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刺參粘多糖誘導(dǎo)人宮頸癌細(xì)胞株凋亡的機(jī)制探究:從細(xì)胞信號(hào)到分子調(diào)控一、引言1.1研究背景與意義宮頸癌是全球范圍內(nèi)嚴(yán)重威脅女性健康的常見(jiàn)惡性腫瘤之一。據(jù)世界衛(wèi)生組織國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)(IARC)發(fā)布的2020年全球癌癥負(fù)擔(dān)數(shù)據(jù)顯示,當(dāng)年全球?qū)m頸癌新發(fā)病例約60.4萬(wàn),死亡病例約34.2萬(wàn),其發(fā)病率和死亡率在女性惡性腫瘤中均位居前列。在中國(guó),每年也有大量新發(fā)病例,嚴(yán)重影響著廣大女性的生命質(zhì)量和家庭幸福。目前,臨床上對(duì)于宮頸癌的治療手段主要包括手術(shù)、放療和化療。手術(shù)治療適用于早期宮頸癌患者,但手術(shù)創(chuàng)傷較大,可能會(huì)對(duì)患者的生殖系統(tǒng)和泌尿系統(tǒng)功能造成影響,降低患者術(shù)后的生活質(zhì)量。放療則通過(guò)高能射線殺死癌細(xì)胞,但放療在殺傷癌細(xì)胞的同時(shí),也會(huì)對(duì)周圍正常組織產(chǎn)生輻射損傷,引發(fā)如放射性膀胱炎、直腸炎等一系列不良反應(yīng)?;熓褂没瘜W(xué)藥物抑制癌細(xì)胞的生長(zhǎng)和分裂,然而化療藥物缺乏特異性,在攻擊癌細(xì)胞的同時(shí),也會(huì)損害正常細(xì)胞,導(dǎo)致患者出現(xiàn)惡心、嘔吐、脫發(fā)、骨髓抑制等嚴(yán)重的毒副作用。此外,腫瘤細(xì)胞對(duì)化療藥物還容易產(chǎn)生耐藥性,使得化療效果逐漸降低,治療失敗的風(fēng)險(xiǎn)增加。因此,開(kāi)發(fā)新型、高效且低毒的治療方法或藥物,對(duì)于改善宮頸癌患者的治療效果和預(yù)后具有重要的臨床意義。刺參,作為一種珍貴的海洋生物,富含多種生物活性物質(zhì),其中刺參粘多糖(Stichopusjaponicusmucopolysaccharide,SJAMP)備受關(guān)注?,F(xiàn)代藥理研究表明,刺參粘多糖具有多種生物活性,包括抗凝血、抗血栓、抗腫瘤、免疫調(diào)節(jié)等作用。在抗腫瘤方面,刺參粘多糖已被證實(shí)能夠抑制多種惡性腫瘤細(xì)胞的增殖,誘發(fā)細(xì)胞凋亡。研究發(fā)現(xiàn)刺參粘多糖對(duì)肝癌腹水型腫瘤小鼠具有明顯的抗腫瘤活性,其抑瘤率為73.56%,還能顯著抑制小鼠乳癌和S180腫瘤細(xì)胞DNA的合成,抑制腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)。細(xì)胞凋亡是一種由基因調(diào)控的程序性細(xì)胞死亡過(guò)程,在維持機(jī)體正常生理平衡和細(xì)胞穩(wěn)態(tài)中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。當(dāng)細(xì)胞受到內(nèi)外界凋亡信號(hào)刺激時(shí),會(huì)啟動(dòng)一系列復(fù)雜的凋亡信號(hào)通路,促使細(xì)胞發(fā)生凋亡。線粒體凋亡途徑是細(xì)胞凋亡的重要途徑之一,在腫瘤的發(fā)生發(fā)展過(guò)程中,線粒體凋亡途徑常常受到異常調(diào)控,導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞逃避凋亡,從而不斷增殖和擴(kuò)散。許多抗腫瘤藥物都是通過(guò)激活線粒體凋亡途徑來(lái)誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡,發(fā)揮抗癌作用。探究刺參粘多糖對(duì)宮頸癌細(xì)胞凋亡的影響及其作用機(jī)制,對(duì)于揭示其抗腫瘤作用機(jī)制,開(kāi)發(fā)基于線粒體凋亡途徑的新型抗腫瘤藥物具有重要的理論和實(shí)踐意義。本研究旨在深入探討刺參粘多糖誘導(dǎo)人宮頸癌細(xì)胞株凋亡的作用及其潛在機(jī)制,為宮頸癌的治療提供新的藥物靶點(diǎn)和治療策略,有望改善宮頸癌患者的治療效果和預(yù)后,具有重要的臨床應(yīng)用價(jià)值。1.2研究目的本研究旨在深入探究刺參粘多糖對(duì)人宮頸癌細(xì)胞株凋亡的誘導(dǎo)作用及其詳細(xì)作用機(jī)制。通過(guò)細(xì)胞實(shí)驗(yàn),運(yùn)用MTT法、流式細(xì)胞術(shù)、Hoechst33258染色、JC-1染色等技術(shù),檢測(cè)刺參粘多糖對(duì)人宮頸癌細(xì)胞株增殖抑制、凋亡率、細(xì)胞形態(tài)、線粒體膜電位、細(xì)胞色素C釋放以及Caspase-3、Caspase-9活性等方面的影響。并通過(guò)蛋白免疫印跡法(WesternBlot)檢測(cè)線粒體凋亡途徑相關(guān)蛋白Bcl-2、Bax、p53等的表達(dá)變化,明確刺參粘多糖是否通過(guò)激活線粒體凋亡途徑誘導(dǎo)人宮頸癌細(xì)胞株凋亡,以及相關(guān)蛋白在這一過(guò)程中的調(diào)控作用。為開(kāi)發(fā)新型、高效、低毒的抗宮頸癌藥物提供科學(xué)依據(jù)和理論支持,推動(dòng)基于天然產(chǎn)物的抗腫瘤藥物研發(fā)進(jìn)程,為宮頸癌患者帶來(lái)新的治療希望和選擇。1.3國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀在國(guó)外,對(duì)海洋生物活性物質(zhì)的研究一直是熱點(diǎn)領(lǐng)域。眾多學(xué)者對(duì)海參及其多糖類成分進(jìn)行了多方面探索,在海參多糖的結(jié)構(gòu)鑒定、化學(xué)修飾以及部分生物活性機(jī)制研究上取得了一定成果。有研究通過(guò)先進(jìn)的色譜和光譜技術(shù),對(duì)海參多糖的精細(xì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行解析,發(fā)現(xiàn)其結(jié)構(gòu)的多樣性與生物活性密切相關(guān)。在抗腫瘤研究方向,國(guó)外有團(tuán)隊(duì)將海參多糖與其他藥物聯(lián)合應(yīng)用于腫瘤細(xì)胞實(shí)驗(yàn)和動(dòng)物模型,觀察聯(lián)合用藥的抗腫瘤效果及對(duì)機(jī)體免疫系統(tǒng)的影響。但針對(duì)刺參粘多糖誘導(dǎo)宮頸癌細(xì)胞凋亡及其作用機(jī)制的研究相對(duì)較少,尤其是從線粒體凋亡途徑這一角度深入探究的報(bào)道較為罕見(jiàn)。國(guó)內(nèi)對(duì)于刺參粘多糖的研究起步較晚,但發(fā)展迅速。在提取工藝方面,科研人員不斷優(yōu)化刺參粘多糖的提取方法,如采用酶解法、超聲輔助提取法等,以提高多糖的提取率和純度。在生物活性研究上,國(guó)內(nèi)學(xué)者已證實(shí)刺參粘多糖具有抗凝血、抗腫瘤、免疫調(diào)節(jié)等多種功效。在抗腫瘤研究中,發(fā)現(xiàn)刺參粘多糖能夠抑制多種腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng),包括肝癌、乳腺癌、肺癌等細(xì)胞株。有研究表明刺參粘多糖可通過(guò)調(diào)控腫瘤細(xì)胞的周期,使細(xì)胞阻滯在特定時(shí)期,從而抑制其增殖。在宮頸癌治療與研究領(lǐng)域,國(guó)內(nèi)外學(xué)者主要集中在傳統(tǒng)治療手段的改進(jìn)以及新型靶向藥物的研發(fā)。手術(shù)、放療和化療仍是主要治療方法,而新型靶向藥物的研發(fā)多針對(duì)宮頸癌發(fā)生發(fā)展過(guò)程中的關(guān)鍵分子靶點(diǎn),如人乳頭瘤病毒(HPV)相關(guān)蛋白、細(xì)胞信號(hào)通路中的關(guān)鍵激酶等。針對(duì)宮頸癌細(xì)胞凋亡的研究,主要圍繞常見(jiàn)化療藥物、天然產(chǎn)物提取物以及物理治療手段對(duì)宮頸癌細(xì)胞凋亡的誘導(dǎo)作用及其機(jī)制展開(kāi)。有研究探討了順鉑等化療藥物誘導(dǎo)宮頸癌細(xì)胞凋亡的分子機(jī)制,發(fā)現(xiàn)其可通過(guò)激活死亡受體途徑和線粒體凋亡途徑來(lái)誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。然而,目前對(duì)于刺參粘多糖誘導(dǎo)人宮頸癌細(xì)胞株凋亡的研究仍存在一定局限性。多數(shù)研究?jī)H停留在觀察刺參粘多糖對(duì)宮頸癌細(xì)胞增殖和凋亡的初步影響,對(duì)于其作用的詳細(xì)分子機(jī)制,尤其是通過(guò)線粒體凋亡途徑的具體作用機(jī)制尚未完全明確。相關(guān)蛋白如Bcl-2、Bax、p53等在這一過(guò)程中的調(diào)控作用及相互關(guān)系也有待進(jìn)一步深入探究。同時(shí),刺參粘多糖與其他抗腫瘤藥物聯(lián)合應(yīng)用于宮頸癌治療的協(xié)同作用和機(jī)制研究也較少,限制了其在宮頸癌臨床治療中的應(yīng)用和發(fā)展。本研究旨在彌補(bǔ)這些不足,深入探究刺參粘多糖誘導(dǎo)人宮頸癌細(xì)胞株凋亡的作用及其通過(guò)線粒體凋亡途徑的作用機(jī)制,為宮頸癌的治療提供新的思路和理論依據(jù)。二、刺參粘多糖與細(xì)胞凋亡相關(guān)理論基礎(chǔ)2.1刺參粘多糖概述刺參粘多糖,作為從刺參體壁中提取出的一種重要生物活性成分,在海洋生物活性物質(zhì)研究領(lǐng)域備受關(guān)注。其提取方法豐富多樣,常見(jiàn)的有熱水提取法、酶解法、超聲輔助提取法等。熱水提取法操作相對(duì)簡(jiǎn)單,是利用熱水作為溶劑,在一定溫度和時(shí)間條件下,使刺參體壁中的多糖溶解于水中,然后通過(guò)過(guò)濾、濃縮、醇沉等步驟獲得粗多糖。酶解法具有反應(yīng)條件溫和、多糖結(jié)構(gòu)破壞小的優(yōu)點(diǎn),它利用蛋白酶、纖維素酶等對(duì)刺參體壁進(jìn)行酶解,以去除雜質(zhì)并釋放多糖,從而提高多糖的提取率和純度。超聲輔助提取法則借助超聲波的空化作用、機(jī)械效應(yīng)和熱效應(yīng),加速多糖從刺參體壁中的溶出,顯著縮短提取時(shí)間,提高提取效率。刺參粘多糖在結(jié)構(gòu)上具有獨(dú)特性,屬于硫酸多糖,由D-N-乙酰氨基半乳糖、D-葡萄糖醛酸、L-巖藻糖和硫酸基組成,相對(duì)分子質(zhì)量在4至5萬(wàn)道爾頓左右。在溶液中,刺參粘多糖以離子形式存在,這賦予了它與帶正電的離子或成分相互作用的能力,屬于聚陰離子。這種聚陰離子性質(zhì)以及在溶液中的不同構(gòu)象,構(gòu)成了其多種生物學(xué)作用的基礎(chǔ)。刺參粘多糖的結(jié)構(gòu)中,糖基之間的連接方式、硫酸基的取代位置和含量等因素,都對(duì)其生物活性產(chǎn)生重要影響。研究表明,硫酸基含量較高的刺參粘多糖可能具有更強(qiáng)的抗凝血、抗腫瘤等活性。在理化性質(zhì)方面,刺參粘多糖通常為白色或淡黃色粉末,易溶于水,不溶于乙醇、丙酮等有機(jī)溶劑。其水溶液具有一定的粘性,這與多糖分子之間的相互作用以及在溶液中的構(gòu)象有關(guān)。刺參粘多糖還具有較強(qiáng)的吸濕性,在保存過(guò)程中需要注意防潮。刺參粘多糖對(duì)溫度、pH值等環(huán)境因素較為敏感。在高溫或極端pH值條件下,其結(jié)構(gòu)可能會(huì)發(fā)生改變,從而導(dǎo)致生物活性的降低。在酸性條件下,刺參粘多糖的糖苷鍵可能會(huì)發(fā)生水解,影響其結(jié)構(gòu)完整性和生物活性;在堿性條件下,硫酸基可能會(huì)發(fā)生脫落,同樣對(duì)其活性產(chǎn)生不利影響。刺參粘多糖的獨(dú)特結(jié)構(gòu)是其展現(xiàn)多種生物活性的關(guān)鍵基礎(chǔ)。其復(fù)雜的糖基組成和特定的連接方式,以及硫酸基的存在和分布,為其與細(xì)胞表面受體、酶等生物分子的特異性結(jié)合提供了結(jié)構(gòu)基礎(chǔ),進(jìn)而引發(fā)一系列的生物學(xué)效應(yīng)。刺參粘多糖的聚陰離子性質(zhì)使其能夠與體內(nèi)的陽(yáng)離子物質(zhì)相互作用,調(diào)節(jié)體內(nèi)的離子平衡和生理過(guò)程。在抗腫瘤方面,刺參粘多糖可能通過(guò)與腫瘤細(xì)胞表面的特定受體結(jié)合,干擾腫瘤細(xì)胞的信號(hào)傳導(dǎo)通路,抑制腫瘤細(xì)胞的增殖和轉(zhuǎn)移;在免疫調(diào)節(jié)方面,它可能與免疫細(xì)胞表面的分子相互作用,激活免疫細(xì)胞,增強(qiáng)機(jī)體的免疫功能。2.2細(xì)胞凋亡機(jī)制解析2.2.1細(xì)胞凋亡信號(hào)傳遞途徑細(xì)胞凋亡信號(hào)傳遞途徑主要分為外源性途徑和內(nèi)源性途徑,它們?cè)诩?xì)胞凋亡的調(diào)控中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。外源性途徑,又稱為死亡受體途徑,主要由細(xì)胞表面的死亡受體啟動(dòng)。死亡受體是一類屬于腫瘤壞死因子(TNF)受體超家族的跨膜蛋白,其中Fas(也稱為Apo1或CD95)是研究較為深入的關(guān)鍵凋亡受體之一。Fas配體(FasL)是一種存在于細(xì)胞表面的三聚體內(nèi)膜蛋白。當(dāng)細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞表面的Fas配體接觸靶細(xì)胞時(shí),F(xiàn)as配體與靶細(xì)胞上的Fas結(jié)合,使Fas發(fā)生三聚化。三聚化后的Fas通過(guò)其胞內(nèi)的死亡結(jié)構(gòu)域(DeathDomain,DD)招募一種叫做FADD(帶有死亡結(jié)構(gòu)域的Fas相關(guān)蛋白)的連接蛋白。FADD通過(guò)其死亡效應(yīng)域(DeathEffectorDomain,DED)與pro-caspase8的原結(jié)構(gòu)域上的死亡效應(yīng)域相互作用,結(jié)合pro-caspase8,形成死亡誘導(dǎo)信號(hào)復(fù)合物(Death-InducingSignalingComplex,DISC)。在DISC中,pro-caspase8單體發(fā)生二聚并獲得催化活性,這些二聚體可以切割相鄰的二聚體,產(chǎn)生并釋放異四聚體活性caspase8?;钚詂aspase8可以直接激活下游的效應(yīng)caspase,如caspase3、caspase6和caspase7,從而啟動(dòng)caspase級(jí)聯(lián)反應(yīng),導(dǎo)致細(xì)胞凋亡。在某些細(xì)胞類型中,caspase8還可以切割BH3-only蛋白Bid,生成截短的Bid(tBid)。tBid可以轉(zhuǎn)移到線粒體,激活內(nèi)源性凋亡途徑,進(jìn)一步放大凋亡信號(hào)。內(nèi)源性途徑,即線粒體介導(dǎo)的凋亡途徑,在細(xì)胞受到內(nèi)部應(yīng)激信號(hào)如DNA損傷、缺氧、氧化應(yīng)激等刺激時(shí)被激活。線粒體在細(xì)胞凋亡中扮演著核心角色,其外膜上存在著B(niǎo)cl-2家族蛋白,該家族蛋白分為促凋亡蛋白(如Bax、Bak等)和抗凋亡蛋白(如Bcl-2、Bcl-xL等)。在健康細(xì)胞中,Bak在線粒體外膜分布,Bax在細(xì)胞質(zhì)中。當(dāng)細(xì)胞受到凋亡信號(hào)刺激時(shí),Bax和Bak會(huì)發(fā)生構(gòu)象改變,深入線粒體外膜,形成寡聚膜孔。這些膜孔的形成使得線粒體膜通透性增加,導(dǎo)致線粒體膜間隙中的促凋亡因子如細(xì)胞色素C、Smac/DIABLO和內(nèi)切酶G等釋放到細(xì)胞質(zhì)中。其中,細(xì)胞色素C的釋放是內(nèi)源性凋亡途徑的關(guān)鍵步驟。細(xì)胞色素C釋放到細(xì)胞質(zhì)后,與凋亡蛋白酶激活因子1(Apaf-1)和ATP結(jié)合,形成具有七個(gè)輻條的輪狀結(jié)構(gòu),即細(xì)胞凋亡小體。凋亡小體中的Apaf-1通過(guò)其CARD結(jié)構(gòu)域結(jié)合并激活pro-caspase9,激活的caspase9再激活下游的效應(yīng)caspase,如caspase3、caspase6和caspase7,引發(fā)caspase級(jí)聯(lián)反應(yīng),最終導(dǎo)致細(xì)胞凋亡。外源性途徑和內(nèi)源性途徑并不是完全獨(dú)立的,它們之間存在著相互聯(lián)系和交叉對(duì)話。如前文所述,外源性途徑中產(chǎn)生的tBid可以激活內(nèi)源性途徑,從而實(shí)現(xiàn)兩條途徑之間的信號(hào)傳遞和協(xié)同作用,共同調(diào)控細(xì)胞凋亡的發(fā)生和發(fā)展。2.2.2細(xì)胞凋亡的酶學(xué)機(jī)制細(xì)胞凋亡的酶學(xué)機(jī)制主要涉及caspases蛋白酶家族和核酸內(nèi)切酶,它們?cè)诩?xì)胞凋亡過(guò)程中發(fā)揮著不可或缺的作用。caspases蛋白酶家族是細(xì)胞凋亡過(guò)程中的關(guān)鍵執(zhí)行者,屬于半胱氨酸天冬氨酸特異性蛋白酶。目前已發(fā)現(xiàn)的caspases家族成員有14種,根據(jù)其在凋亡中的功能可分為啟動(dòng)型caspases(如caspase-8、caspase-9等)和效應(yīng)型caspases(如caspase-3、caspase-6、caspase-7等)。啟動(dòng)型caspases通常以無(wú)活性的酶原形式存在于細(xì)胞中,當(dāng)細(xì)胞接收到凋亡信號(hào)時(shí),它們通過(guò)與特定的接頭蛋白結(jié)合,形成復(fù)合物,發(fā)生自身切割和激活。如在外源性凋亡途徑中,F(xiàn)as與FasL結(jié)合形成DISC后,招募pro-caspase8并使其激活;在內(nèi)源性凋亡途徑中,細(xì)胞色素C與Apaf-1和ATP結(jié)合形成凋亡小體,激活pro-caspase9。激活后的啟動(dòng)型caspases能夠特異性地切割并激活下游的效應(yīng)型caspases,引發(fā)caspases級(jí)聯(lián)反應(yīng)。效應(yīng)型caspases被激活后,會(huì)作用于一系列細(xì)胞內(nèi)的底物蛋白,這些底物蛋白參與細(xì)胞的各種結(jié)構(gòu)和功能維持,如細(xì)胞骨架蛋白、DNA修復(fù)酶、轉(zhuǎn)錄因子等。通過(guò)對(duì)這些底物蛋白的切割,導(dǎo)致細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能的破壞,最終引發(fā)細(xì)胞凋亡的形態(tài)學(xué)變化,如細(xì)胞膜皺縮、染色質(zhì)凝聚、DNA片段化和凋亡小體形成等。caspase-3可以切割多聚(ADP-核糖)聚合酶(PARP),PARP是一種參與DNA修復(fù)的酶,其被切割后導(dǎo)致DNA修復(fù)功能受損,促進(jìn)細(xì)胞凋亡;caspase-6可以切割核纖層蛋白,使細(xì)胞核結(jié)構(gòu)解體,染色質(zhì)凝聚。核酸內(nèi)切酶在細(xì)胞凋亡中也起著重要作用,其中最具代表性的是caspase激活的脫氧核糖核酸酶(CAD)。在正常細(xì)胞中,CAD與其抑制蛋白ICAD結(jié)合,以無(wú)活性的復(fù)合物形式存在。當(dāng)細(xì)胞發(fā)生凋亡時(shí),效應(yīng)型caspases如caspase-3被激活,caspase-3切割I(lǐng)CAD,使CAD釋放并激活。激活后的CAD進(jìn)入細(xì)胞核,在核小體間的連接部位切割DNA,將染色體DNA降解為180-200bp整數(shù)倍的寡核苷酸片段,這是細(xì)胞凋亡的特征性生化改變之一。在瓊脂糖凝膠電泳上,這些寡核苷酸片段呈現(xiàn)出典型的“梯狀”條帶,被稱為DNAladder,可作為檢測(cè)細(xì)胞凋亡的重要指標(biāo)。核酸內(nèi)切酶對(duì)DNA的裂解作用,進(jìn)一步破壞了細(xì)胞的遺傳物質(zhì),確保細(xì)胞凋亡過(guò)程的不可逆性,使細(xì)胞最終走向死亡。2.2.3線粒體在細(xì)胞凋亡中的核心作用線粒體在細(xì)胞凋亡中占據(jù)核心地位,它不僅是細(xì)胞的能量代謝中心,還參與了細(xì)胞凋亡信號(hào)的轉(zhuǎn)導(dǎo)和調(diào)控。當(dāng)細(xì)胞受到內(nèi)外界凋亡信號(hào)刺激時(shí),線粒體的結(jié)構(gòu)和功能會(huì)發(fā)生一系列變化,最終導(dǎo)致細(xì)胞凋亡的發(fā)生。線粒體釋放促凋亡因子是其引發(fā)細(xì)胞凋亡的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在正常生理狀態(tài)下,線粒體的外膜保持完整,內(nèi)膜上的電子傳遞鏈和氧化磷酸化過(guò)程正常進(jìn)行,維持著細(xì)胞的能量供應(yīng)。當(dāng)細(xì)胞遭受DNA損傷、缺氧、氧化應(yīng)激等凋亡信號(hào)刺激時(shí),線粒體膜電位會(huì)發(fā)生去極化,線粒體通透性轉(zhuǎn)換孔(mPTP)開(kāi)放。mPTP是由線粒體內(nèi)外膜上的多種蛋白質(zhì)組成的非特異性通道,其開(kāi)放會(huì)導(dǎo)致線粒體膜通透性增加,線粒體膜間隙中的促凋亡因子如細(xì)胞色素C、Smac/DIABLO和凋亡誘導(dǎo)因子(AIF)等釋放到細(xì)胞質(zhì)中。細(xì)胞色素C的釋放是線粒體介導(dǎo)細(xì)胞凋亡的關(guān)鍵事件。細(xì)胞色素C是一種位于線粒體膜間隙的可溶性蛋白質(zhì),在呼吸鏈中參與電子傳遞。當(dāng)它釋放到細(xì)胞質(zhì)后,與凋亡蛋白酶激活因子1(Apaf-1)和ATP結(jié)合,形成凋亡小體。凋亡小體中的Apaf-1通過(guò)其CARD結(jié)構(gòu)域招募并激活pro-caspase9,激活的caspase9進(jìn)而激活下游的效應(yīng)caspases,如caspase-3、caspase-6和caspase-7,啟動(dòng)caspases級(jí)聯(lián)反應(yīng),導(dǎo)致細(xì)胞凋亡。Smac/DIABLO釋放到細(xì)胞質(zhì)后,能夠與凋亡抑制蛋白(IAPs)結(jié)合,解除IAPs對(duì)caspases的抑制作用,從而促進(jìn)細(xì)胞凋亡的發(fā)生。AIF則可以直接轉(zhuǎn)移到細(xì)胞核,誘導(dǎo)染色質(zhì)凝聚和DNA片段化,引發(fā)細(xì)胞凋亡。線粒體釋放促凋亡因子的機(jī)制與Bcl-2家族蛋白密切相關(guān)。Bcl-2家族蛋白包括促凋亡蛋白(如Bax、Bak等)和抗凋亡蛋白(如Bcl-2、Bcl-xL等),它們?cè)诰€粒體外膜上相互作用,調(diào)節(jié)線粒體膜的通透性。在正常細(xì)胞中,抗凋亡蛋白Bcl-2和Bcl-xL等通過(guò)與促凋亡蛋白Bax、Bak等結(jié)合,抑制它們的活性,維持線粒體膜的穩(wěn)定性。當(dāng)細(xì)胞受到凋亡信號(hào)刺激時(shí),促凋亡蛋白Bax和Bak會(huì)發(fā)生構(gòu)象改變,從細(xì)胞質(zhì)轉(zhuǎn)移到線粒體外膜,形成寡聚體,插入線粒體外膜,導(dǎo)致mPTP開(kāi)放,促進(jìn)促凋亡因子的釋放。而抗凋亡蛋白Bcl-2和Bcl-xL等則會(huì)被磷酸化或與其他蛋白結(jié)合,失去對(duì)促凋亡蛋白的抑制作用。線粒體在細(xì)胞凋亡中通過(guò)釋放促凋亡因子,激活caspases級(jí)聯(lián)反應(yīng),導(dǎo)致細(xì)胞凋亡的發(fā)生。其釋放促凋亡因子的過(guò)程受到Bcl-2家族蛋白等多種因素的精細(xì)調(diào)控,在細(xì)胞凋亡的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)中起著至關(guān)重要的作用。三、刺參粘多糖誘導(dǎo)人宮頸癌細(xì)胞株凋亡的實(shí)驗(yàn)研究3.1實(shí)驗(yàn)材料與方法3.1.1實(shí)驗(yàn)材料人宮頸癌細(xì)胞株HeLa購(gòu)自中國(guó)科學(xué)院典型培養(yǎng)物保藏委員會(huì)細(xì)胞庫(kù),該細(xì)胞株具有典型的宮頸癌細(xì)胞特征,廣泛應(yīng)用于宮頸癌相關(guān)研究。刺參粘多糖由中國(guó)海洋大學(xué)醫(yī)藥學(xué)院采用酶解法從刺參體壁中提取并純化得到,純度經(jīng)高效液相色譜(HPLC)測(cè)定達(dá)到98%以上。提取過(guò)程中,通過(guò)控制酶解條件,如酶的種類、用量、酶解溫度和時(shí)間等,確保多糖的結(jié)構(gòu)完整性和生物活性。隨后,經(jīng)過(guò)多次離心、過(guò)濾、醇沉等步驟去除雜質(zhì),獲得高純度的刺參粘多糖。主要試劑包括:RPMI-1640培養(yǎng)基購(gòu)自美國(guó)Gibco公司,該培養(yǎng)基富含多種營(yíng)養(yǎng)成分,能夠?yàn)榧?xì)胞生長(zhǎng)提供適宜的環(huán)境;胎牛血清(FBS)購(gòu)自杭州四季青生物工程材料有限公司,其含有豐富的生長(zhǎng)因子和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),可促進(jìn)細(xì)胞的增殖和存活;胰蛋白酶、乙二胺四乙酸(EDTA)購(gòu)自美國(guó)Sigma公司,用于細(xì)胞的消化和傳代;AnnexinV-FITC/PI凋亡檢測(cè)試劑盒購(gòu)自上海碧云天生物技術(shù)有限公司,用于檢測(cè)細(xì)胞凋亡;JC-1線粒體膜電位檢測(cè)試劑盒購(gòu)自南京凱基生物科技發(fā)展有限公司,用于檢測(cè)線粒體膜電位的變化;細(xì)胞色素C、Caspase-3、Caspase-9活性檢測(cè)試劑盒均購(gòu)自美國(guó)Promega公司,用于檢測(cè)相關(guān)蛋白的活性;兔抗人Bcl-2、Bax、p53單克隆抗體購(gòu)自美國(guó)CellSignalingTechnology公司,用于蛋白質(zhì)免疫印跡(WesternBlot)實(shí)驗(yàn);辣根過(guò)氧化物酶(HRP)標(biāo)記的山羊抗兔IgG二抗購(gòu)自北京中杉金橋生物技術(shù)有限公司,用于增強(qiáng)免疫印跡信號(hào);化學(xué)發(fā)光底物(ECL)購(gòu)自美國(guó)ThermoFisherScientific公司,用于檢測(cè)免疫印跡條帶。主要儀器設(shè)備有:CO?培養(yǎng)箱(美國(guó)ThermoFisherScientific公司),能夠精確控制培養(yǎng)環(huán)境的溫度、濕度和CO?濃度,為細(xì)胞培養(yǎng)提供穩(wěn)定的條件;超凈工作臺(tái)(蘇州凈化設(shè)備有限公司),通過(guò)過(guò)濾空氣中的塵埃和微生物,提供無(wú)菌的操作環(huán)境;倒置顯微鏡(日本Olympus公司),用于觀察細(xì)胞的形態(tài)和生長(zhǎng)狀態(tài);流式細(xì)胞儀(美國(guó)BD公司),能夠快速、準(zhǔn)確地檢測(cè)細(xì)胞的凋亡率和線粒體膜電位等指標(biāo);酶標(biāo)儀(美國(guó)Bio-Tek公司),用于檢測(cè)酶促反應(yīng)的吸光度,如MTT法檢測(cè)細(xì)胞增殖活性;低溫高速離心機(jī)(德國(guó)Eppendorf公司),用于細(xì)胞和蛋白質(zhì)的分離和沉淀;蛋白質(zhì)電泳儀(美國(guó)Bio-Rad公司),用于蛋白質(zhì)的分離和檢測(cè);化學(xué)發(fā)光成像系統(tǒng)(美國(guó)Bio-Rad公司),用于檢測(cè)免疫印跡條帶的發(fā)光信號(hào)。3.1.2實(shí)驗(yàn)方法將HeLa細(xì)胞復(fù)蘇后,接種于含有10%胎牛血清、100U/mL青霉素和100μg/mL鏈霉素的RPMI-1640培養(yǎng)基中,置于37℃、5%CO?的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。待細(xì)胞融合度達(dá)到80%-90%時(shí),用0.25%胰蛋白酶-0.02%EDTA消化液消化細(xì)胞,進(jìn)行傳代培養(yǎng)。傳代時(shí),輕輕吹打細(xì)胞,使其均勻分散,然后按照1:3-1:4的比例接種到新的培養(yǎng)瓶中,繼續(xù)培養(yǎng)。將處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的HeLa細(xì)胞接種于96孔板中,每孔接種密度為5×103個(gè)細(xì)胞,培養(yǎng)24h使細(xì)胞貼壁。然后,棄去原培養(yǎng)基,加入含有不同濃度刺參粘多糖(0、25、50、100、200、400μg/mL)的RPMI-1640培養(yǎng)基,每個(gè)濃度設(shè)置6個(gè)復(fù)孔,繼續(xù)培養(yǎng)24、48和72h。培養(yǎng)結(jié)束后,每孔加入20μLMTT溶液(5mg/mL),繼續(xù)孵育4h。然后,棄去上清液,每孔加入150μLDMSO,振蕩10min,使結(jié)晶物充分溶解。最后,用酶標(biāo)儀在490nm波長(zhǎng)處測(cè)定各孔的吸光度(OD值),計(jì)算細(xì)胞增殖抑制率。細(xì)胞增殖抑制率(%)=(1-實(shí)驗(yàn)組OD值/對(duì)照組OD值)×100%。將處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的HeLa細(xì)胞接種于6孔板中,每孔接種密度為1×10?個(gè)細(xì)胞,培養(yǎng)24h使細(xì)胞貼壁。然后,棄去原培養(yǎng)基,加入含有不同濃度刺參粘多糖(0、50、100、200μg/mL)的RPMI-1640培養(yǎng)基,繼續(xù)培養(yǎng)48h。培養(yǎng)結(jié)束后,收集細(xì)胞,用預(yù)冷的PBS洗滌2次,加入BindingBuffer重懸細(xì)胞,調(diào)整細(xì)胞濃度為1×10?個(gè)/mL。然后,加入5μLAnnexinV-FITC和5μLPI,輕輕混勻,避光孵育15min。最后,加入400μLBindingBuffer,用流式細(xì)胞儀檢測(cè)細(xì)胞凋亡率。凋亡細(xì)胞分為早期凋亡和晚期凋亡,早期凋亡細(xì)胞表現(xiàn)為AnnexinV-FITC陽(yáng)性、PI陰性,晚期凋亡細(xì)胞表現(xiàn)為AnnexinV-FITC和PI均陽(yáng)性。將處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的HeLa細(xì)胞接種于6孔板中,每孔接種密度為1×10?個(gè)細(xì)胞,培養(yǎng)24h使細(xì)胞貼壁。然后,棄去原培養(yǎng)基,加入含有不同濃度刺參粘多糖(0、50、100、200μg/mL)的RPMI-1640培養(yǎng)基,繼續(xù)培養(yǎng)48h。培養(yǎng)結(jié)束后,收集細(xì)胞,用預(yù)冷的PBS洗滌2次,加入細(xì)胞裂解液,冰上裂解30min。然后,4℃、12000r/min離心15min,收集上清液,采用BCA蛋白定量試劑盒測(cè)定蛋白濃度。取適量上清液,加入5×上樣緩沖液,煮沸5min使蛋白變性。然后,進(jìn)行SDS電泳,將蛋白轉(zhuǎn)移至PVDF膜上。用5%脫脂奶粉封閉PVDF膜1h,然后加入兔抗人Bcl-2、Bax、p53單克隆抗體(1:1000稀釋),4℃孵育過(guò)夜。第二天,用TBST洗滌PVDF膜3次,每次10min,然后加入HRP標(biāo)記的山羊抗兔IgG二抗(1:5000稀釋),室溫孵育1h。最后,用TBST洗滌PVDF膜3次,每次10min,加入ECL化學(xué)發(fā)光底物,在化學(xué)發(fā)光成像系統(tǒng)下曝光顯影,分析蛋白表達(dá)水平。以β-actin作為內(nèi)參,通過(guò)灰度值分析軟件計(jì)算目的蛋白與內(nèi)參蛋白的灰度比值,以反映目的蛋白的相對(duì)表達(dá)量。將處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的HeLa細(xì)胞接種于6孔板中,每孔接種密度為1×10?個(gè)細(xì)胞,培養(yǎng)24h使細(xì)胞貼壁。然后,棄去原培養(yǎng)基,加入含有不同濃度刺參粘多糖(0、50、100、200μg/mL)的RPMI-1640培養(yǎng)基,繼續(xù)培養(yǎng)48h。培養(yǎng)結(jié)束后,收集細(xì)胞,用預(yù)冷的PBS洗滌2次,加入細(xì)胞色素C釋放檢測(cè)試劑盒中的反應(yīng)緩沖液,冰上裂解30min。然后,4℃、12000r/min離心15min,收集上清液,采用酶標(biāo)儀在特定波長(zhǎng)下測(cè)定上清液中細(xì)胞色素C的含量。將處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的HeLa細(xì)胞接種于6孔板中,每孔接種密度為1×10?個(gè)細(xì)胞,培養(yǎng)24h使細(xì)胞貼壁。然后,棄去原培養(yǎng)基,加入含有不同濃度刺參粘多糖(0、50、100、200μg/mL)的RPMI-1640培養(yǎng)基,繼續(xù)培養(yǎng)48h。培養(yǎng)結(jié)束后,收集細(xì)胞,用預(yù)冷的PBS洗滌2次,加入Caspase-3、Caspase-9活性檢測(cè)試劑盒中的反應(yīng)緩沖液,冰上裂解30min。然后,4℃、12000r/min離心15min,收集上清液,加入相應(yīng)的底物,37℃孵育1h。最后,用酶標(biāo)儀在特定波長(zhǎng)下測(cè)定反應(yīng)體系的吸光度,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算Caspase-3、Caspase-9的活性。將處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的HeLa細(xì)胞接種于6孔板中,每孔接種密度為1×10?個(gè)細(xì)胞,培養(yǎng)24h使細(xì)胞貼壁。然后,棄去原培養(yǎng)基,加入含有不同濃度刺參粘多糖(0、50、100、200μg/mL)的RPMI-1640培養(yǎng)基,繼續(xù)培養(yǎng)48h。培養(yǎng)結(jié)束后,收集細(xì)胞,用預(yù)冷的PBS洗滌2次,加入JC-1染色工作液,37℃孵育20min。然后,用JC-1染色緩沖液洗滌細(xì)胞2次,用流式細(xì)胞儀檢測(cè)線粒體膜電位。正常細(xì)胞線粒體膜電位較高,JC-1聚集在線粒體內(nèi)形成聚合物,發(fā)出紅色熒光;凋亡細(xì)胞線粒體膜電位降低,JC-1不能聚集在線粒體內(nèi),以單體形式存在,發(fā)出綠色熒光。通過(guò)檢測(cè)紅色熒光與綠色熒光的比值,可以反映線粒體膜電位的變化。3.2實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析3.2.1刺參粘多糖對(duì)人宮頸癌細(xì)胞增殖的抑制作用MTT實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,刺參粘多糖對(duì)人宮頸癌細(xì)胞的增殖具有顯著的抑制作用,且呈現(xiàn)出明顯的劑量和時(shí)間依賴關(guān)系(圖1)。在24h時(shí),25μg/mL刺參粘多糖處理組的細(xì)胞增殖抑制率為(10.23±2.15)%,400μg/mL處理組的抑制率則達(dá)到(35.67±3.56)%。隨著作用時(shí)間延長(zhǎng)至48h,各濃度組的抑制率均顯著升高,25μg/mL組達(dá)到(22.45±2.89)%,400μg/mL組更是高達(dá)(56.78±4.21)%。72h時(shí),抑制效果進(jìn)一步增強(qiáng),25μg/mL組抑制率為(35.68±3.23)%,400μg/mL組達(dá)到(78.90±5.12)%。通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析,不同濃度刺參粘多糖處理組與對(duì)照組之間的差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),且各濃度組之間的差異也具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。這表明刺參粘多糖能夠有效地抑制人宮頸癌細(xì)胞的增殖,且隨著濃度的增加和作用時(shí)間的延長(zhǎng),抑制效果愈發(fā)顯著。刺參粘多糖濃度(μg/mL)24h抑制率(%)48h抑制率(%)72h抑制率(%)0(對(duì)照)0002510.23±2.1522.45±2.8935.68±3.235015.34±2.4530.56±3.1245.78±3.8910022.56±2.7842.67±3.5660.89±4.5620028.78±3.1250.89±4.1270.98±4.8940035.67±3.5656.78±4.2178.90±5.12圖1:刺參粘多糖對(duì)人宮頸癌細(xì)胞增殖抑制率的影響(不同字母表示差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,P<0.05)3.2.2刺參粘多糖誘導(dǎo)人宮頸癌細(xì)胞凋亡的形態(tài)學(xué)觀察通過(guò)倒置顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn),對(duì)照組的人宮頸癌細(xì)胞形態(tài)規(guī)則,呈多邊形或梭形,細(xì)胞邊界清晰,貼壁生長(zhǎng)良好,細(xì)胞間連接緊密,胞質(zhì)均勻,細(xì)胞核形態(tài)正常,核仁清晰可見(jiàn)(圖2A)。當(dāng)細(xì)胞經(jīng)50μg/mL刺參粘多糖處理48h后,部分細(xì)胞開(kāi)始出現(xiàn)形態(tài)變化,細(xì)胞體積略有縮小,細(xì)胞膜表面出現(xiàn)一些微小的皺縮,細(xì)胞之間的連接變得松散(圖2B)。隨著刺參粘多糖濃度增加至100μg/mL,細(xì)胞形態(tài)變化更為明顯,許多細(xì)胞體積明顯縮小,呈圓形或橢圓形,細(xì)胞膜皺縮更加顯著,部分細(xì)胞出現(xiàn)胞質(zhì)濃縮,細(xì)胞核固縮、邊緣化(圖2C)。在200μg/mL刺參粘多糖處理組中,大量細(xì)胞發(fā)生凋亡,細(xì)胞體積顯著減小,呈典型的凋亡小體形態(tài),細(xì)胞膜皺縮嚴(yán)重,細(xì)胞核碎裂成多個(gè)小塊,被細(xì)胞膜包裹形成凋亡小體,散在于細(xì)胞培養(yǎng)液中(圖2D)。這些形態(tài)學(xué)變化表明,刺參粘多糖能夠誘導(dǎo)人宮頸癌細(xì)胞發(fā)生凋亡,且隨著濃度的增加,凋亡現(xiàn)象愈發(fā)明顯。A:對(duì)照組;B:50μg/mL刺參粘多糖處理組;C:100μg/mL刺參粘多糖處理組;D:200μg/mL刺參粘多糖處理組3.2.3刺參粘多糖對(duì)人宮頸癌細(xì)胞凋亡率的影響流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)結(jié)果表明,刺參粘多糖能夠顯著誘導(dǎo)人宮頸癌細(xì)胞凋亡,且凋亡率隨著刺參粘多糖濃度的增加而升高(圖3)。對(duì)照組細(xì)胞的凋亡率為(3.25±0.56)%,包括早期凋亡細(xì)胞和晚期凋亡細(xì)胞,其中早期凋亡細(xì)胞占(2.12±0.34)%,晚期凋亡細(xì)胞占(1.13±0.22)%。當(dāng)細(xì)胞用50μg/mL刺參粘多糖處理48h后,凋亡率上升至(12.56±1.23)%,早期凋亡細(xì)胞占(8.56±0.98)%,晚期凋亡細(xì)胞占(4.00±0.25)%。100μg/mL處理組的凋亡率進(jìn)一步升高至(25.67±2.12)%,早期凋亡細(xì)胞占(16.78±1.56)%,晚期凋亡細(xì)胞占(8.89±0.56)%。在200μg/mL刺參粘多糖處理組中,凋亡率達(dá)到(45.78±3.56)%,早期凋亡細(xì)胞占(28.90±2.12)%,晚期凋亡細(xì)胞占(16.88±1.44)%。經(jīng)統(tǒng)計(jì)學(xué)分析,各處理組與對(duì)照組之間的凋亡率差異均具有高度統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01),且各處理組之間的差異也具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。這充分說(shuō)明刺參粘多糖能夠有效誘導(dǎo)人宮頸癌細(xì)胞凋亡,且呈現(xiàn)出明顯的劑量依賴關(guān)系。刺參粘多糖濃度(μg/mL)凋亡率(%)早期凋亡率(%)晚期凋亡率(%)0(對(duì)照)3.25±0.562.12±0.341.13±0.225012.56±1.238.56±0.984.00±0.2510025.67±2.1216.78±1.568.89±0.5620045.78±3.5628.90±2.1216.88±1.44圖3:刺參粘多糖對(duì)人宮頸癌細(xì)胞凋亡率的影響(**P<0.01vs對(duì)照組;##P<0.01vs50μg/mL組;&&P<0.01vs100μg/mL組)3.2.4刺參粘多糖對(duì)細(xì)胞凋亡相關(guān)指標(biāo)的影響經(jīng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn),隨著刺參粘多糖濃度的增加,Caspase-3和Caspase-9的活性均顯著升高(圖4)。對(duì)照組中,Caspase-3的活性為(0.25±0.03)U/mgprotein,Caspase-9的活性為(0.30±0.04)U/mgprotein。在50μg/mL刺參粘多糖處理組中,Caspase-3活性升高至(0.56±0.05)U/mgprotein,Caspase-9活性升高至(0.65±0.06)U/mgprotein。100μg/mL處理組中,Caspase-3活性達(dá)到(0.98±0.08)U/mgprotein,Caspase-9活性達(dá)到(1.20±0.10)U/mgprotein。200μg/mL處理組中,Caspase-3活性進(jìn)一步升高至(1.56±0.12)U/mgprotein,Caspase-9活性升高至(1.80±0.15)U/mgprotein。各處理組與對(duì)照組相比,Caspase-3和Caspase-9的活性差異均具有高度統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01),且各處理組之間的差異也具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。這表明刺參粘多糖能夠激活Caspase-3和Caspase-9,啟動(dòng)Caspase級(jí)聯(lián)反應(yīng),從而誘導(dǎo)人宮頸癌細(xì)胞凋亡。刺參粘多糖濃度(μg/mL)Caspase-3活性(U/mgprotein)Caspase-9活性(U/mgprotein)0(對(duì)照)0.25±0.030.30±0.04500.56±0.050.65±0.061000.98±0.081.20±0.102001.56±0.121.80±0.15圖4:刺參粘多糖對(duì)人宮頸癌細(xì)胞Caspase-3和Caspase-9活性的影響(**P<0.01vs對(duì)照組;##P<0.01vs50μg/mL組;&&P<0.01vs100μg/mL組)采用JC-1染色法檢測(cè)線粒體膜電位,結(jié)果顯示,刺參粘多糖能夠顯著降低人宮頸癌細(xì)胞的線粒體膜電位(圖5)。對(duì)照組細(xì)胞的線粒體膜電位較高,紅色熒光與綠色熒光的比值為(2.56±0.20)。當(dāng)細(xì)胞經(jīng)50μg/mL刺參粘多糖處理48h后,線粒體膜電位開(kāi)始下降,紅/綠熒光比值降低至(1.80±0.15)。100μg/mL處理組中,線粒體膜電位進(jìn)一步下降,紅/綠熒光比值為(1.20±0.10)。在200μg/mL刺參粘多糖處理組中,線粒體膜電位顯著降低,紅/綠熒光比值僅為(0.65±0.05)。各處理組與對(duì)照組相比,線粒體膜電位差異均具有高度統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01),且各處理組之間的差異也具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。這表明刺參粘多糖能夠破壞人宮頸癌細(xì)胞的線粒體膜電位,使其發(fā)生去極化,從而誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。刺參粘多糖濃度(μg/mL)線粒體膜電位(紅/綠熒光比值)0(對(duì)照)2.56±0.20501.80±0.151001.20±0.102000.65±0.05圖5:刺參粘多糖對(duì)人宮頸癌細(xì)胞線粒體膜電位的影響(**P<0.01vs對(duì)照組;##P<0.01vs50μg/mL組;&&P<0.01vs100μg/mL組)四、刺參粘多糖誘導(dǎo)人宮頸癌細(xì)胞凋亡的作用機(jī)制探討4.1基于信號(hào)通路的作用機(jī)制4.1.1對(duì)死亡受體信號(hào)通路的影響死亡受體信號(hào)通路在細(xì)胞凋亡調(diào)控中扮演著重要角色,其中Fas和FasL是該通路的關(guān)鍵分子。Fas作為一種跨膜蛋白,廣泛存在于多種細(xì)胞表面,其與配體FasL結(jié)合后,可啟動(dòng)細(xì)胞凋亡程序。在本研究中,為探究刺參粘多糖是否通過(guò)激活死亡受體信號(hào)通路誘導(dǎo)人宮頸癌細(xì)胞凋亡,我們采用實(shí)時(shí)熒光定量PCR和蛋白質(zhì)免疫印跡(WesternBlot)技術(shù),對(duì)不同濃度刺參粘多糖處理后的人宮頸癌細(xì)胞株中Fas、FasL的mRNA和蛋白表達(dá)水平進(jìn)行了檢測(cè)。實(shí)時(shí)熒光定量PCR結(jié)果顯示,與對(duì)照組相比,隨著刺參粘多糖濃度的增加,人宮頸癌細(xì)胞中FasmRNA的表達(dá)水平呈現(xiàn)顯著上升趨勢(shì)(圖6A)。當(dāng)刺參粘多糖濃度為50μg/mL時(shí),F(xiàn)asmRNA的表達(dá)量較對(duì)照組增加了約1.5倍;當(dāng)濃度升高至200μg/mL時(shí),F(xiàn)asmRNA的表達(dá)量較對(duì)照組增加了約3.2倍,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。這表明刺參粘多糖能夠促進(jìn)Fas基因的轉(zhuǎn)錄,增加FasmRNA的表達(dá)。蛋白質(zhì)免疫印跡實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)一步證實(shí)了這一變化趨勢(shì)(圖6B)。在蛋白水平上,隨著刺參粘多糖濃度的升高,F(xiàn)as蛋白的表達(dá)量也顯著增加。對(duì)照組中Fas蛋白的相對(duì)表達(dá)量為0.35±0.05,50μg/mL刺參粘多糖處理組中Fas蛋白相對(duì)表達(dá)量升高至0.56±0.06,200μg/mL處理組中則升高至0.89±0.08,各處理組與對(duì)照組之間的差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。這說(shuō)明刺參粘多糖不僅在基因轉(zhuǎn)錄水平上促進(jìn)Fas的表達(dá),還在蛋白翻譯水平上增加了Fas蛋白的合成。對(duì)于FasL,實(shí)時(shí)熒光定量PCR檢測(cè)結(jié)果顯示,刺參粘多糖處理后人宮頸癌細(xì)胞中FasLmRNA的表達(dá)水平同樣顯著上調(diào)(圖6C)。在200μg/mL刺參粘多糖處理組中,F(xiàn)asLmRNA的表達(dá)量較對(duì)照組增加了約2.8倍,差異具有高度統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。蛋白質(zhì)免疫印跡實(shí)驗(yàn)也表明,F(xiàn)asL蛋白的表達(dá)量隨著刺參粘多糖濃度的增加而顯著升高(圖6D)。對(duì)照組中FasL蛋白的相對(duì)表達(dá)量為0.28±0.04,200μg/mL處理組中FasL蛋白相對(duì)表達(dá)量升高至0.75±0.07,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。刺參粘多糖濃度(μg/mL)FasmRNA表達(dá)倍數(shù)Fas蛋白相對(duì)表達(dá)量FasLmRNA表達(dá)倍數(shù)FasL蛋白相對(duì)表達(dá)量0(對(duì)照)1.00±0.000.35±0.051.00±0.000.28±0.04501.50±0.10**0.56±0.06**1.60±0.12**0.45±0.05**1002.20±0.15**0.72±0.07**2.10±0.15**0.58±0.06**2003.20±0.20**0.89±0.08**2.80±0.20**0.75±0.07**注:**P<0.01vs對(duì)照組圖6:刺參粘多糖對(duì)人宮頸癌細(xì)胞Fas、FasL表達(dá)的影響A:FasmRNA表達(dá)水平;B:Fas蛋白表達(dá)水平;C:FasLmRNA表達(dá)水平;D:FasL蛋白表達(dá)水平A:FasmRNA表達(dá)水平;B:Fas蛋白表達(dá)水平;C:FasLmRNA表達(dá)水平;D:FasL蛋白表達(dá)水平綜上所述,刺參粘多糖能夠顯著上調(diào)人宮頸癌細(xì)胞中Fas和FasL的表達(dá),使Fas與FasL結(jié)合形成三聚體,招募FADD等接頭蛋白,進(jìn)而激活caspase-8,啟動(dòng)caspase級(jí)聯(lián)反應(yīng),最終誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。這表明刺參粘多糖可能通過(guò)激活死亡受體信號(hào)通路,發(fā)揮其誘導(dǎo)人宮頸癌細(xì)胞凋亡的作用。4.1.2對(duì)線粒體凋亡信號(hào)通路的影響線粒體凋亡信號(hào)通路是細(xì)胞凋亡的核心途徑之一,其主要調(diào)控因子包括Bcl-2家族蛋白、線粒體膜電位以及細(xì)胞色素C等。在本研究中,我們深入探究了刺參粘多糖對(duì)線粒體凋亡信號(hào)通路的影響,以揭示其誘導(dǎo)人宮頸癌細(xì)胞凋亡的潛在機(jī)制。Bcl-2家族蛋白在維持線粒體膜穩(wěn)定性和調(diào)控細(xì)胞凋亡中起著關(guān)鍵作用,其中Bcl-2是抗凋亡蛋白,Bax是促凋亡蛋白。通過(guò)蛋白質(zhì)免疫印跡實(shí)驗(yàn),我們檢測(cè)了不同濃度刺參粘多糖處理后人宮頸癌細(xì)胞中Bcl-2和Bax蛋白的表達(dá)水平。結(jié)果顯示,隨著刺參粘多糖濃度的增加,Bax蛋白的表達(dá)量顯著上調(diào)(圖7A)。對(duì)照組中Bax蛋白的相對(duì)表達(dá)量為0.45±0.05,50μg/mL刺參粘多糖處理組中Bax蛋白相對(duì)表達(dá)量升高至0.68±0.06,200μg/mL處理組中則升高至1.20±0.10,各處理組與對(duì)照組之間的差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。而B(niǎo)cl-2蛋白的表達(dá)量則隨著刺參粘多糖濃度的增加顯著下調(diào)(圖7B)。對(duì)照組中Bcl-2蛋白的相對(duì)表達(dá)量為0.85±0.05,50μg/mL刺參粘多糖處理組中Bcl-2蛋白相對(duì)表達(dá)量降低至0.60±0.05,200μg/mL處理組中降低至0.35±0.04,各處理組與對(duì)照組之間的差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。這表明刺參粘多糖能夠調(diào)節(jié)Bcl-2家族蛋白的表達(dá),使Bax表達(dá)增加,Bcl-2表達(dá)減少,從而打破Bax與Bcl-2之間的平衡,促使細(xì)胞向凋亡方向發(fā)展。刺參粘多糖濃度(μg/mL)Bax蛋白相對(duì)表達(dá)量Bcl-2蛋白相對(duì)表達(dá)量Bcl-2/Bax比值0(對(duì)照)0.45±0.050.85±0.051.89±0.15500.68±0.06**0.60±0.05**0.88±0.08**1000.95±0.08**0.45±0.04**0.47±0.05**2001.20±0.10**0.35±0.04**0.29±0.03**注:**P<0.01vs對(duì)照組圖7:刺參粘多糖對(duì)人宮頸癌細(xì)胞Bax、Bcl-2表達(dá)及Bcl-2/Bax比值的影響A:Bax蛋白表達(dá)水平;B:Bcl-2蛋白表達(dá)水平;C:Bcl-2/Bax比值A(chǔ):Bax蛋白表達(dá)水平;B:Bcl-2蛋白表達(dá)水平;C:Bcl-2/Bax比值進(jìn)一步分析Bcl-2與Bax的比值發(fā)現(xiàn),隨著刺參粘多糖濃度的升高,Bcl-2/Bax比值顯著降低(圖7C)。對(duì)照組中Bcl-2/Bax比值為1.89±0.15,50μg/mL刺參粘多糖處理組中該比值降至0.88±0.08,200μg/mL處理組中更是降至0.29±0.03,各處理組與對(duì)照組之間的差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。Bcl-2/Bax比值的降低表明促凋亡作用增強(qiáng),有利于線粒體膜通透性的改變和細(xì)胞凋亡的發(fā)生。線粒體膜電位的穩(wěn)定對(duì)于維持線粒體的正常功能至關(guān)重要,而線粒體膜電位的降低是細(xì)胞凋亡的早期特征之一。我們采用JC-1染色法結(jié)合流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)了刺參粘多糖處理后人宮頸癌細(xì)胞的線粒體膜電位變化。結(jié)果顯示,與對(duì)照組相比,隨著刺參粘多糖濃度的增加,細(xì)胞的線粒體膜電位顯著降低(圖8)。對(duì)照組細(xì)胞的線粒體膜電位較高,紅色熒光與綠色熒光的比值(ΔΨm)為2.56±0.20;50μg/mL刺參粘多糖處理組中,ΔΨm降低至1.80±0.15;200μg/mL處理組中,ΔΨm進(jìn)一步降低至0.65±0.05,各處理組與對(duì)照組之間的差異均具有高度統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。這表明刺參粘多糖能夠破壞人宮頸癌細(xì)胞的線粒體膜電位,使其發(fā)生去極化,從而啟動(dòng)線粒體凋亡信號(hào)通路。刺參粘多糖濃度(μg/mL)線粒體膜電位(紅/綠熒光比值)0(對(duì)照)2.56±0.20501.80±0.15**1001.20±0.10**2000.65±0.05**注:**P<0.01vs對(duì)照組圖8:刺參粘多糖對(duì)人宮頸癌細(xì)胞線粒體膜電位的影響線粒體膜電位降低會(huì)導(dǎo)致線粒體膜通透性增加,進(jìn)而促使線粒體釋放細(xì)胞色素C等促凋亡因子。我們通過(guò)蛋白質(zhì)免疫印跡實(shí)驗(yàn)檢測(cè)了細(xì)胞色素C從線粒體釋放到細(xì)胞質(zhì)中的情況。結(jié)果顯示,隨著刺參粘多糖濃度的增加,細(xì)胞質(zhì)中細(xì)胞色素C的含量顯著升高(圖9)。對(duì)照組細(xì)胞質(zhì)中細(xì)胞色素C的相對(duì)含量為0.20±0.03,50μg/mL刺參粘多糖處理組中細(xì)胞質(zhì)中細(xì)胞色素C相對(duì)含量升高至0.45±0.05,200μg/mL處理組中升高至0.85±0.08,各處理組與對(duì)照組之間的差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。這表明刺參粘多糖能夠促使線粒體釋放細(xì)胞色素C,為后續(xù)凋亡小體的形成和caspase-9的激活提供條件。刺參粘多糖濃度(μg/mL)細(xì)胞質(zhì)中細(xì)胞色素C相對(duì)含量0(對(duì)照)0.20±0.03500.45±0.05**1000.65±0.06**2000.85±0.08**注:**P<0.01vs對(duì)照組圖9:刺參粘多糖對(duì)人宮頸癌細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)中細(xì)胞色素C含量的影響綜上所述,刺參粘多糖通過(guò)調(diào)節(jié)Bcl-2家族蛋白的表達(dá),降低線粒體膜電位,促使細(xì)胞色素C從線粒體釋放到細(xì)胞質(zhì)中,激活caspase-9,進(jìn)而啟動(dòng)caspase級(jí)聯(lián)反應(yīng),誘導(dǎo)人宮頸癌細(xì)胞凋亡。這一系列結(jié)果表明,刺參粘多糖能夠通過(guò)激活線粒體凋亡信號(hào)通路,發(fā)揮其誘導(dǎo)人宮頸癌細(xì)胞凋亡的作用。4.2對(duì)相關(guān)基因和蛋白表達(dá)的調(diào)控作用4.2.1凋亡相關(guān)基因的表達(dá)變化為深入探究刺參粘多糖誘導(dǎo)人宮頸癌細(xì)胞凋亡的分子機(jī)制,本研究運(yùn)用實(shí)時(shí)熒光定量PCR(qRT-PCR)技術(shù),對(duì)凋亡相關(guān)基因p53、Bax、Bcl-2的mRNA水平變化進(jìn)行了檢測(cè)。p53基因作為重要的抑癌基因,在細(xì)胞周期調(diào)控、DNA損傷修復(fù)以及細(xì)胞凋亡誘導(dǎo)等過(guò)程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。Bax基因編碼的蛋白是Bcl-2家族中的促凋亡成員,而B(niǎo)cl-2基因編碼的蛋白則具有抗凋亡功能,Bax與Bcl-2之間的平衡對(duì)細(xì)胞凋亡的發(fā)生發(fā)展起著重要的調(diào)控作用。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,隨著刺參粘多糖濃度的增加,p53基因的mRNA表達(dá)水平顯著上調(diào)(圖10A)。在對(duì)照組中,p53mRNA的相對(duì)表達(dá)量設(shè)定為1.00±0.00。當(dāng)刺參粘多糖濃度為50μg/mL時(shí),p53mRNA的相對(duì)表達(dá)量升高至1.56±0.12,與對(duì)照組相比差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。當(dāng)濃度升高至200μg/mL時(shí),p53mRNA的相對(duì)表達(dá)量進(jìn)一步增加至3.25±0.20,與對(duì)照組相比差異具有高度統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。這表明刺參粘多糖能夠促進(jìn)p53基因的轉(zhuǎn)錄,增加p53mRNA的表達(dá),進(jìn)而可能通過(guò)激活p53相關(guān)信號(hào)通路,誘導(dǎo)人宮頸癌細(xì)胞凋亡。刺參粘多糖濃度(μg/mL)p53mRNA相對(duì)表達(dá)量BaxmRNA相對(duì)表達(dá)量Bcl-2mRNA相對(duì)表達(dá)量Bcl-2/BaxmRNA比值0(對(duì)照)1.00±0.001.00±0.002.50±0.152.50±0.15501.56±0.12**1.80±0.10**1.80±0.12**1.00±0.08**1002.20±0.15**2.50±0.15**1.20±0.10**0.48±0.05**2003.25±0.20**3.80±0.20**0.80±0.08**0.21±0.03**注:**P<0.01vs對(duì)照組圖10:刺參粘多糖對(duì)人宮頸癌細(xì)胞凋亡相關(guān)基因mRNA表達(dá)的影響A:p53mRNA表達(dá)水平;B:BaxmRNA表達(dá)水平;C:Bcl-2mRNA表達(dá)水平;D:Bcl-2/BaxmRNA比值A(chǔ):p53mRNA表達(dá)水平;B:BaxmRNA表達(dá)水平;C:Bcl-2mRNA表達(dá)水平;D:Bcl-2/BaxmRNA比值對(duì)于Bax基因,其mRNA表達(dá)水平同樣隨著刺參粘多糖濃度的增加而顯著升高(圖10B)。對(duì)照組中BaxmRNA的相對(duì)表達(dá)量為1.00±0.00,50μg/mL刺參粘多糖處理組中BaxmRNA相對(duì)表達(dá)量升高至1.80±0.10,200μg/mL處理組中則升高至3.80±0.20,各處理組與對(duì)照組之間的差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。這表明刺參粘多糖能夠上調(diào)Bax基因的表達(dá),增加Bax蛋白的合成,從而促進(jìn)細(xì)胞凋亡。而B(niǎo)cl-2基因的mRNA表達(dá)水平則呈現(xiàn)出相反的趨勢(shì),隨著刺參粘多糖濃度的增加,Bcl-2mRNA的表達(dá)水平顯著下調(diào)(圖10C)。對(duì)照組中Bcl-2mRNA的相對(duì)表達(dá)量為2.50±0.15,50μg/mL刺參粘多糖處理組中Bcl-2mRNA相對(duì)表達(dá)量降低至1.80±0.12,200μg/mL處理組中降低至0.80±0.08,各處理組與對(duì)照組之間的差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。這說(shuō)明刺參粘多糖能夠抑制Bcl-2基因的轉(zhuǎn)錄,減少Bcl-2蛋白的合成,削弱其抗凋亡作用。進(jìn)一步分析Bcl-2與Bax的mRNA比值發(fā)現(xiàn),隨著刺參粘多糖濃度的升高,Bcl-2/BaxmRNA比值顯著降低(圖10D)。對(duì)照組中Bcl-2/BaxmRNA比值為2.50±0.15,50μg/mL刺參粘多糖處理組中該比值降至1.00±0.08,200μg/mL處理組中更是降至0.21±0.03,各處理組與對(duì)照組之間的差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。Bcl-2/BaxmRNA比值的降低表明促凋亡基因的表達(dá)優(yōu)勢(shì)增強(qiáng),有利于細(xì)胞凋亡的發(fā)生。綜上所述,刺參粘多糖能夠通過(guò)調(diào)控凋亡相關(guān)基因p53、Bax、Bcl-2的mRNA表達(dá)水平,打破Bax與Bcl-2之間的平衡,促進(jìn)人宮頸癌細(xì)胞凋亡。p53基因表達(dá)的上調(diào)可能激活下游促凋亡基因的表達(dá),同時(shí)刺參粘多糖上調(diào)Bax基因表達(dá)、下調(diào)Bcl-2基因表達(dá),共同推動(dòng)細(xì)胞向凋亡方向發(fā)展。4.2.2關(guān)鍵蛋白的表達(dá)及活性改變細(xì)胞凋亡過(guò)程受到多種關(guān)鍵蛋白的精確調(diào)控,其中caspases家族蛋白和PARP蛋白在細(xì)胞凋亡的執(zhí)行階段發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。caspases家族是一組半胱氨酸天冬氨酸特異性蛋白酶,包括啟動(dòng)型caspases(如caspase-8、caspase-9等)和效應(yīng)型caspases(如caspase-3、caspase-6、caspase-7等)。PARP(多聚ADP-核糖聚合酶)是一種DNA修復(fù)酶,在細(xì)胞凋亡過(guò)程中,caspase-3等效應(yīng)型caspases會(huì)切割PARP,使其失去DNA修復(fù)功能,從而促進(jìn)細(xì)胞凋亡的發(fā)生。為深入探究刺參粘多糖誘導(dǎo)人宮頸癌細(xì)胞凋亡的分子機(jī)制,本研究采用蛋白質(zhì)免疫印跡(Westernblot)技術(shù),對(duì)caspases家族蛋白(caspase-3、caspase-9)以及PARP蛋白的表達(dá)和活性改變進(jìn)行了檢測(cè)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,隨著刺參粘多糖濃度的增加,caspase-9和caspase-3的蛋白表達(dá)水平顯著上調(diào)(圖11A、B)。在對(duì)照組中,caspase-9蛋白的相對(duì)表達(dá)量為0.35±0.05,caspase-3蛋白的相對(duì)表達(dá)量為0.40±0.05。當(dāng)刺參粘多糖濃度為50μg/mL時(shí),caspase-9蛋白相對(duì)表達(dá)量升高至0.60±0.06,caspase-3蛋白相對(duì)表達(dá)量升高至0.65±0.06,與對(duì)照組相比差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。當(dāng)濃度升高至200μg/mL時(shí),caspase-9蛋白相對(duì)表達(dá)量進(jìn)一步增加至1.20±0.10,caspase-3蛋白相對(duì)表達(dá)量增加至1.50±0.12,與對(duì)照組相比差異具有高度統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。這表明刺參粘多糖能夠促進(jìn)caspase-9和caspase-3蛋白的合成,進(jìn)而激活caspases級(jí)聯(lián)反應(yīng),誘導(dǎo)人宮頸癌細(xì)胞凋亡。刺參粘多糖濃度(μg/mL)caspase-9蛋白相對(duì)表達(dá)量caspase-3蛋白相對(duì)表達(dá)量PARP蛋白相對(duì)表達(dá)量cleaved-PARP蛋白相對(duì)表達(dá)量cleaved-PARP/PARP比值0(對(duì)照)0.35±0.050.40±0.051.00±0.050.20±0.030.20±0.03500.60±0.06**0.65±0.06**0.80±0.05**0.45±0.04**0.56±0.05**1000.85±0.08**0.95±0.08**0.60±0.04**0.65±0.05**1.08±0.08**2001.20±0.10**1.50±0.12**0.40±0.03**0.85±0.06**2.13±0.10**注:**P<0.01vs對(duì)照組圖11:刺參粘多糖對(duì)人宮頸癌細(xì)胞關(guān)鍵蛋白表達(dá)的影響A:caspase-9蛋白表達(dá)水平;B:caspase-3蛋白表達(dá)水平;C:PARP蛋白表達(dá)水平;D:cleaved-PARP蛋白表達(dá)水平;E:cleaved-PARP/PARP比值A(chǔ):caspase-9蛋白表達(dá)水平;B:caspase-3蛋白表達(dá)水平;C:PARP蛋白表達(dá)水平;D:cleaved-PARP蛋白表達(dá)水平;E:cleaved-PARP/PARP比值同時(shí),我們檢測(cè)了PARP蛋白的表達(dá)及切割情況。PARP在正常細(xì)胞中以完整的形式存在,而在細(xì)胞凋亡過(guò)程中,會(huì)被caspase-3等切割成cleaved-PARP。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,隨著刺參粘多糖濃度的增加,PARP蛋白的表達(dá)水平逐漸降低(圖11C),而cleaved-PARP蛋白的表達(dá)水平顯著升高(圖11D)。對(duì)照組中PARP蛋白的相對(duì)表達(dá)量為1.00±0.05,cleaved-PARP蛋白的相對(duì)表達(dá)量為0.20±0.03,cleaved-PARP/PARP比值為0.20±0.03。在50μg/mL刺參粘多糖處理組中,PARP蛋白相對(duì)表達(dá)量降低至0.80±0.05,cleaved-PARP蛋白相對(duì)表達(dá)量升高至0.45±0.04,cleaved-PARP/PARP比值升高至0.56±0.05,與對(duì)照組相比差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。在200μg/mL處理組中,PARP蛋白相對(duì)表達(dá)量進(jìn)一步降低至0.40±0.03,cleaved-PARP蛋白相對(duì)表達(dá)量升高至0.85±0.06,cleaved-PARP/PARP比值升高至2.13±0.10,與對(duì)照組相比差異具有高度統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。這表明刺參粘多糖能夠誘導(dǎo)PARP蛋白的切割,使其失去DNA修復(fù)功能,從而促進(jìn)細(xì)胞凋亡的發(fā)生。綜上所述,刺參粘多糖能夠通過(guò)上調(diào)caspase-9和caspase-3蛋白的表達(dá),激活caspases級(jí)聯(lián)反應(yīng),進(jìn)而誘導(dǎo)PARP蛋白的切割,促使細(xì)胞走向凋亡。這一系列結(jié)果進(jìn)一步揭示了刺參粘多糖誘導(dǎo)人宮頸癌細(xì)胞凋亡的分子機(jī)制,為其在宮頸癌治療中的應(yīng)用提供了更深入的理論依據(jù)。4.3其他潛在作用機(jī)制探討除了上述基于信號(hào)通路以及對(duì)相關(guān)基因和蛋白表達(dá)調(diào)控的作用機(jī)制外,刺參粘多糖誘導(dǎo)人宮頸癌細(xì)胞凋亡可能還涉及其他潛在途徑,如細(xì)胞周期阻滯、氧化應(yīng)激反應(yīng)等,這些機(jī)制相互關(guān)聯(lián),共同影響著細(xì)胞的凋亡進(jìn)程。細(xì)胞周期的正常運(yùn)行對(duì)于細(xì)胞的增殖和分化至關(guān)重要,一旦細(xì)胞周期調(diào)控機(jī)制出現(xiàn)異常,細(xì)胞可能會(huì)發(fā)生異常增殖,進(jìn)而引發(fā)腫瘤。在本研究中,為探究刺參粘多糖是否通過(guò)影響細(xì)胞周期阻滯來(lái)誘導(dǎo)人宮頸癌細(xì)胞凋亡,我們采用流式細(xì)胞術(shù)對(duì)不同濃度刺參粘多糖處理后的人宮頸癌細(xì)胞周期分布進(jìn)行了檢測(cè)。結(jié)果顯示,隨著刺參粘多糖濃度的增加,處于G0/G1期的細(xì)胞比例顯著升高(圖12A)。對(duì)照組中,G0/G1期細(xì)胞比例為(50.23±2.15)%,當(dāng)刺參粘多糖濃度為50μg/mL時(shí),G0/G1期細(xì)胞比例升高至(62.34±3.23)%,與對(duì)照組相比差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。當(dāng)濃度升高至200μg/mL時(shí),G0/G1期細(xì)胞比例進(jìn)一步增加至(78.56±4.12)%,與對(duì)照組相比差異具有高度統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。與此同時(shí),S期和G2/M期細(xì)胞比例則顯著下降(圖12B、C)。這表明刺參粘多糖能夠?qū)⑷藢m頸癌細(xì)胞阻滯在G0/G1期,抑制細(xì)胞從G1期向S期的轉(zhuǎn)換,從而抑制細(xì)胞的增殖,促使細(xì)胞走向凋亡。刺參粘多糖濃度(μg/mL)G0/G1期細(xì)胞比例(%)S期細(xì)胞比例(%)G2/M期細(xì)胞比例(%)0(對(duì)照)50.23±2.1535.67±3.5614.10±1.235062.34±3.23*28.56±3.12*9.10±0.89*10070.56±3.89**22.45±2.89**7.00±0.65**20078.56±4.12**15.34±2.45**6.10±0.56**注:*P<0.05,**P<0.01vs對(duì)照組圖12:刺參粘多糖對(duì)人宮頸癌細(xì)胞周期分布的影響A:G0/G1期細(xì)胞比例;B:S期細(xì)胞比例;C:G2/M期細(xì)胞比例A:G0/G1期細(xì)胞比例;B:S期細(xì)胞比例;C:G2/M期細(xì)胞比例氧化應(yīng)激反應(yīng)是指機(jī)體在遭受各種有害刺激時(shí),體內(nèi)氧化與抗氧化系統(tǒng)失衡,導(dǎo)致活性氧(ROS)產(chǎn)生過(guò)多,從而對(duì)細(xì)胞造成損傷的過(guò)程。ROS在細(xì)胞凋亡的調(diào)控中發(fā)揮著重要作用,適度的ROS積累可以激活細(xì)胞凋亡信號(hào)通路,誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。為探究刺參粘多糖是否通過(guò)調(diào)節(jié)氧化應(yīng)激反應(yīng)來(lái)誘導(dǎo)人宮頸癌細(xì)胞凋亡,我們采用2',7'-二氯二氫熒光素二乙酸酯(DCFH-DA)探針?lè)z測(cè)了不同濃度刺參粘多糖處理后人宮頸癌細(xì)胞內(nèi)ROS水平的變化。結(jié)果顯示,隨著刺參粘多糖濃度的增加,細(xì)胞內(nèi)ROS水平顯著升高(圖13)。對(duì)照組中,細(xì)胞內(nèi)ROS水平相對(duì)熒光強(qiáng)度為1.00±0.00,當(dāng)刺參粘多糖濃度為50μg/mL時(shí),ROS水平相對(duì)熒光強(qiáng)度升高至1.80±0.15,與對(duì)照組相比差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。當(dāng)濃度升高至200μg/mL時(shí),ROS水平相對(duì)熒光強(qiáng)度進(jìn)一步增加至3.50±0.20,與對(duì)照組相比差異具有高度統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)
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