如果细胞自隨流增强,点状的黄色及红色英光数量应同时增加,如果自随体与溶酶体的融合受阻,则只有黄色巧光的点数増加,依次来判断自嗤流强度的变化-8486[]〇GFP-LC3裂解实验虽然在溶酶体的酸性环境中,GFP的蒙光信号会巧灭-,但通过蛋白免疫印迹法仍能将测到GFP蛋白,GFPLC3融合蛋白随自帷体转运至溶酶体后会被部分降解而产生游离的GFP片段,GFP片段较融合蛋白更能稳定地存在于自隨溶酶体中。因此i,可利用Westernblotng技术及抗GFP蛋白的抗体对自幢溶酶体中游离的GFP片段进行检测,从而间接地反映细胞自隨流的强度。然而,现阶段该方法主要用于对醇母细胞(表达GFP-Atg8融合蛋白)自旌流进行检测,在哺现动物细胞上的应用还受到88一7定限制t’W。检测长寿命蛋白的降解通过检测长寿命蛋白质的降解来检测自隨流的方法于1970年发展而来,是最传统的检测自随流的方法。首先,使细胞处于含有同位素标记通常为14C或者3H标记的鄉氨酸或亮氨酸的氨基酸()中持续培养(数小时至几天),用W标记细胞内的长寿命蛋白,接着用不含同位素标记的氨基酸脖育细胞一段时间W清洗掉被放射性同位素标记的短寿命蛋白质,这些短寿命蛋白质主要通过蛋白酶体降解。用自隨激活剂处理细胞后,通过检测细胞上清液中释放的己降解蛋白质的放射活性,来反应细胞自尴流活性。为了确保检测到的已降解蛋白来源于自嘘性的降解,通常在--MA有无自唆抑制剂(如3me化ladenine3)存在的前,比较y,提下样品之间其蛋白降解率的差异,用W评价由自隆引起的长寿命蛋白的降解。34
北京协和医学院硕±研巧生毕业论文12.自嗟相关信号通路从酵母到哺乳动物细胞,mTOR蛋白(Themammaliantargetofrapamycin)是典型的自嗦负调控因子。饥饿条件下,mTO民的活性被抑制,激活了自幢相关蛋白如Atgl3、ULK1及ULK2的表达,从而诱导自唆的发生。针对通过mTO艮介导的细胞自隆相关信号通路,现总结如下:膜岛素样生长因子与膜岛素样生长因子受体(IGH巧结合是调节一mTOR活性最重要的信号通路之。相关信号通过受体本身的酪氨酸激酶活I性激活下游效应蛋白,如膀岛素受体底物RS1及化S2,后者通过激活Akt抑制TSC1/TS巧复合物的活化TSC1/TSC2复合物又对mTO民蛋白起到负性调控的作用。通过这种方式,膜岛素样生长因子受体IGF1mTO民(巧激活而抑制自噓的发生。相反,当外界营养不充足时,该通路可诱导自随的发生。抑癌基因p53在多种癌症中均存在突变现象,其可W通过mTOR相关信号通路正性或负性调节自礎的活性。外界刺激因素能够激活胞内p53的表达并增加其稳定性,p53通过激活AMPK诱导自尴,同时可上调蛋白PTEN(磯酸酶及张力蛋白同源蛋白)的表达,PTEN通过负性调节Akt及TSCI一em的活性而激活自随。另方面,Fling等研究表明通过遗传或化学手段抑990^,制p53的活性也可1^|诱导细胞发生自懂1在极端饥饿的条件下,GTPase通过影响mTO民在溶酶体中的定位起到调节mTOR活性的作用。营养缺乏时,mTORCl复合物与溶酶体分离,使得mTOR活性受到抑制,但是mTORCl复合物仍与溶酶体保持1系,紧密围绕在溶酶体周围的微管组织中也(MTOC)促使溶酶体向自隨体方向移动,并增强自跑体与溶酶体的融合;当细胞重新获得营养时,溶酶体及相关联的mTORC一l复合物移向细胞膜,这过程是实现raTORCl复合物的激活进而PU降低自隨体的形成所必须的步骤。在饥饿条件下,细胞中腺昔单磯酸激活蛋白激酶(adenosinehoha-monopspteactivatedproteinkinaseAMPK)同样可W通过负性调节,mTORCl复合物的活性诱导自晦的发生。细胞处于饥饿状态时,AMP/ATP的比值升高促使LKB1激活胞内腺巧单憐酸激活蛋白激酶活性,进而调控PSlmTORCl复合物的活性。同时,有报道表明转录生长因子P激活激酶--(-AMPKtransforminrowthfactorbactivatedkinase1TAK1)也酶gg,属于激3一[9]的种。但对于AMPK的激巧是否足W激活细胞自隨,或者还需要独立一点目前还不清楚于该信号之外的其它信号参与激活自尴,这。mTOR非依赖的相关信号通路总结如下:35
北京协和医学院硕±研巧生毕业论文肌醇单磯酸酶(IMPase)介导mTOR非依赖的自唆信号通路,肌醇单憐酸酶能催化膜上的PIP2成分而产生IP3。IP3作为第二信使可W负性调控自隆的活性,具体机制可|^^概括为:首先,1口3与內质网膜上的1?3受体结合,促使巧离子从内质网腔中释放入胞浆,胞浆中的巧离子激活Calpain家族蛋白酶的活性,后者不仅可W直接抑制自嗤,还可W通过切割并活化G蛋白中而间接地抑制自礎的发生一的Gsa,产生大量的Camp,从。临床上些治巧神经性疾病的药物如氯化裡IP3的产、卡马西平及丙戊酸盐等即是通过抑制生而促进自隨的发生,达到治疗该类疾病的目的。同时,Vicencio等研究表IP3>Becn1明受体也可^1与li结合,通过抑制自唆体的形成阶段而抑制自唾的发生。然而,IP3也可^^通过其它机制激活自赌,如胞浆内较低的IP3水平降低了巧离子由内质网腔流入线粒体中的量一,这在定程度上损伤了线粒体的呼吸作用,使线粒体产能作用受到影响,从而通过AMPK途径介导线粒体自唆的发生PERK、IRE1据报道在哺现动物细胞中,W及胞浆中巧离子浓度的增加均参与到由内质网应激(ERstress)引起的自隨过程中。胞浆中大量错误折叠蛋白的聚集W及蛋白酶体活性的降低使得内质网腔中大量积累错误折藝及未折叠的蛋白,最终引起内质网应激反应。Kouroku等研究表明,在鼠胚胎肿瘤细胞及鼠胚胎成纤维细胞中,内质网应激反应能够上调Atgl2蛋白的-表这3ILC3-IILC3、促进LC型向型的转换及增加细胞中呈阳性的囊膜的数量,从而诱导自晚发生。Kouroku等通过分子生物学手段下调PERK的表达W及对PERK下游範蛋白eIF2a的磯酸化位点进行突变,观察其鼠细胞内自隨水平的变化-ea,结果显示PERKIF2信号通路是细胞自随过程中Atgl2蛋白的表达上调及LC3的转换所必须的-eF2a信号通路把,即PERKI内质网一应激与自幢联系在起。与上述结果相反,Imaizumi及其合作者的研究结果--显示IRE1TRAF2JNKPERK通,在内质网应激反应中信号通路而非路是鼠胚胎成纤维细胞中自路发生所必须的一种通路介。可W看出,不管是上述哪导内质网应激引起的自隨,其理论依据都是通过抑制相关通路而观察细胞自隧体数量的减少,但是如果想真正确定这两条通路在内质网应激引起的自嗤中的作用,还需要在自晚功能层面上进行评估,如对自嗤体的成熟阶段及胞97’内长寿命蛋白的降解等进行分析I一活性氧自由基(ROS)是类能够氧化蛋白、脂类及DNA的具有较高活性的小分子,作为信号分子,ROS能够调节待氧化靴物质的生物活性。越来越多的数据表明艮0S在自隨激活中的必要作用,但其具体的激活机制还不完全清楚。由于线粒体是ROS的主要来源,作为清除民OS的主要手段,36
北京协和医学院硕±研究生毕业论文线粒体自隨的激活己经成为研究的重点。民0S主嬰碰过转录及转录后水平对自隨进行调节。在缺氧情况下,缺氧诱导因子(HIF1)被激活,从而引起BNIP3NIX的Bec1B-2B转录lincl,eclin及,其蛋白产物能与竞争化地结合F0X031得到释放而促进自唾体的形成。同时,氧化应激能够激活转录因子及核因子NRF2,前者通过刺激LC3及BNIP3的转录而激活自旌,而后者能够上调P拍的表达,p62又可通过正反馈方式调节NRF2的转录,并在帮助swwi待降解蛋白转运至自隨体中起重要的调节作用。1.3自嗟损伤与疾病自噓发生的各个阶段的功能失调均可W引起自嗤损伤,这其中包括自嗟体的形成受抑制,自喧体与溶酶体无法融合,自蹈溶酶体内酶的功能活性存在缺陷等因素,。并且自赌发生的早期、晚期阶段受损对细胞内自幢相关的ie2Il’W囊泡的数量具有相反的影响;抑制自隨体的形成过程导致自隨性囊泡。数量的降低,而阻断自隨后期阶段的进程使得囊泡的数量极大地增加对后期自唆进程的阻断主耍表现在两个方面:阻断自嗤体与溶酶体的融合导致了细胞内自嗟体的积累,而存在缺陷的溶酶体酶活性导致仍含有未i解内容物的自略溶酶体的积累(如图1.4所示)。对于自隨流的损伤,其典型的特征类似于发生在自隨晩期阶段的受损现象一:异常的大型自趟性囊泡的积累。方一,,过多的囊泡之间发生面,损伤的自瞻流延长了这些囊泡的寿命另方面iWt融合,形成了比细胞核还大的膜结构并占据了大部分胞质空间。Normalau化pha扮,慕(做'柿謝'.iy师化巧lawnDefectiveautohapgy'’rnodfc巧?馈娩^拓巧?v乂C义奶《15!%.¥!的气护(^\泌巧余ai械灼沛eIj|:;可當瀉、?化錢巧'、絲/'务少;护料乂/兴V;么乃品沁I的?*雌鑽、髮發节喊邮化量輪。offisk泡of1声妨饥從!{)b化!獻。ofproU鸿ticwidh?litophaigosomesdegr这da巧oaoha20-图1.4自噓流损伤的两种主要机制(Autpgy1284:445544.),,()37
北京协和医学院硕±研巧生毕业论文越来越多的研究表明自隆损伤与各种疾病的发生有关。在脑組织中,错误折叠蛋白质的大量积累可,如[^1引起较普遍的神经退行性疾病阿尔茨海默症、帕金森症等,大量研巧表明在这些疾病模型中,其自嘘发生过程中的特定阶段存在缺陷。阿尔茨海默症为例,在患者退化的神经元中聚集着大量一的溶酶体相关的囊泡ADresenilin-lPSl生,进步研宛发现,相关蛋白p()发了突变-se至,导致了溶酶体内蛋白水解酶活巧失活(PS1通过转运vATPa溶酶体膜上而调控溶酶体的酸性),从而影响了蛋白质的稳态及神经元的功能。研巧发现,通过分子遗传学手段恢复溶酶体的功能后,AD鼠模型的病理状1W况及认知缺陷得到了明显改善。一t克罗恩病是种肠道炎症性疾病,研究发现由于自隧相关蛋白Agl6L的突变抑制了自隨体的形成,因而引起自幢受损,产生持续性的炎症反应。Dan一on病是种X连锁显性遗传性疾病,其病因主要是溶酶体膜相关蛋白LAMP-2-的突变引起,目前己经发现二十多个LAMP2基因突变位点。LAMP-2的突变抑制了自帷发生过程中由胞质动力蛋白介导的自旅体与溶酶、体的融合,导致了也肌骨骼肌等组织细胞内大量的自懂体沉积,最终引起也肌病变。同样在膜腺炎患者中,FortunatoF等也观察到较多且体积较大的自礎体的累积-2,实验结果表明,其机制也可能是LAMP蛋白表达水平的降低抑制自幢溶酶体的形成。也肌糖原沉积病(Pompe出sease)是由Pompe在9一132年提出,是种先天性疾病。该病是由糖原合成和分解代谢中所需的a-葡萄糖巧酶的缺陷引起,使得糖原无法分解成葡萄糖而累积在溶酶体中。另一方面,糖原的代谢受损导致了细胞内能量供应不足而激活细胞自隆。II型粘脂胆积症一(MucolipidosistypeII)是种致命的溶酶体储存障碍性疾病,---患者溶酶体相关酶N-乙醜基1憐酸转移酶(GlcNAchoshotransferasepp,间cNAc-PT基因发生突变),造成溶酶体的酸性水解酶无法进入溶酶体中而被""无法被降解分泌到细胞外,最终导致从自隨体运至溶酶体中的货物而积累在溶酶体中WWW。1.4研巧目的及意义原发性肝癌是我国常见的恶性肿瘤么一二位,居于恶性肿瘤死亡的第,由于肝癌早期缺乏典型的临床表现,发现时多处于中晚期。化疗作为中晚期的主要治疗手段其效果不佳,肿瘤细胞的多药耐药现象是化巧失败的主要原因,并且已经成为肝癌治巧成功与否的关键性限制因素。因此在天然产物中寻找低毒高效的抗癌耐药先导化合物己成为必然趋势。本课题主要对升麻来源的环疲萝蜜烧型H萌类化合物SM308进行抗肿瘤活性研究,重点阐述其38
北京协和医学院硕±研巧生毕业论文诱导肝癌耐药细胞HepG2/ADM细胞自隨流损伤和调亡的分子机制,旨在为化合物SM308发展成为抗肝癌候选新药提供理论依据。2实验材稱与方法2.1实验材料2.1.1细胞株人肝癌耐药型细胞株(HepG2/ADM)由香港中文大学冯国培教授赠予。2.1.2药品及试剂SM308由香港理工大学深圳研究院刘落稽硕±提供(图2.1),其纯度为°98%DMSO25mM-20,将其溶于并配置成母液浓度为,于C保存备用。II.0OAc\hIOH'余2--------图.1SM308结构250乙醜基78去氮升麻醇30D邮喃木糖昔(,P)MDC、BAFA1和LY294002购于美国Sigma公司Rapamycin购于广州市齐云生物技术有限公司(进口分装)D-BSA于Q贝勾LifeTechnologies公司泛Caspase抑制剂和Caspase8抑制剂购于上海碧云天生物研究所lofectamnevienipi2000赌于美国虹trog公司AktsiRNA试剂盒购于上海吉玛公司Westernbloting中所用抗体见表2.1其它药品一、抗体及试剂同第章39
北京协和医学院硕止研究生毕化论文表2.1本研究所用抗体清单巧I—^;nii———a—LC3Rabbit4108CST(Bev针1乂MA,USA)Beclin1Rabbit3495CSTeverlMAUSA巧y,,)5RabbtNB-Atil1053818Novus(Little化nCOUS八)g,,Ra-bbitNBP148320NovusCUttetonCOUSA)p62l,,Caspase3Rabbit9662CST(Beverly,MA,USA)CleavedCaspase3Rabbit9664CST(Beverly,MA,USA)PISKinasep11OaRabbit4255CSTBeverly,MAUSA(,)2448-mTO民SerRabbMAit2971CSTeverlUSAp()巧y,,)-70s6kRabbTMAit9234everlUSAppCS巧y,,)2丄3实验仪器透射电镜(PHILIPSTECNAI)购于荷兰飞利浦公司激光扫描共聚焦显微镜化SM510)购于德国CarlZeissJena公司2丄4主要试剂配置方法1MDC溶液)一称取定量的MDC粉末溶于DMSO溶液中,混匀,使其终浓度为50mM,于4化避光保存备用。2BAFAr溶液)一称取定量的BAFA1粉末溶于DMSO溶液中,混匀,使其终浓度为100mM,于4%避光保存备用。3DQ-BSA溶液)一取瓶己分装的D-BSA粉末(mmLPBS溶Q1g),溶于1液中,超声充分溶解,/mL。使其终浓度为Img,于4化避光保存40
北京协和医学院硕±研究生毕业论文2.2实验方法2.2.1细胞培养e/-HpG2ADM细胞使用含有10%胎牛血清、1%双抗的RPMI1640培养80%液,在37\:、含有5%C〇2的培养箱中进行培养。待细胞生长至70%至融合时,膜酶消化收集细胞并使细胞重悬于培养液中,取适量细跑悬液进行一传代培养。在细胞每次传代过程中.2,需要向培养液中加入定浓度的Dox1(叫VI),用于维持HepG2/ADM细胞的抗药特性。2.2.2肿痕细胞体外増殖抑制实验具体操作方法参照第一章进行-2.23AnnexinVFTTC/PI双^5^^检测细胞调亡具体操作方法参照第一章进行2.2.4MDC染儲察5一x取对数生长期的细胞,按定细胞数量(2.5lO/孔)接种于6孔板中,并设置对照组与实验组,待细胞贴壁后用SM308处理细胞不同时间,弃去培养液并用PBS缓冲液清洗2次,向每孔中加入含有MDC的500咕PBS"缓冲液(使MDC终浓度为50山如。于37C细胞培养箱中僻育20min左右,'用PBS缓冲液清洗2次,在倒置显微镜下进行观察。2.2.5细飯显微结构观察一X取对数生长期的细胞,按定细胞数量(1.510V孔)接种于100mm培养皿中,并设畳对照姐与实验组,待细胞贴壁后用SM308处理细胞不同时间,弃去培养液并用膜酶消化收集细胞,PBS缓冲液清洗细胞3次,向细胞。中缓慢加入4%戊二酸,于4吃固定过夜次日用PBS缓冲液清洗细胞,经1%俄酸浸透Ih,己醇两砸进斤梯度脱水,618环氧树胶包埋,超薄切片-机切片并制成铜网,经3%醋酸轴拘橡酸铅双染色后,于透射电镜下进行观察。2.2乂Westernblot免疫印迹法具体操作方法参照第一章进行41
化京协和医学院硕±研究生毕业论文2.2.7siRNA转染一5x取对数生长期的细胞.〇l〇V60mm,按定细胞数量(孔)接种于培 ̄养皿中,待细胞贴壁长至70%80%融合时,使用1;9〇(6(化抽1162000(体积比1:100)向HepG2/ADM细胞中转染人源Akt(200nM)及对照siRNA。转染30h后向其中加入SM308处理不同时间W进行后续其他实验。用Westernbloting检测转染效率。2.2.8细胞免疫巧光分析取对数生长期的细胞一,按定细胞数量孔)接种于共聚焦小皿中。,,并设置对照组和实验组待细胞贴壁后用SM308处理细胞不同时间弃去培养液并用事先温浴的PBS缓冲液清洗细胞2次,向其中加入1mL含有D-BSA。Q(10帖/mL)的无血清培养液,继续培养3h弃去培养液并用PBS缓沖液清洗细胞,4%的多聚甲醒室温固定约15min,PBS缓冲液清洗==xmi620nm。细胞,590nEn)于激光共聚焦显微镜下对样品进斤观察(E,2.2.9统计学分析所有实验结果均用Mean±S.D.表示,两独立样本之间的比较采用t检验法(双尾法)进行统计学分析,且所有实验数据均采用GrahPadPrism5.0统p计软件进行处理,1^1尸<化〇5为具有明湿统计学差异。3实验结果3.1SM308对HepG2/ADM细胞具有显著的増殖抑制作用通过MTT实验检测发现,SM308对HepG2/ADM细胞具有显著的增殖一抑制作用,且存在明显的剂量依赖性和定的时间依赖性(图3.1)。SM308处理HepG2/ADM细胞24h和48h对应的半数抑制浓度IC50分别为24.巧±1.02uM、22.88±0.76iM。|^42
北京协和医学院硕±研究生毕业论文1W24h]【+4抓80-^6。.!^8:\-50-48-4--.6444.2...SM308CO打centrationlg(mol/l)图3.1SM308对化pG2/ADM细胞的增殖抑制作用Figure3.1GrowthinhibitoryactivitofcomoundSM308inHeG2/ADMyppcells'Cellsweretreatedwi也variousconcentrationsofcompoundSM308for24hand48h,化encellsurvivalwasassessedbyMTTassay.在实体瘤组织中,由于血供不足造成的其局部营养缺乏及缺氧现象普遍存在,是肿瘤微环境的主要特征。首先2h,我们采用1的饥饿处理来模拟肿瘤微环境,MTT实验检测发现经饥饿处理的细胞对化合物SM308的敏感性更强,用不同浓度SM308处理细胞口h后,经饥饿处理的细胞存活率明显低于含有完全培养甚的细胞存活率(图3.2)。Starvationcondition12〇Completemediumi60-i\40-i-20051015202530SM308concentration([iM)图3.2不同营养条件下SM308对HepG2/ADM细胞的增殖抑制作用"Figure3.2Growthinhibi1:oryactivityafterSM308treatmentinHepG2/ADMcellsunderdifferentnutrientconditions.Cellsweretreatedwithvariousconcentrationsofcomou打dSM308for12hundercomletemediumorpp43
北京愤和医学院硕±研巧生毕业论文starvationcondition1:hencellsurvivalwasassessedbMTTa巧ay.Starvation,yCO打ditionwasusedasastro打ghsioloicali打ducerofautoha.pygpgy3.2SM308诱导Hq)G2/ADM细胞自噓流损伤义2.1SM308诱导HepG2/ADM细胞出现MDC染色呈阳性的酸性囊泡由图3.2可知,饥饿处理可W显著提高SM308对HeG2/ADM细胞的增p殖抑制作用。由于饥饿可W促进细胞自隧SM308是否,因此我们对调控H一eG2/ADM细胞自燈进行探讨。做为种嗜酸性染色剂,甲丹横醜尸胺p(monodansylcadaverine,MDC)可用于标记细胞内的酸性结构。我们利用倒置显微镜观察经SM308处理细胞后MDC染色情况,结果表明不同浓度SM308作用于HeG2/ADM细胞24h后p,细胞内出现大量点状英光,且巧光强度呈剂量依赖性的增加(图3.3)。同样24MSM308作用于细胞p化PG2/ADM细胞Ih、3h、6h和12h后,其巧光强度逐渐增强(图3.4),说明SM308作用后HepG2/ADM细胞内出现大量酸性囊泡。■■CTL15扛■■2426图3.3SM308诱导HepG2/ADM细胞出现酸性囊泡Figure3.3TheapearanceoflarenumberofacidicvacuolesafterSM308pgtreatment.FollowinexosuretoSM308withdiferentCO打centratio打sfor24hgp,H〇q)G2/ADMcellswerestainedwit;hMDC50jMfor20minat37C.(|)44
北京协和医学院硕±研充生毕业论文IntracellularMDCfluorescencewasanalyzedbyfluorescencemicroscoeplOOx.()■■■CTL1h3h6h12h图3.4SM308诱导HepG2/ADM细胞出现酸性囊泡Figure3.4TheappearanceoflargenumberofacidicvacuolesafterSM308treatment.Following妨口〇511[61:oSM30824fbrindicatedtime(,〇HeG2/ADMcellswerestainedwUhMDC50iMfor20minat37C.p(|)IntracellularMDCfluorescencewasanalzedbyfluorescencemicroscoeypxlOO.()3.2.2SM308对HepG2/ADM细胞自噓相关蛋白水平的影响一LC3LC33-I常被用做自瞻的标志物,胞浆型(即LC)酶解掉小段多狀而转变为自瞻体膜型(即LC3JI)标志着自幢体的形成。我们通过Westernbloting实验检测24^iMSM308作用于Hep^/ADM细胞不同时间后自略相-关蛋白含量的变化,在SM308处理细胞3h后,LC3II型增强并随着时间的延长其含量逐渐增多(图3.5),即细胞自嗟体数量増加,这提示SM308有可能诱导细胞自晦的发生。但研究表明,当细胞的自赌流受到抑制的时候,79[13-MLCII含量同样会累积,这提示我们S308也有可能抑制细胞自燈流。此外,我们还发现SM308处理细胞3h后,Beclin1的含量开始下降且呈显著的时间依赖性,Atg5的含量无明显变化(图3.5)。45
北京协和E学院硕±研巧生毕业论文SM30801361224h()*LC3-^II=—*-*BeclinlAtg5flMI£HtiCMIiHHi?-actin*iMi<P?h9?mp^mmpwm?i?mp3图.5SM308对HepG2/ADM细胞自幢相关蛋白水平的影响Figure3.5EffectsofM308Son出elevelsofautohareuatortpgyglyroeinspinHG2/ADMcells'AfterSM308treatmentthecet巧lllsaeswereerfo,yprmedwhhWesternblottinganalysisusinsecificarUibodiesaainstLC3Be1gpg,clin,At5resecl-g,ptive.actinwasserloadyPvedasaingcontrol,3.2.3SM308抑制HepG2/ADM细胞白隨流-自駿发生是个动态的过程一,LC3II含量升高即自噓体数量的增加并不定代表自瞻流水平的増强,自瞻体数量的增加可W源于两种相反的情况:自嗟被激活或者自嗟的下游反应受损伤〔如溶酶体与自隆体的融合被抑制或者79自幢溶酶体中内容物的降解受[抑制)1因此,我们采用LC3Turnover实验对细胞自儀流进行评价。Westernbio扣ng检测结果表明,在自隨抑制剂bafliiomycnA1(阻止自隧体甘溶酶体的融合过程)存在的情况下,与未经M308S处理的细胞相比-,经SM308处理的细胞其LC3II型的积累量并未增3.6)。加(图在自隨发生过程中-,P62/SQSTM1蛋白通过直接结合LC3II被选择性地包裹进入自喧体而最终被降解,因此细胞内P62/SQSTM1蛋白水平的降低反映细胞自蹈性降解能力的増强。我们的检测结果发现SM308处理细胞6h后细胞内62/SQSTMI蛋白水平明显增加(图3P.7)。这些结果均说明SM308抑制了HepG2/ADM细胞自幢流。46
北京协扣防学院硕止?研究生毕业论文BAFA-+-1+SM308++LC3-I/IIW-■■■actin*■p'图3.6SM308对HeG2/ADM细胞Il晦流的抑制作/HpF'iguie3.6InhibitionofautophagyfluxafterSM308treatmentinHepG2/ADMcells.Afterbeingincubatedinfullmediumorwkh24|iMSM308for12hin化epresenceorabs州ceofbafilomycinA1巧AFAl,50nM,化ecell)lysateswereerformedwithWesternblottinganalsisusinsecificantibodiespygpaa-ginstLC3.pactinwasservedasaloadingcontrol.SM30801361224h()??mmp62-actinpwmmmm图3.7SM308对HepG2/ADM细胞瞻流的抑制作用Figure3.7InhibitionofautohafluxafterSM308treatmentinpgyHepG2/ADMcells.Aft巧exposure化SM308for化ei打dicatedtime,化ecelllsa化sweresubec化dtoWes化rnblottinanalsisusin化eindica化danybodiesygyg,j-actinwasservedasaloadingcontrol.p3.2.4SM308抑制HepG2/ADM细胞自旌洛酶体中包裹物的降解一M为了进步验证S308作用于HeG2/ADM细胞后,细胞自礎流受到p抑制,我们通过透射电镜观察细胞业愚微结构的变化(图3.8)。正常HepG2/ADM细胞其细胞膜和核膜均完整,且线粒体较丰富。经24nMSM308作用于细胞HepG2/ADM细胞6h后,细胞中出现了包裹有大量未能降解内47
北京协和医学院硕±研究生毕业论文容物的单层膜结构即自幢溶酶体一(纽色箭头所示),其中可清楚地看到个完整的线粒体包裹在自隨溶酶体中(黄色箭头所示。)而在雷帕霉素(民amcin)处理的细胞中(阳性对照)发现的大量自隨溶酶体其大部叩y,分己完成对包裹物的降解,自幢溶酶体内呈现空泡状。嚷逢醜麵圓圍38SM308H图.对epG2/ADM细胞超微结构的影响^I3.8ltttt/ADigureUlrasrucuralaleraionsofHepG2McellsinducedbySM308.HepG2/ADMcellsweretreatedwi化SM308for6h,andultrastmcturalchangeswereobservedbyTEM.Arrowsindicateautolysosomeswil:haccumulatio打ofundigestedsubstratesincludingmitochondria.Rapamycinat40Mwttr.laasusedasaosiiveconol|p3.2.5SM308抑制HepG2/ADM细胞溶酶体的酶活性一D-BA是BOD-QS种标记有红色巧光染料IPYTRX的牛血清蛋白衍生物。受激发波激发后,由于过多的染料标记使得巧光发生自我巧灭,而当A被降解后BOD--BSIPYT民X可发出强巧光。DQBSA会在溶酶体中积累并EP-X巧光片段-被其中的蛋白水解酶水解而释放出BODYTR,因此DQBSA可通过检测细胞内蛋白水解酶活性来衡量溶酶体的功能。我们通过DQ-BSA与细胞进行共解育,在共聚焦显微境下观察其发出的巧光信号,结果表明与Control沮化及饥饿处理姐相比,经SM308处理的细胞内发出的巧光强度明显较弱(图3.9),提示SM308处理使H巧G2/ADM细胞溶酶体的酶活性受损。48
北京执和医学院硕±研究生毕业论文CTLSM308S化rvatio打m图3.9SM308对Hep化/ADM细胞溶酶体酶活性的影响Figure3.9Alterationsoflysosomalpro化olyticactivityafterSM308化eatm州tinHepG2/ADMcells.AfterSM308treatmentfor12h,cellswerewashedtwicewithPBSandthe打i打cubatedi打mediumcontainingD丘SA^10〇(°ig/mlfor3hat37C.Cellswerethenfixedandimaedwithconfocal[)gmicrosco63〇x.Starvationconditionwasusedtorovidestimulatedpy()ptlysosomalacivity.3.3PI3K/Akt信号通路异常活化与SM308诱导的细胞自處流损伤的相关性3.3.1SM308诱导HepG2/ADM细胞PI3K/Akt信号通路异常活化Westernblotting实验结果盈示,24jiMSM308处理细胞1h后PI3激酶PllOa(PDK催化亚基)和憐酸化的Akt(Ser473)的水平均明显上调(图3.10)。这些结果提示SM308作用于HeG2/ADM细胞Ih后PGK/Akt信号p通路即被活化。SM30801361224h()?l増?麵会I幽■?一^巧BKplOa細!^s""3-—'pAkt(■HV^mm0W>mmmm-Pactin310MPIAkt信号图.S308对3K/通路相关蛋白的影响49
孔京协和医学院硕±研究生毕业论文Figure3.10EfectsofSM3080打tiKerelatedprofit!levelsofPI3K/Akt*MathwayinHepG2/ADMcells.Afterexosuie化S308for化eindicatedtimepp,thecelllysatesweresubjededtoWesternblottin呂analysisusing1;heindicatedant-ibodies.acttrinwasservedasaloadi打conol.Pg3.3.2抑制PI3K可减轻SM308对Hq)G2/ADM细胞自隨流的抑制PI3K/Akt信号通路在癌症发生中参与重要的信号调节过程。对于PI3K/Akt信号通路对细胞自隨调节的研究多集中在其对自隨发生早期的调i控[w,良PPI3K/Akt通过激活下游靴蛋白mTO民而负调控自隆早期的发生。而PDK/Akt对自幢后期(自隆化与溶酶体的融合W及融合之后的降解等过程)的调控研究得比较少SM308可,。由于W抑制细胞自嗟流所W我们在此探讨该通路的活化是否参与调控SM308对HepG2/ADM细胞自隆流的抑制过程。我们首先采用PI3K抑制剂LY294002预处理细胞,利用WesternblottingY-Ak实验检测发现,单独使用L294002处理的细胞其pt(Ser473)蛋白水62。M308-Akt平下降,并且p蛋白水平下降单独使用S处理细胞时,p-(Ser473)、LC3II和p62蛋白水平均明显上升。而与单独使用SM308相比,-LY294002与SM308共同处理的细胞其pAkt(Ser473)和LC3-n蛋白水平发生明显下调,62蛋白水PI3K可p平发生微略下调,说明抑制W减轻SM308对细胞自唆流的抑制(图3.11)。提示PI3K的激活参与调控SM308对HfeG2/ADM细胞自隨流的抑制。pSM308--++LY02-+-2940+Ser4"-pAkt—I麵mmm■LC3-I/II。p??-■…wiinactinP50
北京协和医学院硕±研究生毕业论文图3.11抑制PI3K对SM308诱导的细胞自幢流损伤的影响^I311EI3Kigure.fectsofPinhibiU)ron化6disruptionofairtophagicfluxinducedbySM308.AfterexposuretoSM308intheabsenceorpresenceofLY巧4002(5|iM)for12h,totalcelllysateswereimmunoblottedfor化edetectionof-indicatedroteinsusinsecificantibodies.actinwas化rvedasaloadinpgpPgcontrol.3.3.3Akts瓜NA预处理可减轻SM308对HepG2/ADM细胞自曠流的抑制虽然上述抑制PI3K可W减巧SM308对自幢流的抑制,Akt作为其下游主要调控蛋白是否涉及其中依然需要证明。我们使用AktsiRNA转染细胞,通过Westernbloting实验检测细胞自嗟流的变化。结果思示,单独使用AktS--iRNA处理的细胞其Akt(Ser473)蛋白水平下降LC3IIp,蛋白水平上升,并且p62蛋白水平下降,表明沉默Akt后HepG2/ADM细胞肩动自幢,自嗟流增强SM308-Akt(Ser473)LC3-II。单独使用处理细胞时,p和蛋白水平显著上升,p62蛋白水平微略上升。而与单独使用SM308相比,AktsiRNA与SM308-Ak73)LC-II62共同处理的细胞其pt(Ser4、3和p蛋白水平均发生明显下调,说明沉默Akt后SM308对细胞自隧流的抑制明显减轻(图3.12)。提示Ak-t308H2DMt或者pAk的激活参与调控SM对epG/A细胞自幢流的抑制。SM308--++-—+-+NCAktsiRNAScr"3-Ak胃■II-?一mmt一p-LC3I/II62rnammmp3-achn|312t民NAM图.Aksi预处理对S308诱导的细胞自隧流损伤的影响Figure3.12EffectsofAktsiRNAonthedisruptionofautophagicflux308H2DMinducedbySM.epG/Acellswerereincubatedwi化siRNAaainstpgAktorwil:haneativecontrol(NC)siRNAfor30h.Thecellswere1:henehherg51
北京栅和医学院硕±研究生毕业论文treatedW地SM30824vloruntreatedfor12h(叫).Thelevelsofindicatedroten-pisweredetectedusingsecificantibodies.acti打wasservedasaoadpPlingconso.l3.4SM308诱导Hq)G2/ADM细胞发生调亡3.4.1SM308对HepG2/ADM细胞调亡率的影响对HeG2/ADMnex-细胞进行AninVF打CPIp和双染色,利用流式细胞仪检测SM308对化PG2/ADM细胞调亡率的变化。检测结果表明,不同浓度SM308处理细胞24h、48h后,细胞早期调t和晚期调亡呈现明显的时间依赖性和剂量依赖性增加(图3.13)。ACTL2224\M26\xM"‘tyIr:I!"?W.I誤*I。?旨|。。!::。.,,,,苗巧ls、,,,J,;■。UI,I试,,I.''S,1*I^"",,1’II’?*。I0,t。c,,Si)ViV.7,扩T?,y ̄ ̄"…?心;;*I)rt吊^1勇;客III'"■_!:::^Il;^ri吻?9,,《。s-,1|?*,i01*?1.|\s?,,0ia%:""、[tuMm]■,.J|叫^。'’*’*‘。',1",l,1c*safl,9。i1010cI"Itt。^V7户ii?!??*ffcrtumMKWWmiJiAiM,【iBaMTw—CMC*W?心0'MrrtM?ar*t?L)<hlkHB*pu(i>Ma3HK?D—nFjMtuv"MMu,g9yAnnex-inVFCreenfuoscenceITgl313图.SM308对曲pG2/ADM细胞调亡率的影响Figure3.13EfectsofSM308onapototicratesofHeG2/ADMcells.ppQuantificationofapoptosisbyAnnexinV/PIdoublestainin呂assaafterexosureyp化比eindicatedconcentrationofSM308for24h(pannelA)and48h(pannelB).Ce-llswereharvestedandstainedwithPIandAnnexnVFITCiindarknessfor15followedbfminlowclti:omeranalss',yyyy3.4.2SM308对调t:相关蛋白水平的影响Caspase级联反应在诱导细胞调亡过程中发挥着重要作用,Westernbloting实验结果表明24iMSM308作用于HeG2/ADM细胞24h,|p后Caspase3和Caspase9蛋白被剪切活化,同时,PARP的剪切活化形式Cleaved52
北京协和医学院硕L研巧生毕业论义PARP也在SM308作用24h后开始出现(图3.14)。提示化合物SM308作用于HepG2/ADM细胞24h后细胞出现调亡。SM30801361224h()Caspase3wmutmmmmmmrnm極》当asae■Cs9;'"'齡**■■麵'nwi?"???p:响Iraicm>'麻m一.一一fifiilaiii11AIJurAKJr'、<…由-acmmmmmptinmmmmm图3.14SM308对HepG2/ADM细胞调亡相关蛋白水平的影响'MF314Eft308lliittiigure.ectsofSon也eevesofapoptossassocaedroenspinHeG2/ADMcells.Afterexosure124MM30ttt:0iS8fbrtihei打dicaedimehepp,|celllsateswereerformedwithWesternblottinganalysisusing1:heindicatedypantod ̄iesacti打wasservedasaloadincontrol.ib.Pg3.4.3泛Caspase抑制剂和Caspase8抑制剂对SM308抑制HepG2/ADM细胞増殖的影响一M为了进步探讨Caspase活化在S308介导的HepG2/ADM细胞死亡中的作用asase-VAD-,我们采用MTT法检测泛Cp抑制剂(ZFMK)预处理后SM308对H2Z-VAD-FMK可显巧G/ADM细胞存活率的影响,结果表明著地括抗SM308对细胞的増殖抑制作用。Caspase8是外源性调亡途径的执行8Z-旧TD-FMK)MTT检者,我们使用Caspase抑制剂(预处理细胞,测结SM308处理Z-圧TD-FMKSM308果表明与单独使用细胞相比,与共同处理对细胞的存活率影响无明显差别(图3.15)。提示内源性线粒体途径可能介导SM308诱导的化PG2/ADM细胞调亡,而外源性死亡受体途径在SM308诱导的HepG2/ADM细胞调亡中几乎不起作用。53
北京协和医学院硕±研究生毕业论文-1201n技1-1郎-100--挑-^一1^赛80皇-6。-601II--i4。!4。圓J--2020-L^—?■I?—0I■0^III冷<T图3.15泛Caspase抑制剂和Caspase8抑制剂对SM308抑制HepG2/ADM细胞增殖的影响F-iure315EftCCiibhthg.ecsofanasasea打dasase8nhitor〇打terowpppginhibitoryactivityofcompoundSM308inHepG2/ADMcells.HepG2/ADM-cetttllswerereaedwihSM308intheabsenceorpresenceofanCasaseorppCaspase8inhibUor(20^M)fbr48h,thencellsurvivalwasassessedbyMTT*assa.戶<05com1t.y.0paredwi:hconrol3.5SM308诱导细胞自嗟流损伤与其诱导的细胞调亡的相关性为了探讨SM308引起的细胞自嗤流损伤与其诱导的细胞潤亡之间的相Wbli关化我们采用饥饿处理诱导细胞自瞻的启动,通过esternottng检测在饥饿处理的条件下SM308对HepG2/ADM细胞调亡的影响。结果显示饥饿处理增强细胞自隨后促进了?紀的降解,而饥饿条件下8\1308(24^iM)处理的细胞其p62水平并没有下调,更重要的是在饥饿条件下SM308处理细胞3h后PARP蛋白明显被剪切活化,强于SM308单独处理组,表明饥饿处理明显地増强了SM308诱导的H巧G2/ADM细胞调亡(图3.16)。同时,与SM308单独处理组相比,用Rapamycin抑制mTO民诱导自唆的肩动后,SM308引起的Caspase3活化和PARP的剪切也显著增强,表明民apamycin处理细SM30831胞同样增强了诱导的细胞调亡(图.7)。这些结果提示当用饥饿处54
北京协和医学院硕±研巧生毕业论文理细胞,或者用民叩amycin抑制mTO民时,自幢启动增强,细胞内产生的大量自嗤体加重了溶酶体的负荷,再加上SM308作用于细胞后溶酶体的降解一,,从而能力受损,自隨溶酶体不断累积致使细胞自略流的损伤进步增强加剧了细胞的调古。——S化rvation++-SM308-++当咖捕PARPifllkiMMiC^leavedPARP||_am^gl-actin編BMHpIillPPIIm图3.16饥饿处理对SM308诱导的细胞澗亡的影响*2ADMEftsM1aot;osisofHeG/cellsintheFigure3.16ecofS308on:hepppresenceoftttontreatmenl;.Afterbeintreatedwi化24pauophagyi打ducerSarvaig()iMSM308fbr3hundercometemedumors1;arvationcondition化ecellli,[plysateswereperformedwhhWesternbio行inganalysisusingindica化dant化odies.-controacti打wasservedasal.loadingP—SM308—牛+——+牛RaamcinpyCa齡‘簡spase3I?■欄CleavedPARPmmmj|-I?LC3/IIHJfl.|-acmpt誦翊■顯图3.17民apamycin预处理对SM308诱导的细胞稠亡的影响Hgure3.17EfectsofSM308on出eapoU)sisofHepG2/ADMcellsinl:hepe打ceofhRitreatment.Afterexosure!;〇SMS08resautopagyinduceraamcnpp(py)eofRaamcinfbr24htotalcelllsateswerei打化eabsenceorpresencpy,y55
北京协和医学院硕±研究生毕业论文mmunobotedforilthedetectio打ofCaspase3andCleavedPARPlevelsusingsec-pificantibodies,pactinwasservedasaloadingcontrol.4}寸论4.1SM308诱导HepG2/ADM细胞白處流损伤的探巧自隨(本文指巨自睡)是细胞内进化上极为保守的催化过程,指细胞中的蛋白质一、细胞器W及病原体被包裹在起形成自随体最终与溶酶体融合而被降解的全过程,前期大量研究表明自隧在多种疾病的发病机制中扮演者重要角色,如神经退行性疾病、病原体感染、衰老及癌症发生等。自唆在癌症中的作用主要依赖于肿瘤类型、发展阶段及其遗传特点等方面。在细胞发生应激如缺氧、营养缺陷W及某些药物治疗等情况,细胞诱导自懂发生促进细胞生存,而在特定情况下,细胞启动的持久过量的自隨应答往往导致uu’iw细胞发生自隧性死t即II型程序性死亡。基于在调节细胞生存及死亡中的双重作用,自隨己经成为癌症的主要治疗靴点。然而这种双重作用使得自礎研究在临床中的应用仍面临许多挑战,因此有必要对自懂诱导肿瘤细胞死亡过程中的关键调控事件及分子机制进行深入研究。我们对从升麻中分离的环藻萝蜜烧型H萌类化合物SM308进巧体外细胞毒性筛选发现,该化合物对HepG2/ADM细胞显示出较好的的增殖抑制活性,并且饥饿处理可显著提高SM308对HepG2/ADM细胞的増殖抑制作用。由于饥饿可W促进细胞自唆,因此我们对SM308是否调控HepG2/ADM细胞自唆进行探讨。巧光染料MDC可用于标记细胞内的酸性结构,初步检测发现SM308作用于HepG2/ADM细胞比后细胞内即出现绿色英光,且英光强度呈现明显的时间依赖性和剂量依赖性増加,提示SM308作用于HepG2/ADM细胞后,细胞内的酸性囊泡增多。通过Westernbloting检测发现308处理细胞3h-,在SM后,自隨标志性蛋白LC3II型开始出现并且含量逐渐增加,而自隨相关蛋白Beclin1的含量开始下降且呈显著的时间依赖性-,Atg5的含量无明显变化。自嘘体膜型LC3II含量的增加从蛋白水平上证明SM308处理细胞3h后,细胞内自旌体数量开始増加,说明SM308有可能促进了细胞自唆体的形成,但不排除细胞自隨流受到抑制而使得自隨体降解受到抑制的可能性。一C进步我们采用L3Turnover实验对细胞自曠流进行评价。Westernbloting检测结果表明,在自隆抑制剂bafilomycinA1(阻止自礎体与溶酶体的融合过程)存在的情况下,与未经SM308处理的细胞相比,经SM308处55
北京协和医学院硕±研究生毕业论文-理的细胞其LC3II型的积累量并未増加。在自隨发生过程中,P62/SQSTM13-II蛋白通过直接结合LC被选择性地包裹进入自睡体而最终被降解,因此细胞内P62/SQSTM1蛋白的水平的降低反映细胞自嘘性降解能力的增强。我们的检测结果发现SM308处理细胞6h后明显增加了细胞内P62/SQSTM1蛋白的水平。这些结果均说明SM308抑制了HepG2/ADM细胞自旌流。一我们进步通过透射电镜观察细胞亚显微结构的变化,结果发现24nMSM308作用于细胞HepG2/ADM细胞6h后,细胞内出现包裹有未能降解内容物的单层膜结构即自隨溶酶体,而阳性对照组细胞中大多是已完成对包裹物降解的自嘘溶酶体,这堅现象提示SM308导致大量未能降解内容物的自懂溶酶体积累于细胞。ZhaohuiWang等通过透射电镜观察经苦参碱处理的一SGC7901细胞时也发现了类似的现象,进步研究发现苦参碱破坏了溶酶体swi的酸性及溶酶体酶活性进而阻止了自睡性底物的降解。WenYue等发现盐霉素能通过抑制溶酶体酶的降解活性而抑制乳腺癌干细胞的自隨流,最终引wq起乳腺癌干细胞调亡率的增加。由此,我们推测SM308也有可能影响溶酶体的功能。前期大量的研巧发现溶酶体损伤能够使自嗤性底物无法降解最终导致ws-wi一-细胞自礎流受抑制。DQBSA是种牛血清蛋白衍生物,其会在溶酶体中积累并被其中的蛋白水解酶水解而释放出可被激发产生紅色巧光的BODIPY--TRX片段BSA,我们通过DQ实验来检测溶酶体内蛋白水解酶活性。与Control组细胞相比,经SM308处理的细胞内发出的巧光强度明显较‘一弱,提示SM308处理HepG2/ADM细胞抑制了溶酶体的降解活,送点接与前人的研巧相符。然而我们的实验只是初步证实了细胞内溶酶体的降解活一性受到抑制,其具体的分子机制有待于进步探讨。组织蛋白酶(Cathepsin)做为溶酶体酶的主要组成部分,,其在溶酶体行使降解功能时起重要作用研究发现枠木酸的糖基化衍生物B10抑制U87MG细胞自隨流时,细胞内溶酶tiw体的完整性受损导致组织蛋白酶Z和B释放入胞浆,最终引起细胞死亡。一。因此,下步拟对溶酶体内组织蛋白酶如D和B的活性进行检测4.2P巧K/Akt信号通路异常活化与SM308诱导的细胞自處流损伤的相关性探讨,PI3K/Akt信号通路在癌症发生中参与重要的信号调节众所周知,PI3K/Akt信号通路能够调节许多重要的生物学过程,包括细胞增殖、细胞周期、细胞骨架结构、细胞膜泡运输W及葡萄糖转运等过程在本研究中我们发现SM308作用于细胞1h后P巧激酶P110a和磯酸化的Akt(Ser473)57
北京协和医学院硕±研巧生毕业论文水平巧明显上调,说明该信号通路被活化。对于PDK/Akt信号通路对细胞自隨调节的研究多集中在其对自随发生早期的调控,即PBK/Akt通过激活illiw心,,t1下游祀蛋白mTOR而负调控自隆早期的发生。而PI3K/Akt对自隨后期(自唆体与溶酶体的融合W及融合之后的降解等过程)的调控研究得比较少。在前期研究中我们知道SM308抑制溶酶体的降解活性,使得细胞自懂流受到损伤,那么PDK/Akt通路的活化与SM308诱导的细胞自懂流损伤之间是否存在联系呢?为了探讨这个问题,我们使用Akt的siRNA预处理细胞,观察细胞自隨流的变化。实验显示,使用Akt的siRNA处理细胞后,-Ak-pt(Ser473)蛋白水平下降,LC3II蛋白水平上升,并且p62蛋白水平下降,说明沉默Akt后HepG2/ADM细胞启动自旌,自唆流增强。单独使用-SM308-Ak处理细胞时,pt(Ser473)和LC3II蛋白水平湿著上升,p62蛋白水平微略上升。与单独使用SM308相比,当Akt的siRNA与SM308共-Ak-同处理细胞时tSer473)、LC3II62蛋白水平均发生明显下调。,p(和p证明沉默AkSM308对细胞自跑流的抑k-t后,制明显减轻,表明At或者pAkt的激活参与调控SM308对HepG2/ADM细胞自曠流的抑制。类似的现象也22mU’在YingeiZhang等惭研究中发现,Akt蛋白的敲除极大地降低了因高脂饮食导致的鼠也肌细胞自唆流损伤,从而起到保护也肌细胞的作用。同时,我们也使用了PI3K抑制剂LY294002化理细胞,其对SM308诱导的细胞自一唆流损伤的影响与沉默Akt所产生的影响致。因此我们推测SM308作用于细胞后PDK/Akt通路的活化参与SM308对细胞自幢流的抑制。但是对于PDK/Akt是通过下游哪些关键性蛋白来调控细胞自喔流的抑制等问题,还有待于后续实验研巧。43SM308诱导细胞自嗟流损伤与其诱导的细施调亡相关性探i寸此外,我们对化合物SM308能否诱导HepG2/ADM细胞发生调亡进行检测,发现不同浓度SM308处理细胞24h和48h后,细胞总的调亡率呈现明显的时间依赖性和剂量依赖性增加;Caspase3、Caspase9W及调亡标志蛋-白PARP均发生剪切活化时-,泛Cas(ZVADFMK)可W显;同pase抑制剂著地抬抗SM308对细胞的增殖抑制作化而Caspase8作为外源性调亡途径的执行者制剂Z--IETDFMK未能括SM308对细胞的增殖抑制作用,其抑抗,说明SM308可能通过内源性线粒体途径诱导HepG2/ADM细胞调t。调亡作为一种细胞主要的死亡方式,其与自嗤的关系比较复杂。在营养iMtl缺乏等环境下自礎能够促进细胞的存活,抑制自隨促进细胞发生调亡,58
北京协和医学院硕-上研巧生毕业论文nsnt’w然而有研充发现在某些情况下,过度自晚能促进邮瘤细胞调亡。那么,自嗦流抑制能否促进细胞调亡呢?SM308引起的细胞自巡流抑制与其诱导的调亡之间又有什么联系呢?本研巧前期发现SM308抑制溶酶体的降解功能而使HepG2/ADM细胞自隨流受损,而溶酶体的降解功能失常会导致溶酶体无法将其包裹的内容物降解为氨基酸等营养物质W供细胞再利用,在外界营养供应不足的情况下这对于细胞的生存是非常不利的。对于肿瘤沮织而言,其主要依靠周围正常组织的血液循环系统供给氧气和营养物质,随着肿瘤的快速增长,新生血管开始形成,但其远不能满足快速增殖的肿瘤组织的27i28U’需求l,致使肿瘤组织处于缺血缺氧状态,此时肿瘤细胞需要增强自隨来维持生存,因此功能正常的溶酶体对脚瘤细胞的生存发挥着重要作用。我们采用不含血清的培养基处理细胞12h模巧肿瘤微环境并观察SM308对HepG2/ADM细胞的増殖抑制能力,MTT结果表明与使用完全培养基处理的细胞相比,经饥饿处理(诱导自踐的启动)的细胞显著增强了对化合物SM308的敏感性esternblotin表明在细胞营养缺乏情况下,同时,Wg检测结果,SM308(24M)处理细胞3h后HeG2/ADM细胞即发生PARP的剪切活化,np24而在同样浓度药物作用下,用含完全培养基培养的细胞在药物处違h后才一SM308Raamc出现调亡现象。进步研究发现,与单独处理组相比,用pyin抑制mTO民增强自隨的启动后,SM308引起的Caspase3活化和PARP的剪切也显著増强,,提示调亡的增加。据此我们推测当用奶饿处理细胞或者用Rapamycin抑制mTOR时,自峰启动増强,细胞内产生的大量自隨体加重了溶酶体的负荷,再加上SM308作用于细胞后溶酶体的降解能力受损,自嗟溶酶体不断累积一,致使细胞自随流的损伤进步増强,从而加剧了细胞的调亡。这些结果均表明SM308导致的自隧流损伤促进HeG2/ADM细胞发生p一调亡。类似的现象也在PGonzalez等的研究中发现,种枠木酸衍生物B10一能够引起U87MG细胞溶酶体通透性发生改变,导致细胞自唆流受损,进asase步研巧发现溶酶体酶释放入胞浆,并通过作用于Cp底物诱导细胞发生UW调亡。因此我们推测SM308诱导的HepG2/ADM细胞调亡也有可能与细胞溶酶体酶的相关功能有关系一,但还需要进步研究来验证我们的推测。一308总而言之,我们首次发现升麻中种环盤萝蜜烧型S荫类化合物SM能够降低溶酶体的降解活性,导致巧癌耐药细胞HepG2/ADM细胞自幢流损。伤,并且SM308引起的自幢流损伤促进细胞发生调亡更重要的是,化合物SM308能够异常激活PI3K/Akt信号通路,初步研究表明PI3K/Akt通路的活化参与SM308对细胞自唆流的抑制过程中(图4.1)。59
北京协和医学院硕±研巧生毕业论文SM308/|\^LsosomalderadationPI3KygCaspasesIactivity令AkttAtosAuohaicflux1opispgp图4.1SM308抗肿瘤作用的可能信号通路图a提示抑制作用)60
北京协和医学院硕±研巧生毕业论文第兰章研究创新点及展望1.1研究创新点一-1)首次揭示升麻中种新环藻萝蜜掠型H荫类化合物SM306诱导MCF7细胞调亡的分子机制,为该化合物发展成为抗肿瘤候选药物提供理论依据。2首次发现升麻中一30)种环薇萝蜜掠型H萌类化合物SM8能够降低溶酶体的降解活性,导致肝癌耐药细胞HepG2/ADM自晦流损伤,并且SM308引起的自唆流损伤促进细胞发生调亡。3首次发现化合物SM308能够激活PBK7Akt信号通路,并且初步研巧表)明PI3K/Akt通路的的活化参与SM308对细胞自峰流的抑制过程中。4)首次报道环薇萝蜜烧型H萌类化合物能够诱导细胞自隨流损伤,为该类化合物与自隨流相关性研巧提供新的研究实例。1.2研巧展望然而,我们的研究尚存在W下问题需要解决:1化合物SM308具体作用靴标在哪里?)2化合物SM308具体通过何种机制抑制溶酶体的降解活性?)?3细胞自晦流受损伤是如何促进细胞发生调亡的)4为什么化合物SM308作用于HeG2/ADM细胞Ih后PI3K/Akt信号通路)p即被活化?气PI3K7Akt通路的活化如何参与到SM308对细胞自幢流的抑制过程中,其具体的调节机制是什么?61
北京协和医学院硕±研究生毕业论文参考文献。uyan,ShiZ,ZhaoS,etal.Prorammedcelldeathathwaysincancer:aKviewof]OgLgpaotos-isautohaandroranicrosisJellrl祇rton20245:4498med打e.CPoai187.pp,pgypg,,巧)[]2errJFWlieAHCurrieA民w-nK.Ass:ascoocalhenomenonwdein]lotoibaibiliithira[,,gggyppp4239ilicatio打sintissueki打etics.良ritishournalofcancer126.m口],972:pj,()K.rand化srseishidaYamauchiOOtsuKCosstalkbetweenautohaaoisinheatdiaseP]N,g,pgypp-T.Cili2008351?rcuato打民esearch1034:343.[],,()4MartinSJ,Gree打D民.Proteaseactivatio打durinaotosis:deathbyathousandcuts?J.[]gpp[]-Cell1995823349352.,,():-eaeecuwemenohenGMSunXMFeamheadHtl.Formationoflarmollarihtfratsof口,,,]CgggDNAis过keycommitedstepofapoptosisinthymocytes"]?TheJournalofImmunology,1994,-175.巧(2:5016)6DixiliiAshkenaziAtVM.Aotosiscontrobdeathanddecoreceto巧J.Currentonon[],ppyyp[]p-22.i打cellbiolo1999n:55260gy,,()7MohamadNGutierrezANunezMtal.MitochondrialatticathwasJ.Biocell2005[],,,epopopy[],,292-:149611.()岡WajantH.TheFassignalinathw:More化anaaradim.Science,2002,29655巧:gp巧pg[7]()5-1631的6.9LiHZhuHXu-JBDCetal.CleavaeofIbcasase8mediatesthemitochondrialdamae[],,,gypg98449-intheFaspathwayofapoptosisJ.Cell1994:1501.[],,()KroemerQGalluzziL,BrennerC.Mitochondrialmembraneermeabilizatioiii打celldeathpPhw200787-199163..ysioloical民evies:阴g,,();[11]ShiYG.Mechanismsofcaspaseactivationandinhibitio灯duringapoptosis[J],Moleculare2002-Cll93:4巧470.,,()12BtrihtKMSalveenGS.lloa.MechanismtitionJCrrentiiince[]g,ssofcaspaseacva[]uopnon-biolog2003156:725731.y,,()-Nat13SalvesenGSDxelixitVM.Casaeactivation:TheinducedroimitmodlJ.Proc[],pspy[]-AcadSciUSA1999?>620:1096410967.,,()14PoCTimmerJSerandiSet-iJ[]oal.Theaotosomeactivatescasase9bdimerizato打[],p,,p,pppyr2006-275MoleculaCell222:269.,,()15EamshawWCMartinsLMKH.Mammlisases:structureatition,,aufmannSaanca,cva,[]psubstrates,andfunctionsduringapoptosisJ.Annualreviewofbiochemistry,1999,68(1:[])383-424.-16BrunelleJKLeta.urnaiA.ControlofmitochondrialaotosisbtheBcl2familJJolof[],ppyy[]-CellScience20091224:437441.,,()17DanialNNKorsmeyerSJ.Celldeath:CriticalCO打troloi打ts.Cell20041162:,,,[]p口]()205-219.18LindsenT民o巧AJAa-tKinlThecombnedinconrBc2famU巧.ifitisofoapoptoticl,,g,py[]membersBakandBaxareessentialfornormaldevelomentofmultiletissuesJ.Molecularpp[]Ce-ll200066:13891399.,,()62
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北京协和医学院硕±研究生毕业论文[95]CardenasC,Miller艮A,Smith!,etal.EssentialKgulationofcellbioenergeticsby2+-constivrrfe化iti.ell20101422:270283.ituteInsP3ecetoCa化細srmochondra[JCp,,)](96J45-rWc:encioHOrtizCCriolloAetal.Theinositolltishoshaterecetorreulates[],,,,pppgauuracr20091-17tohathrohitsintetionwithBeclin1J,CellDeathDiffe67:100610.pgy,,g[]()-urv97OataMHiSISai化Aetal.Autohaisactivatedforcellsivalafterendolasmic[,no,,]gpgyp-ret.uandiculumstressJMoleclarCel山larBiolo20062624:92209231.[]gy,,()--98TafVllitiirsindcedatohaI16czZJianWirinHWeta.Reato打ofsarvatonandvuuu[]y,,,guggpgybytheeIF2akinasesignalingpathway[J],ProceedingsoftheNationalAcademyofSciences,2002,991:19(M95.()■-hanF艮MShLA.M99ZoschMarceimodaetalitochondrialautohai],,san[gH,pgy*H--unalF1deendentadativemetaboliciesonse化hyoxiaJ.JorlofBioloicalChemistrpppp[]gy,200828316-:1089210903.,()100JaeneforrinALamarkTS0ttemEetal.62/SSTMlisatarettanscritionfactor,,,[]jpQggp-NRF2andcreates过ositivefeedbackloobinducinantioxidantKsonseelementdriveneneppygpg-22591iinalofBioloilChitr20102852922576.tran化rptonJ.Jourcaems,,():[]gy[101]KomatsuM,KurokawaH,WaguriS,etal.Theselectiveautophagysubstratep62activatesheivetrritif化Nrf2thhi打atitiKlJ.NatCellBiltstre巧responsanscponacrrougcvao打ofeap[]o,2010123-:213223.,()-102KlionskDJ.CominsoontoaournalnearouTheudateduidelinesfortheuseand[]ygjypg*-r11interietationofassasfomonitorinautoha?Autoha,204100:169韦169?pyg,pgy["pgy。)haiththifdiaCell0081103LevineBKroemerG.Autoneaoenessosese.乃321:[],pgypgU],()27-42.104Mare打inovaOAHermannKFre打chSWetal.Imairedautohaicfluxmediatesacinar[],,,ppgcellvacuoleformationandtrsinoenactivationi打rodentmodelsofacutepancreatitisJ.ypg[]4-JournalofClinicalInvestiation20131234:1841844.g,,()1maA约.At05L说JHYuWHKuralLsosomalProteolsisanduohaRe姐rePresenili打,,,[]yypgyq--1andAlilPS1MJC1014171141.AreDisrutedbzheerReatedutations.ell20:6Ul91pym[],,()10anD8StavridesohanPS巧al.艮eversalofautohadsfunctio打inthe[巧Yg,巧M,pgyyRND'TSmousemodelofAlzheimersdiseaseamelioratesamloidpatholoiesandmemorygCygdef-icitsJ.Brain2011134巧1:258277.[],,()[107]StappenbeckTS,RiouxJD,MizoguchiA,etal.Crohndisease:acurrentperspectiveo打-geneticsautohaandimmunitJ.Autoha,2011,74:355374.,pgyy[]pgy()[10巧Tanaka乂GuhdeQSuterA,etal.AccumulationofautophagicvacuolesandLAMP--defi-oathiiNtur20004066798902906.cardiomin2centmce[J],ae:ypy,,()refexoc109KoikeHSteeMMeldolesiJ.Pancreaticefectsofethionin:blockadeotosisand[],Lyaearanceofhacedecellulaci.Phsiol982ppcrinophagyandautorerneross[J]AmJ,1,2424:pgypy()G巧7-307.11-0RabenNPlotzPBrneBJ.AcidalhalucosidasedeficienclcoenosisteII,,ygy(gyyp,[]pgome2002-Ppdisease).CurrMolMed,,22:145166.口]()111ChenSNRehmanSKZhanWetal.Autohaisa化eraeutictaretinanticancerdru,,,[]gpgypgg--resistanceJiiitihiAtRiC2010062220229.BochmcaEBoscacaevewsonmic巧18:.[]py,()112hiNLevineBCuervoAetalAutohafitsdi巧泌ethroughcelluMizusMlarm过,,,gh[]pgy-re20087-selfdiestionJ.Natu451182:10691075.g,,[]()67
北京协和展学院硕dr研究生毕业论文113YuAASuH民TGV-1[]Llvaetal.egulatio打ofanAbeclinroramofau化hagiccelldeath,,,pgp--bcasase8J.Sc200430415.ience67:150002yp[],,巧巧1Learrvva1umJJBauerDEKonMtl.GowthfactorKulatio打ofautohaandcellsuil[叫,,g,gpgy-in化e油senceof巧optosisJ.Cell20051202:237248.],,[()115WanZHZhanJWanetal.Matrine过novelautohainhibholockstrafickin[]g,g,g乂,pgy。bgma-andtlcvaflloeasearc打oi128theroeoticatitionososorts?Cieness201334:1138.pyyp口]g,,()[116]YueW,HamaiA,TonelliGetal.Inh化itionoftheautophagicfluxbysalinomycininbreast-erocancerstemllinterfeei化也ruik/eni化rcelsrsweimai打tenanceJ.Atoha201395:pg[]pgy,,()714-729.H7MaXWWuYJinSB別al.GoldNanoparticlesInduceAutohaosomeAccumulation[],乂,pgthrouhSize-Deende打tNanoarticleUtakean过LsosomeImairmentAcsNano2011gpppyp师,,5-11:86298639.()118GalezPMaderITchoghandianAetal.Imairmentoflsosomalin化ritbyBIOa[]onz,,j,pygy,lycoslatedderivativeofbetulinicacidleadstolsosomalcelldeathandconvertsautohagy,ypgyD-it.121noadetrimentalrocessJCelleathDi瓶r20913;371346.,,:p[]巧)11LuJManninBDCanleLCTaretinePI3K-Akahwainr9o;[,t,thtthumancance],gyggpy民aandro200627-26tionalemise?Cell13:20.p的,,()120BetzCHa.Wereattll]llMNhismTORandwhisitdoinhere?J.JournalofCelBioo,,[g[]gy2043-13203:56574.,()--12。MaiuriMCZalckvarEKimcWA巧al.Selfeatingandselfkillin:crosstalkbetween,,,g[oeB-autohaandatosis?Nature民eviewsMolecularClliolo200789:741752.pgy,,pp…gy()XXHHi-122uuaYNNairSl.Ak2knockoreservesiihfa[],tat山cardacfunctio打nht,,epg出e-rretinducedobesitybrescui口cardiacautohaosomematuationJournalofMoleculaCllygpg町201352-Bio.lo3:21212gy,,()[123]ZhangYM,XuXH,民enJ.MTO民overactivationandinterrupteda山ophagyfluxinobeseear-hts:AiJt2013:;31.diceyssepbly?.Auohagy99994a[]p,,巧)4Li12WangK,uR,LiJY,etal.uercetininducesrotectiveautohainastriccancercells;[]Qppgyg----involvementofAktmTORandhoxiainducedfactorlamediatedsignalinJ].Autoha,ypg[pgy201-:6978.17996,()refordYcol.ribrCttiit125BaMDParkMA,aubAetaSoafenEnhancesPemetexedooxc[],,yyr-DthouhanAutoha>en.cientMechanisminCancerCellsCancerResearch20117114:gpgyq…,,()4955-4967.26Z1KaoorV,aharievaMM,DasSN,etal.Erufbsinesimultaneouslinducesaotosisand[]pyppbdek-autophagyymo山atin化AtmTORsinalinathwainoralsuamousceUcarcinomaJ.gggpyq[]2012319l39-48CancerLett:.^,()127MaSChanKWHuLetal.Identificationandcharacterizatio打oftumorieniclivercancer[],,,gsroo172542-tem/roenitorcells.Gastroentel200732:2巧6.pg口]gy,,()+[12巧SongYJ,ZhangSS,GuoXI^,etal.Autophagycontributes化thesurvivalofCD133liver-mcel.cancerstelsinthehoxicandnutrientderivedtumormicroenvironmentJCancerLettypp[],20170-8113巧9:.,()68
北京协和医学院硕:ir研巧生毕业论文附录攻读硕±期间发表、待发表文章;*1.孙海燕.,刘稽落,陈四保升麻中环费萝蜜烧H巧化学成分及其抗肿瘤活-2性的研巧.命爲游学015133:342%.,2,()-----2-Don.HaivanSun、BeibeiLiuJiananHuLiiaXuShunwanChanmei,yg,j,,g*Zhangen-caeandS-打ewccoaraneerenoom,WiY.ibaoChen.AylttritpidfrCV/wl-/czwg幻e化沁i打ducesmitochondrialaotosisi打breastcancercelsMCF7/於,ppviainhibitionofRaf/MEK/ERKpathway.ChineseMedicine,ManuscriptNumber;2690333091459603,inpress.(IF:2.34)Yu-H----Wu-3.inGuoaiv泣nSun,Chio打ChanBeibeiLiuJianho打Shunwanqg,,,,g*KWAn--anDaniMokK.TZhiYuChel..femee.Wselin.andSibaoChen.,,,gAntiproliferativeandapoptosisinducingactivi巧ofCentipedamininaextracton苗nasoharnea-pyglcarcinomaCNE1cells.ChineseMedicine.ManuscriptNumber:2一117771885144733inress.IF;2.34(共同第作者),p()X>*JenMFLeIZhuoZJHYenZSZhanDMYe4.Hu乂ChiSun,ChShiZ,,,,,g,*WC-MB-巧Bufaltosso1cellthrouactvatonof.ininducesapopifMDAghiiJNK/Wa-pthwa./oMiTia/1//;成1橡¥.20154:4753.py,口)5.ZhenjianZhuo,JianyangHu,MinfenChen,XuepingLei,LijuanDeng,NanYao,**QunlongPen,HaivanSun,WencaiYe足DonmeiZhan.%\ilanthonegggtHuhtiinducesG〇/Gicellcclearresaotosisandinhibits7cancercellrowhny,ppgvitroandinvivocenceorts..nrearai.SitifiRpIF;5078(Iton)()pp的
北京协和医学院硕±研究生毕业论文致谢在本论文即将完成之际,谨向曾给予我指导和帮助的人们表示最诚擎的感谢!衷也感谢导师陈四保研巧员这H年来在学习及生活上给予的关怀,从论文选题、实验设计到论文撰写等各方面,都离不开导师的指导和付出。他严谨求实的治学态度,谦虚谨慎的学者风范,执著忘我的工作态度及和璃宽容的待人之道,永远值得我们学习。恃别感谢壁南大学药学院叶文才教授及张冬梅副研究员在我的学习工作和生活中给予的指导和关怀,尤其是张冬梅副研究员在实验方面给予的指、导和帮助,我将铭记于屯。感谢香港理工大学深圳研究院Joyce、刘落稽和宋文娇等在我的生活和实验中提供的各种帮助。感谢香港理工大学深圳研究院W及暨南大学药学院提供的优越的技术平台和科研环境,使我的实验得W顺利进行。感谢国家自然科学基金(No.81373W3)、国家自然科学青年基金(No.81303203)化及深圳市基础研究项目(JCYJ201206181734U244)给予的资金支持。感谢药用植物研究所研巧生处彭勇レ、林佳和刘俭老师ッ及许利嘉老师,感谢他们不厌其烦地帮我解决生活及工作上的各种问题,感谢2012级硕±一一生活!班的同学们,回忆与你们在起的研,仍然觉得满满的幸福感谢豊南大学药学院的师兄师姐W及师弟师妹们在我的生活和实验中提供的各种帮助,特别感谢胡坚杨同学,是你在我的实验最最困难的时候给了我极大的支持与鼓励,是你让我单调枯燥的求学路变得那么充实那么有意!义。谢谢你们在暨南大学给我留下的种种美好最后,特别感谢我的父母和我的哥哥,你们的支持和不离不弃是我今生最大的财富!。在此希望你们永远健康快乐至此,H年的研巧生活给我留下来太多太多的感动,感谢在这最美好的王年时光有你们的陪伴。我会不断鞭策自己必中的梦想不断前行!,为孙海燕2015年5月20号70
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