大金发藓有效抗癌成分分析及诱导白血病细胞凋亡的机制研究

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基本信息

  • 批准号：
    81202957
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    24.0万
  • 负责人：
    汤薇
  • 依托单位：
    陕西师范大学
  • 学科分类：
    H3210.中药抗肿瘤药理
  • 结题年份：
    2015
  • 批准年份：
    2012
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2013-01-01 至2015-12-31

项目摘要

Polytrichum commune L.ex Hedw. is a medicinal moss in Qin-ba mountain area. This project intends to research the apoptosis pathway, signaling control and molecular mechanism in leukemia cells which were induced to apoptosis by anti-cancer chemical component extracted from Polytrichum commune L.ex Hedw. in vitro, and discuss the anti-cancer effect on tumor-bearing mice. High performance liquid chromatography, mass spectrometry, nuclear magnetic resonance and infrared spectroscopy technology are used to extract and analyze the anti-cancer chemical component in Polytrichum commune L.ex Hedw. Immunofluorescence, Western blotting and RT-PCR detection are applied to detect the level altering of apoptosis related proteins and caspases. After adding intrinsic or extrinsic apoptosis pathway specific caspase inhibitors, apoptosis ratio is detected to reveal the signaling pathway involved in Polytrichum commune L.ex Hedw. induced leukemia cells apoptosis. Using in vivo imaging technology, electron microscopy and molecular biology technology, the tumor growth inhibition, altering of weight and survival time with different administration methods, ultrastructural changes of the tumor tissues and apoptosis related proteins expression are analyzed to identify the consistency and difference of the anti-cancer mechanism between in vitro and in vivo, and illuminate the biological mechanisms of Polytrichum commune L.ex Hedw. induced leukemia cell apoptosis.
本项目以秦巴山区药用苔藓大金发藓为研究材料，选择不同白血病细胞系为细胞模型，通过离体实验进行大金发藓有效抗癌成分选择性诱导白血病细胞凋亡的信号转导通路和分子生物学机制研究，并建立L1210荷瘤小鼠实验动物模型开展在体抗癌研究。本研究通过高效液相色谱、质谱、核磁共振和红外光谱技术分离纯化大金发藓有效抗癌成分；应用免疫荧光、免疫印迹和RT-PCR技术分析细胞内凋亡相关蛋白和Caspase家族蛋白的表达活化，通过加入内、外源性凋亡通路特异性Caspase抑制剂，揭示大金发藓诱导白血病细胞凋亡的信号转导通路；利用小动物活体成像、电镜及分子生物学技术分析不同给药方式下荷瘤小鼠体内肿瘤生长抑制状况、体重和存活期变化、肿瘤组织超微结构变化和凋亡相关蛋白表达，求证大金发藓有效抗癌成分在离体实验和在体研究抗癌机制的一致性和差异。以期从细胞及在体水平阐明大金发藓有效抗癌成分诱导白血病细胞凋亡的分子生物学机制。

结项摘要

本项目以秦巴山区大金发藓为研究材料，以白血病细胞为模型，通过离体实验进行大金发藓抗癌成分选择性诱导白血病细胞凋亡的信号转导通路和分子机制研究。通过试管法、纸色谱法、高效液相色谱仪，分析了大金发藓乙醇提取物及各极性成分组的化学成分；选择多种肿瘤细胞，对大金发藓抗癌活性成分进行筛选；重点研究了抗癌活性最好的乙酸乙酯成分组（PC-EEF）诱导白血病细胞凋亡的作用靶点、细胞信号转导途径和关键调控因子；采用加入ROS抑制剂NAC、Ca2+螯合剂BAPTA-AM，并结合P-gp的特异性抑制剂LY335979，探讨了ROS和Ca2+在PC-EEF抗肿瘤效应中的主导地位和调控作用；阐明了白血病细胞在PC-EEF作用下的死亡模式及分子机制。取得的阶段性研究成果如下：①大金发藓乙醇提取物（EPCLH）中含有生物碱、黄酮、皂苷、蒽醌、香豆素类化合物，氯仿成分组中主要富含生物碱类化合物，乙酸乙酯成分组中以黄酮类成分为主，正丁醇成分组则为皂苷类化合物；高效液相色谱图显示从EPCLH中共分离得到17个特征峰。②EPCLH能显著抑制多种肿瘤细胞的增殖，其中对白血病细胞的毒性作用最强。经比较PC-EEF的抗癌活性最为突出。此外大金发藓孢子体乙醇提取物对L1210细胞和U937细胞的增殖抑制能力明显优于其配子体。③通过Annexin V/7-AAD荧光双染、DAPI核染色、Western检测Caspase-9的活化等方法证实EPCLH和PC-EEF可诱导白血病细胞L1210发生凋亡，线粒体-caspase依赖性凋亡通路在其中起重要作用。另外PC-EEF处理后胞内ROS显著升高，加入ROS清除剂NAC后，明显抑制线粒体损伤和DNA片段化，提示ROS在PC-EEF诱导白血病细胞凋亡过程中起重要作用。④通过Fluo 4-AM染色检测胞内Ca2+水平、Western检测Bcl-2/Bax比率、Caspase 3活化及PARP剪切和应用Ca2+螯合剂BAPTA-AM等实验证实PC-EEF能够损伤K562细胞的膜系统并触发Ca2+依赖的线粒体凋亡。⑤通过加入P-gp抑制剂LY335979、ROS抑制剂NAC等研究了PC-EEF联合DOX诱导耐药株K562/DOX的凋亡机制，发现PC-EEF可通过诱导氧化DNA损伤及抑制PI3K/Akt/mTOR信号通路增效DOX对K562/DOX细胞的凋亡诱导效应。

项目成果

期刊论文数量（7）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Induction of Mitochondrial Dependent Apoptosis in Human Leukemia K562 Cells by Meconopsis integrifolia: A Species from Traditional Tibetan Medicine.
传统藏药绿绒蒿诱导人白血病 K562 细胞线粒体依赖性细胞凋亡。
  • DOI：
    10.3390/molecules200711981
  • 发表时间：
    2015-06-30
  • 期刊：
    Molecules (Basel, Switzerland)
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Fan J;Wang P;Wang X;Tang W;Liu C;Wang Y;Yuan W;Kong L;Liu Q
  • 通讯作者：
    Liu Q
Anti-tumor and pro-apoptotic activity of ethanolic extract and its various fractions from Polytrichum commune L.ex Hedw in L1210 cells
Polytrichum commune L.ex Hedw 乙醇提取物及其不同组分对 L1210 细胞的抗肿瘤和促凋亡活性
  • DOI：
    10.1016/j.jep.2012.05.054
  • 发表时间：
    2012-08-30
  • 期刊：
    JOURNAL OF ETHNOPHARMACOLOGY
  • 影响因子：
    5.4
  • 作者：
    Cheng, Xiaoxia;Xiao, Yaping;Liu, Quanhong
  • 通讯作者：
    Liu, Quanhong
The ethyl acetate fraction of Polytrichum commune L.ex Hedw induced cell apoptosis via reactive oxygen species in L1210 cells
Polytrichum commune L.ex Hedw 的乙酸乙酯部分通过活性氧诱导 L1210 细胞凋亡
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    Journal of Ethnopharmacology
  • 影响因子：
    5.4
  • 作者：
    Xiaobing Wang;Yuetao Zhou;Han Yan;Quanhong Liu
  • 通讯作者：
    Quanhong Liu
大金发藓化学成分预试及其肿瘤细胞毒活性研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    天然产物研究与开发
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    汤薇;王亚芹;袁文娟;肖娅萍
  • 通讯作者：
    肖娅萍
金发藓属化学成分及抗肿瘤作用研究进展
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    陕西师范大学学报(自然科学版)
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    成晓霞;张志琪;肖娅萍;刘全宏
  • 通讯作者：
    刘全宏

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    汤薇
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  • 作者：
    赵本良;温婷;章家恩;汤薇;刘金苓
  • 通讯作者：
    刘金苓

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
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          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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