基本信息
- 项目名称：
- 猪苓多糖抑制人膀胱癌细胞增殖和诱导凋亡作用及其分子机制研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 生命科学
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 本实验首次创新性地从P53抑癌基因转录后调节机制角度研究猪苓多糖直接抗癌作用机理。实验证明猪苓多糖有抑制膀胱癌细胞增殖、诱导凋亡的作用，猪苓多糖可能通过RNA结合蛋白HuR介导调节p53mRNA稳定性，提高p53基因及蛋白的表达，从而达到抑制膀胱癌细胞的增殖、诱导凋亡作用、抑制转移及下调相关基因表达量。
- 详细介绍：
- 猪苓多糖抑制人膀胱癌细胞增殖和诱导凋亡作用 及其分子机制研究 膀胱癌是泌尿系统常见的肿瘤，也是治疗费用昂贵的肿瘤之一，探索有效价廉的中药已是临床需要解决的问题。已有猪苓治疗膀胱癌和预防复发的报道，但作用机制不明。猪苓多糖是猪苓的主要成分，猪苓对肿瘤的抑制作用是否通过猪苓多糖对膀胱癌细胞的直接抑制作用及其机制是什么？是值得研究的课题。 本研究以人膀胱癌细胞株T24为研究载体，分析猪苓多糖对细胞T24增殖、凋亡、转移的影响,从膀胱癌细胞p53 mRNA、P53蛋白、相关癌基因mRNA表达及转录后调节蛋白HuR对p53 mRNA稳定性的影响四个方面，探讨猪苓多糖抑制人膀胱癌细胞增殖和诱导凋亡作用及其分子机制。 结果: 1.猪苓多糖能抑制膀胱癌细胞增殖及诱导其凋亡 猪苓多糖对膀胱癌细胞抑制作用随着时间推移先增加后降低，同一时间点抑制作用随着浓度增加先增加后降低。 猪苓多糖作用膀胱癌细胞后，早期凋亡细胞所占比例与空白对照组相比有差异性，且呈明显时间依赖性增高。细胞凋亡率随着药物浓度增加，而增幅度先大后小。 2.猪苓多糖能抑制人膀胱癌细胞T24转移的能力 猪苓多糖在中低浓度（100μg/ml、300μg/ml）范围，抑制细胞T24迁移的能力随浓度的增加而增加，呈浓度依赖性；而在高浓度（500μg/ml）时抑制迁移的能力轻度回落。 3.猪苓多糖对人膀胱癌细胞p53基因mRNA、蛋白及相关癌基因mRNA表达的影响 猪苓多糖处理早期，人膀胱癌细胞p53基因相对表达量呈逐渐增高，后期变化不明显。流式细胞术、Western Blot实验表明中低剂量猪苓多糖处理后，P53蛋白表达量随药物浓度增加而增加，高剂量组出现回落的趋势，随着时间推移先增加后回落。实验表明猪苓多糖对膀胱癌相关癌基因CCND1、ERBB2、MYC和MDM2的基因表达有不同程度的下调作用。 4.转录后调节蛋白HuR对p53基因稳定性的影响 猪苓多糖干预早期p53 mRNA衰减的速度较慢，稳定性较好，后期mRNA衰减速度加快，稳定性有所下降。Western Blot实验发现猪苓多糖处理的胞浆内HuR表达水平先升高，随后下降，该现象与处理组p53mRNA相对表达量和稳定性的变化相吻合。 结论： 本实验证明猪苓多糖有抑制膀胱癌细胞增殖、诱导凋亡的作用，猪苓多糖可能通过RNA结合蛋白HuR介导调节p53mRNA稳定性，提高p53基因及蛋白的表达，从而达到抑制膀胱癌细胞的增殖、诱导凋亡作用、抑制转移及下调相关基因表达量。
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作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 本研究以人膀胱癌细胞株T24为研究载体，分析猪苓多糖对细胞T24增殖、凋亡、转移的影响,从膀胱癌细胞p53 mRNA、P53蛋白、相关癌基因mRNA表达及转录后调节蛋白HuR对p53 mRNA稳定性的影响四个方面，探讨猪苓多糖抑制人膀胱癌细胞增殖和诱导凋亡作用及其分子机制。
科学性、先进性及独特之处
- 科学性： (1）立论依据充分。（2）实验设计合理、操作严格。设立阴性对照组、选择公认有效的抗癌药盐酸吉西他滨作为对照组、重复操作实验。 先进性及独特之处： （1）从抑癌基因P53入手研究猪苓多糖抑制膀胱癌细胞增殖、诱导凋亡、抑制转移的作用（2）首次把现在分子生物学研究热点转录调节机制引入对猪苓多糖抑制人膀胱癌增殖、凋亡机制研究，初步从转录后调节机制阐明了猪苓多糖抑制人膀胱癌增殖、凋亡机制。
应用价值和现实意义
- 探索有效价廉的中药治疗膀胱癌已是临床需要解决的问题。目前已有猪苓治疗膀胱癌和预防复发的报道，但作用机制不明。猪苓多糖是猪苓的主要成分，猪苓对肿瘤的抑制作用是否是通过猪苓多糖的膀胱癌细胞的直接抑制作用及其机制是什么？是值得研究的课题。进一步研究猪苓多糖抗癌作用机制，为从我国的传统中药中开发新型抗膀胱癌药物或抗癌治疗在减毒增效方面的辅助药物奠定基础，具有重要的研究意义和应用前景。
学术论文摘要
- 目的：观察猪苓多糖对膀胱癌细胞增殖、诱导凋亡、抑制转移作用，并从p53 mRNA、P53蛋白、相关癌基因mRNA表达及转录后调节蛋白HuR对p53 mRNA稳定性的影响四个方面，探讨其分子机制。方法：利用MTT法、流式细胞仪法、划痕实验分别研究猪苓多糖对T24细胞增殖、凋亡及转移力的影响，进一步采用荧光定量PCR、 Western Blot技术研究猪苓多糖对T24细胞P53 mRNA、蛋白表达及相关癌基因mRNA表达的影响，探究转录后调节蛋白HuR对P53基因稳定性的影响。 结果：猪苓多糖对膀胱癌细胞抑制作用随着时间及药物浓度变化先增加后降低；同时凋亡率呈明显时间、浓度依赖性增高；抑制迁移的能力呈浓度依赖性。药物处理早期p53基因相对表达量呈逐渐增高。猪苓多糖处理后P53蛋白表达量随着时间推移先增加后回落。猪苓多糖干预早期p53 mRNA稳定性较好，后期mRNA稳定性下降，并且胞浆内HuR表达水平先升高，随后下降。结论：实验证明猪苓多糖有抑制膀胱癌细胞增殖、诱导凋亡的作用，猪苓多糖可能通过HuR蛋白介导调节p53mRNA稳定性，提高p53基因及蛋白的表达，从而达到抑制增殖、诱导凋亡。
获奖情况
- 1.论文待发 2.已获奖励： （1）获2011年第十一届“挑战杯”广东大学生课外学术科技作品竞赛三等奖。 （2）获2009年十二届广州中医药大学学生学术论文大赛二等奖。 （3）获2010年十二届广州中医药大学学生学术论文大赛二等奖。
鉴定结果
- 该实验方案设计合理、实验数据真实、统计分析符合统计学要求。原始数据资料交实验审核。申报材料属实。
参考文献
- [1]张国伟,曾星等Inhibition of Urinary Bladder Carcinogenesis by Aqueous Extract of Sclerotia of Polyporus umbellatus Fries and Polyporus Polysaccharide The American Journal of Chinese Medicine, 2011，39（1）135-144. [2]杨德安，李慎勤，石炳夷,等.猪苓和卡介苗预防膀胱癌肿瘤术后复发的长期观察.中华外科杂志,1994,32（7）:433-434. [3] Olivier M, Hainaut P .TP53 mutation patterns in breast cancers:searching for clues of environmental carcinogenes is[J]. Semin Cancer Biol,2001,11(5):353-360. [4]曾星,章国来,梅玉屏,等.猪苓多糖对膀胱癌细胞基因蛋白表达的影响[J].中国肿瘤临床,2003,30(2):81-83. [5] Baker,SJ,Markowitz S,Fearon ER et al.Suppression of human colorectal carcinoma cell growth by wild-type p53,Science,1990,249:912. [6]Zou T,Mazan-Mamczarz K,Rao J N,et al.Polyamine depletion increases cytoplasmic levels of RNA-binding protein HuR leading to stabilization of nucleophosmin and P53 mNRAs[J].J biol Chem,2006,281(28):19387-19394.
同类课题研究水平概述
- 1 猪苓多糖的药理研究 猪苓性味甘、淡、平，为利水渗湿类药，具有利水渗湿功效。猪苓多糖是猪苓的主要成分之一。近年来研究表明猪苓多糖有保肝、增强免疫力及抗肿瘤等作用。 1.1 猪苓及猪苓多糖抗肿瘤临床研究 临床上治疗肿瘤过程中配合猪苓及猪苓多糖的治疗对预防肿瘤术后复发、提高患者生存率等方面取得很好的疗效。杨德安等发现猪苓组复发率不但低于对照组，而且复发间隔时间也有所延长。 1.2 猪苓及猪苓多糖抗肿瘤机制探究 研究人员多次证明猪苓及猪苓多糖可增强细胞免疫、体液免疫及抑癌基因表达，从而达到抗肿瘤作用。曾星等证明猪苓多糖显著提高P53蛋白表达，24小时表达最高，呈弥漫性分布，随后下降。 2 P53基因的研究进展 2.1 P53的生物学功能——细胞生长的调控 野生型p53基因可以抑制或阻碍细胞癌基因引起的细胞转化可以使细胞生长停滞还能减小细胞系肿瘤发生的潜力。 2.2 P53基因与肿瘤发生的关系及在抗肿瘤中的应用 肿瘤发生与细胞周期调节失控有着密切的关系。在致癌因素的作用下，细胞DNA受到损伤, 野生型P53基因被激活，从而引起一系列的反应，使细胞停留在G1 期, Gadd45基因可抑制DNA的复制, 刺激DNA切除修复, 若修复失败, P53基因则激活bax 和IGF-BP3基因的转录,启动细胞凋亡程序,使机体能够清除恶变倾向的细胞 。 突变型P53基因失去了负性调控细胞生长的功能，获取了促进细胞转化的新功能。从而使向细胞恶性增殖转化，最终导致肿瘤或癌症的发生。周鹏等发现突变型P53基因在正常组织、初发性膀胱癌、复发性膀胱癌中的表达逐渐增加。 3 RNA结合蛋白HuR与基因转录后调节 基因表达调节的重要环节是基因转录后调节，主要涉及因素是mRNA的稳定性。若mRNA的稳定性不同，胞浆内mRNA含量差异较大，引起蛋白表达水平的不同。实验证明mRNA在编码区存在可稳定mRNA的相应序列和促进降解序列。同时也发现mRNA的3’UTR所含有的AU富集元件能与特定的RNA结合蛋白结合，从而调节作用mRNA的稳定性。研究发现RNA结合蛋白HuR穿梭于细胞核和胞质之间，能与C-fos和IL-2mRNA的AU富集元件结合，促进mRNA的稳定性，调节mRNA的分布以及mRNA的翻译。
