基本信息
- 项目名称：
- 阴离子卟啉以穿膜肽为载体作用于端粒应用于宫颈癌治疗的初步研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”作品
- 小类：
- 生命科学
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 探究阴离子卟啉对宫颈癌细胞增殖的抑制作用并探讨其机制，同时初步探讨穿膜肽对阴离子卟啉抗癌作用的影响。
- 详细介绍：
- 目的 探究阴离子卟啉对宫颈癌细胞增殖的抑制作用并探讨其机制，同时初步探讨穿膜肽对阴离子卟啉抗癌作用的影响。方法用MTT的方法分别检测阴、阳离子卟啉以及阴离子卟啉与穿膜肽结合时对Hela细胞的杀伤作用，用荧光定量PCR方法检测卟啉作用后的细胞内端粒酶逆转录基因hTERT、端粒酶活性以及端粒长度的改变，并应用Western blot方法检测卟啉对c-myc蛋白表达的影响。结果MTT实验中，与对照组相比，100μmol/L ，50μmol/L ，25μmol/L ，12.5μmol/L 的TMPyP4组对Hela细胞增殖的抑制率分别为85.7%，48.0%，44.4%，12.6%；相同浓度的TPPS组对Hela细胞增殖的抑制率分别为46.0%，33.0%，19.5%，10.2%；50μmol/L TPPS与TAT以1:8 比例结合组对Hela细胞增殖的抑制率为60.2%。与control组相比，100μmol/L TMPyP4，50μmol/L TPPS，100μmol/L TPPS组细胞端粒相对长度分别为0.412，0.481，0.196；相对端粒酶的活性分别为0.067，0.466，0.455；hTERT相对表达量分别为0.106，0.281，0.190；c-myc蛋白相对表达量分别为：0.397，0.682，0.520。结论 阴离子卟啉能抑制Hela细胞增殖，但其作用弱于阳离子卟啉；加入穿膜肽后TPPS组对Hela细胞增殖的抑制作用明显加强且高于阳离子卟啉，故为未来治疗宫颈癌提供新方向。关键词 阴离子卟啉；穿膜肽；PCR；端粒酶；宫颈癌；c-ymc蛋白
作品图片
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 为探究宫颈癌的最优最优治疗方法，本课题组将研究重心置于阴离子卟啉的抗癌作用上。为提高阴离子卟啉抑制宫颈癌细胞增殖的生物利用率，本实验选择阳离子卟啉TMPyP4作为对照组，将以穿膜肽（TAT）为载体的阴离子卟啉（TPPS）导入宫颈癌细胞，观察其抑癌效果，并从端粒酶活性、c-Myc表达等方面探讨其抑癌作用机制。
科学性、先进性及独特之处
- 抑制端粒酶活性近年成为宫颈癌治疗的新方向，卟啉类物质能够与端粒G4-DNA结构相结合，使得端粒酶的核酸模板不能识别端粒DNA末端以延长端粒DNA,抑制端粒酶活性。阴、阳离子卟啉均能抑制端粒酶活性, 但关于阴离子卟啉抗癌作用未见报道。本实验创新地将阴离子卟啉与穿膜肽的优点结合在一起用于宫颈癌治疗。且实验证实阴离子卟啉对正常细胞的抑制作用弱于阳离子卟啉，提示其有较高的生物安全性，为临床应用提供保证。
应用价值和现实意义
- 宫颈癌是一种常见的妇科恶性肿瘤，其发病率在女性恶性肿瘤中居第二位，且有逐年上升和年轻化的趋势。目前的治疗是以手术，放疗为主 ，辅助化疗和免疫治疗的综合治疗方式，但机体治疗耐受性差，化疗药物的耐药率高，特异性低，放疗和化疗毒副作用大。综上，目前并没有一个完美的治疗方式，本实验从抑制端粒酶的分子机制出发为未来治疗宫颈癌提供了一个新方向。
学术论文摘要
- 本实验探究阴离子卟啉对宫颈癌细胞增殖的抑制作用并探讨其机制，同时初步探讨穿膜肽对阴离子卟啉抗癌作用的影响。用MTT的方法分别检测阴、阳离子卟啉以及阴离子卟啉与穿膜肽结合时对Hela细胞的杀伤作用，用荧光定量PCR方法检测卟啉作用后的细胞内端粒酶逆转录基因hTERT、端粒酶活性以及端粒长度的改变，并应用Western blot方法检测卟啉对c-myc蛋白表达的影响。与对照组相比在对Hela细胞增殖的抑制、细胞端粒长度、端粒酶的活性、hTERT表达量、c-myc蛋白表达量等方面均显示：阴离子卟啉能抑制Hela细胞增殖，但其作用弱于阳离子卟啉；加入穿膜肽后TPPS组对Hela细胞增殖的抑制作用明显加强且高于阳离子卟啉，故为未来治疗宫颈癌提供新方向。
获奖情况
- 我校“春雷计划”课外科技学术作品大赛——特等奖
鉴定结果
- 无
参考文献
- [1]杨斌.宫颈细胞学之国内外现状与几点意见[J].中华病理学杂志,2008,37(9): 581-583. [2] Cunningham AP，Love WK，Zhang RW，et a1．Telomerase inhibili in cancer therapertics：molecular-based approaches[J]．Curr Med Chem2006；13(24):2875-88． [3]周亭，龙玉华，杨定乔，等.卟啉衍生物作为G-四链体DNA结合剂的研究进展[J].有机化学，2010,30（11）：1640-1651. [4]李茜,卞美璐.人端粒酶RNA组分基因检测在宫颈病变中的应用[J].中日友好医院学报，2010,24（1）：11-14. [5]翟保评.阴离子卟啉对DNA转录和端粒酶抑制的研究[J].中北大学学报（自然科学版）,2009，30(4):354-358. [6] Jonathan E. McDunn, Jared T. Muenzer, Benjamin Dunne1, Anthony Zhou, Kevin Yuan1,Andrew Hoekzema1, Carolyn Hilliard, Katherine C. Chang, Christopher G. Davis,Jacquelyn McDonough, Clayton Hunt, Perry Grigsby, David Piwnica-Worms, and Richard S. Hotchkiss1 [J]. Biochem Biophys Res Commun,2009,382(4): 657–662. [7] 任锦,钦传光,徐春兰,等. 细胞穿膜肽作为药物载体的研究进展[J]. 药学学报 Acta Pharmaceutica Sinica ,2010, 45 (1): 17-25.
同类课题研究水平概述
- 医学界一直在探索宫颈癌最好的治疗方式。近几年研究发现在85-90％的人肿瘤细胞中可以检测到端粒酶活性，而在正常情况下除生殖细胞和造血干细胞以外,人类体细胞端粒酶的检测结果为阴性。表明端粒酶的活性在肿瘤恶性增殖过程中具有重要作用。端粒酶在恶性肿瘤增殖中的重要性及其高表达率，也使之成为恶性肿瘤基因治疗的重要靶点。因此抑制端粒酶的活性已成为宫颈癌治疗的一个新方向。 在K+、Na+等离子的存在下，端粒DNA序列能够形成稳定的G-四链体DNA（简称G4—DNA）结构，这种结构阻碍了端粒酶对端粒DNA引物的识别，从而抑制端粒酶的表达。故近年来以增加G4-DNA结构的稳定性为目标的端粒酶抑制剂的筛选已经成为研究的热点，其中卟啉类化合物以其独有的结构特征和光谱学特性，已成为G4-DNA稳定剂中最具研究价值的一类化合物。而阴、阳离子卟啉虽具有相似结构，并且研究表明阴离子卟啉同样能够抑制端粒酶的活性,但是尚未见关于阴离子卟啉抗癌作用的报道。故本课题组将研究重心置于阴离子卟啉的抗癌作用上。Siddiqui-Jain等于2002 年发现c-myc原癌基因启动子区富含鸟嘌呤的核苷酸链能够形成两种不同结构的分子间G4-DNA，因此亦在本实验中同时观察卟啉对c-myc蛋白的表达的影响。 已知卟啉类药物发生作用的场所在细胞核，要实现该过程就必须使其穿过细胞膜和核膜，故引入具有高效穿膜透性的载体来提高药物的生物利用率就十分必要了。近年来作为跨膜载体一员的细胞穿膜肽(CPPs) 受到医学界的广泛关注，主要是由于其具有高效的膜穿透性。鉴于穿膜肽高效的运载功能，本实验设计将阴离子卟啉与穿膜肽结合，使其借助穿膜肽的运载功能来提高生物利用率，进而用于宫颈癌的治疗。 目前国内外尚未有将阴离子卟啉与穿膜肽二者的优点结合在一起用于宫颈癌的治疗的报道，综上，为提高阴离子卟啉抑制宫颈癌细胞增殖的生物利用率，本实验选择阳离子卟啉TMPyP4作为对照组，以穿膜肽（TAT）为载体将阴离子卟啉（TPPS）导入宫颈癌细胞。采用MTT方法研究阴离子卟啉对宫颈癌细胞增殖的抑制作用，从端粒酶活性、c-Myc表达等方面探讨其抑癌作用机制；同时证明穿膜肽通增加阴离子卟啉的穿膜率而增强其抗癌作用。最后通过MTT方法证实TPPS对正常细胞的杀伤性低于肿瘤细胞，表明阴离子卟啉的安全性优于阳离子卟啉。
