类抑制剂!"!# 处理抵抗性细胞会促进此类细胞对姜黄素的敏感性但是姜黄素影响肿瘤干细胞生存的作用机制非常复杂可以通过调控多种信号通路转录因子膜受体及激酶和细胞因子等方式诱导细胞死亡 $%&' 本文就姜黄素靶向结肠癌干细胞的作用机制研究进展进行综述.! -!'# -"!'# '"9'

Size: px

Start display at page:

Download "类抑制剂!"!# 处理抵抗性细胞会促进此类细胞对姜黄素的敏感性但是姜黄素影响肿瘤干细胞生存的作用机制非常复杂可以通过调控多种信号通路转录因子膜受体及激酶和细胞因子等方式诱导细胞死亡 $%&' 本文就姜黄素靶向结肠癌干细胞的作用机制研究进展进行综述.! -*!'# -"!'# *'"9'"

攸台柴
5 years ago
Views:

1 姜黄素靶向结肠癌干细胞的作用及机制研究进展宣自学袁守军周育成方晴霞 % 浙江省人民医院浙江杭州 % 杭州医学院附属人民医院浙江杭州 % 军事医学科学院放射与辐射医学研究所北京摘要姜黄素具有广泛的抗肿瘤活性能够抑制多种类型肿瘤的生长近年来有研究发现姜黄素对肿瘤干细胞尤其是结肠癌干细胞具有直接抑制作用然而姜黄素影响结肠癌干细胞生存的作用机制比较复杂可以通过调控多种信号通路转录因子膜受体及激酶等方式发挥效应文章就姜黄素靶向结肠癌干细胞的作用机制研究进展进行综述为姜黄素抗结肠癌研究提供理论依据关键词姜黄素结肠癌肿瘤干细胞中图分类号 % 文献标识码文章编号 ' ( ))*! " #!! "$ % & +,-. /01,- '0(0*., 0&1* 12!% %.1( * 34'5 *&! 31'6!1) ')6 2!*7'0 8 *%31'6!1) ')6 2! '9 *7'0 :1 &! 8'!!11*7'0 8 *% ;1 ( * *) '9 2 '* :1 & *1 &1 '9 :! 24 :1 &! & 1*&1);1 ( * 8 * '804&0 * 6'))1))1) 1/21*) 51 *2 20'4 &2 5 2 * &* * 2 54 '0) 261) '9 &*&14% * 41&1*2 14)15 1*&1 ) )'* 22 &04&0 * ) 1991&2 51 * * 2 * &*&14 )21 &1!!)1) 61&!! &'!'* &*&14 )21 &1!!)% 1 0*14! * 1&* )) '9 2) 1991&2 '* &'!'* &*&14 )21 &1!!) 41 &'6!1/ & *5'! !2'4) * &*&14 )21 &1!!) *&!0 * 21 ) *! * 62)24*)&4 62 '* 9&2'4)14*1 41&162'4) * *)1) * 2 ) )14& 64' 41))1) '* 21 1&* )) ' * &'!'* &*&14 )21 &1!!) &04&0 * 141 )04 71 * '414 2' 64'5 1 21'412 &! ) ) 9'4 *2 &'!'* &*&14 41)14& $804&0 *&'!'* &*&14&*&14 )21 &1!!) 姜黄素 804&0 * 是一种从姜科植物姜黄等的根茎中提取得到的生物活性物质属于酸性多酚类化合物主链为不饱和脂族及芳香族基团姜黄素通常被用作肉类食品着色剂和酸碱指示剂同时具有抗炎抗氧化抗菌等药理作用近年来越来越多的研究证实姜黄素具有抗肿瘤活性能够明显抑制多种类型肿瘤细胞的生长抗癌谱广毒副作用小可作为抗突变剂以及抗促癌剂对肿瘤的发生发展多阶段均有显著的抑制效果收稿日期修回日期基金项目浙江省医药卫生一般研究计划通讯作者方晴霞!""#$$%&' 姜黄素不仅被美国国立癌症研究所列为第代癌化学预防药而且已经被用于许多类型肿瘤治疗的科学研究中例如陈宏等在细胞水平动物实验水平进行研究发现姜黄素具有较强的抗体内外大肠癌生长的作用其主要作用机制是阻滞肿瘤细胞周期和诱导细胞凋亡年 :4$042 等发现姜黄素对肝癌干细胞具有特异性抑制作用在敏感性细胞系中姜黄素处理会导致侧群细胞减少克隆球形成能力下降肿瘤干细胞标记基因或蛋白表达下降以及肿瘤形成受到抑制这都表明姜黄素可以导致肿瘤干细胞出现特异性缺失他们还发现姜黄素的抑制作用与 -<; 介导的 =8 抑制有关用研究进展!"#!$

2 类抑制剂!"!# 处理抵抗性细胞会促进此类细胞对姜黄素的敏感性但是姜黄素影响肿瘤干细胞生存的作用机制非常复杂可以通过调控多种信号通路转录因子膜受体及激酶和细胞因子等方式诱导细胞死亡 $%&' 本文就姜黄素靶向结肠癌干细胞的作用机制研究进展进行综述.! -*!'# -"!'# *'"9'7 3 <%'#'! 7="!# <2$3 '!*"!# 6. '** *' "'! 2 " ' #!# 3 *"!# 3'%&*"!' '*='#'> *"!#!! ''! $- "!9!. #'" ' ' '#!9! -2!'# 3'%&*"!' 2$3 <2$3 2$3 结肠癌干细胞越来越多的证据表明大肠癌组织中存在数量稀少的结肠癌干细胞其具有自我更新增殖和分化的潜能虽然数量少却在肿瘤的发生发展复发和转移过程中发挥重要作用目前结肠癌干细胞的标志物有 % 等荷兰 &'! 研究所的干细胞生物学家们利用药物驱动的荧光素标志物表达系统在小鼠体内证实多种不同类型的结肠癌细胞其实是来源于同一干细胞的这些干细胞是肿瘤发展的驱动力而且可以像正常干细胞一样具有自我更新和分化属性 ( 能够抵抗化疗 )!"#* 等率先发现结肠癌细胞中 + 高表达,-'# 等研究发现人结直肠癌手术切除标本中分离并获得的细胞./0./ 属于 1 细胞将不同浓度的细胞接种, 小鼠肾被囊能够不断地分裂产生新肿瘤细胞且肿瘤细胞在生长过程中没有出现明显的表型变化证实 + 的人结肠癌干细胞具有自我更新和分化重建成结肠癌细胞群体的能力大量的研究发现在多种肿瘤细胞中均有高表达在转移性结肠癌中分子表达增强与结肠癌转移及预后关系密切年 *"' 等从结肠癌和直肠癌中鉴别出肿瘤干细胞且用或与联用来分选结肠癌肿瘤干细胞此外他们还证实的细胞具有很强的成瘤能力而敲除基因会使结肠癌干细胞丧失成瘤能力说明在维持结肠癌干细胞干性及致瘤性等方面发挥关键作用还有研究表明 23 是干细胞 4#!"!'## 信号通路中最好的一个干细胞特异性标志物恰好 23 最初是从结肠癌细胞中分离出来的有文献显示 23 蛋白在结肠癌干细胞中的阳性率高达 5 将少量 23 + 结肠肿瘤细胞植入到小鼠体内小鼠会长出一个与原来细胞表型相同的肿瘤利用 3 干扰技术沉默结肠癌细胞的 23 基因肿瘤细胞凋亡增加年 "!&' 6'7#' 杂志上刊登了一项研究结果显示通过阻断结肠癌干细胞相关基因 -6 能从根本上解决结直肠癌的发生发展耐药性及肿瘤复发等临床难题例如 8' 等证实 -6 是结肠癌干细胞的重要调控因子他们发现有 / 的结肠癌患者体内 -6 表达阳性当应用已知的小分子抑制剂成功阻断 -6 基因后肿瘤干细胞无法进行自我更新进而造成肿瘤细胞的增殖受损持续存在且不可逆转该结果提示 -6 启动了结肠癌细胞的自我更新增殖及细胞存活姜黄素在结肠癌结肠癌干细胞方面的治疗作用陈宏等探讨姜黄素对人结肠癌 9 细胞生长的抑制作用及其机制研究结果显示姜黄素具有抑制细胞集落形成和细胞毒作用其机制可能是阻滞细胞周期的和 2 6 期以及诱导细胞凋亡 # 等从结肠癌 4( 和细胞中通过流式细胞仪分选结肠癌干细胞发现姜黄素衍生物 2,: 抑制磷酸化结肠癌干细胞活性和增殖抑制 4( 和结直肠癌细胞移植瘤生长 :& 等利用姜黄素和 $,$,; 联合作用于 $,$,; 耐药的结肠!"#!$ 研究进展

干癌细胞发现姜黄素联合给药后干细胞球显著减少干细胞标志基因和表达下调表皮生长因子受体的表达上调!"## 等研究姜黄素通过干预 $% 结肠癌干细胞和间质成纤维细胞在肿瘤微环境中的相互作用抑制上皮间质转化 &% 发生贾佳等利用 &%% 实验证明姜黄素能够抑制结肠癌细胞 "'$% 增殖并呈剂量依赖关系姜黄素处理后的 "' 细胞结肠癌肿瘤干细胞的标志物和 (!

3 干癌细胞发现姜黄素联合给药后干细胞球显著减少干细胞标志基因和表达下调表皮生长因子受体的表达上调!"## 等研究姜黄素通过干预 $% 结肠癌干细胞和间质成纤维细胞在肿瘤微环境中的相互作用抑制上皮间质转化 &% 发生贾佳等利用 &%% 实验证明姜黄素能够抑制结肠癌细胞 "'$% 增殖并呈剂量依赖关系姜黄素处理后的 "' 细胞结肠癌肿瘤干细胞的标志物和 (!)* 表达下降姜黄素处理后的 $% 细胞 ++(!)* 表达明显降低结果提示姜黄素对结肠癌细胞增殖以及对肿瘤干细胞标记物基因表达都具有抑制作用随后他们通过流式细胞仪分选获得阳性的 $% 细胞并接种至无血清培养基中发现阳性的 $% 细胞能够形成干细胞球经姜黄素作用后阳性的 $% 细胞减少且细胞和 (!)* 表达下降初步显示姜黄素对分选出的结肠癌干细胞具有直接抑制作用 + 姜黄素靶向结肠癌干细胞的作用机制 #, 信号通路是与人类肿瘤相关性最高的信号通路之一据调研几乎所有结肠癌患者的结肠组织中均能发现 *- 的基因突变或 '",.#/# 被激活过度表达有研究者通过裸鼠皮下移植瘤成瘤实验发现高表达的结肠癌干细胞注射至裸鼠皮下成瘤率比低水平表达者高且 '",.#/# 突变本身也能够诱发结肠癌然而 #, 信号通路抑制基因过度表达 /'001 或人工敲除 % 均可以阻断肿瘤细胞的 #, 信号通路进而抑制结肠癌细胞的生长及致瘤能力因此 #, 信号通路与结肠癌干细胞的活性密切相关 $.(.( 配体结合到跨膜受体 -,' 从而解除对 -,' 介导的! 蛋白以及下游信号传导级联激活的抑制导致 / 转录因子家族的活化引起下游靶基因的异常表达造成细胞过度增殖最终导致肿瘤的发生有研究显示与非转移性结肠癌相比晚期和转移性结肠癌的 $.(.(/ 信号过度表达提示 $.(.( 信号通路参与调节结肠癌细胞功能并且在肿瘤转移过程中发挥重要作用作为调控肠道干细胞功能的信号传导通路之一的 ),' 信号通路其产生是通过相邻细胞的 ),' 配体分泌酶与 ),' 结合成配体结构与受体相互作用导致 ),' 裂解后释放其活化形式的胞内结构 ) 并进入细胞核与转录因子结合形成 ) 转录激活复合体特定地与启动子 %** 序列结合激活转录抑制因子家族的靶基因 $. 和 $. 1 发挥生物学作用在过去的几年里大量的研究表明姜黄素可以通过直接或间接影响肿瘤干细胞自我更新通路干预肿瘤干细胞生长例如 #,'",.#/#$.(.( 和 ),' 通路 /(. 例如陈寒露等发现姜黄 #,'",.#/# 1",2"3.(.( 1",2"3 ),' 1",2"3! "#!$ #$ %&' #'!! &!## 研究进展 +!"#!$

4 素可以明显抑制结肠癌细胞的增殖活性显著上调细胞内表达及下调的表达且呈现剂量依赖性转染后发现能上调姜黄素处理后的肿瘤细胞的表达水平结果提示姜黄素可能通过上调基因的表达抑制!" 信号通路进而下调细胞表达从而起到抑制肿瘤的作用刘少琼等利用姜黄素 #$%&' 处理结肠癌细胞流式细胞仪凋亡检测后发现细胞凋亡明显增加通过 ( 检测发现姜黄素处理的细胞 &")*+ 及下游靶基因,-+ % 表达明显下调提示姜黄素诱导结肠癌细胞凋亡且与调控 &")*+ 信号通路中膜受体基因 &")*+ 及下游靶基因,-+ 转录有关姜黄素靶向结肠癌干细胞面临的问题和解决的方案诱导的应激反应避免肿瘤细胞进入凋亡途径维持肿瘤细胞的生存研究者们需进一步论证姜黄素促结肠癌干细胞自噬性存活的证据并且寻找可行的解决策略例如或与自噬抑制剂联用小结结肠癌发生治疗抵抗的原因有很多而肿瘤干细胞的存在是引起肿瘤复发的一个重要因素然而传统治疗策略对肿瘤干细胞往往不具有靶向性姜黄的主要成分姜黄素具有广泛的抗肿瘤作用随着分子生物学研究的不断发展研究者们对姜黄素靶向结肠癌干细胞的作用机制也渐渐有了更深入的理解这些结果表明姜黄素是靶向结肠癌肿瘤干细胞一个新的抑制剂未来或可成为治疗结肠癌抑制结肠癌干细胞生长防止结肠癌复发的一个重要靶向药物作为一个中药提取物姜黄素已被临床试验证明为耐受性良好没有造成显著毒性的药物但是姜黄素的生物利用度比较低口服不易被吸收所以目前多数针对姜黄素的研究都以基础研究为主如何提高姜黄素在体内的生物利用度是临床上能否成药的关键因素近年来研究者们都在努力他们找到一些姜黄素类似物如. 不同剂型如纳米制剂脂质体等而且研究初步证明了姜黄素类似物及新剂型的抗肿瘤作用更重要的是有研究显示姜黄素类似物或新剂型能够靶向结肠癌干细胞例如 /!0/1 等发现姜黄素类似物. 是结肠癌干细胞有效的抑制剂 /! 等证实新型姜黄素胶束剂型能够抑制结肠癌干细胞生存尽管姜黄素在结肠癌治疗方面展现出巨大应用价值和潜力但是也面临着一些问题例如年 /!"/1/ 等报道姜黄素促进阳性的结肠癌干细胞生存他们研究表明姜黄素能够降低结肠癌细胞干细胞标志基因, 1 /!& 的表达水平但是也会诱导阳性的结肠癌干细胞增殖和自噬性存活细胞自噬是细胞在自噬相关基因的调控下利用溶酶体降解自身受损的细胞器和大分子物质的过程肿瘤细胞确实能够通过增强细胞自噬来对抗由缺氧代谢产物治疗药物参考文献 /*-/1 )-1&.%-!"/'-!2/ 3-" /'# 41 )4%! 2&0!1-4'/"- *4%/! "4%&1!-)1& 5/)"&1 '-6 -'/ 7"-%/") /!2 %-"//!/'7 &51/!2&%8-2 )&!"1&''-2 "1/'9# (*/1%/)&' -++# *-! 9,- :/!.-" /'# 41)4%! /!2 " ;1&%- / /! /!")/!)-1 214/! /!/'7 &5 " /!")/!)-1 /!2 /!"54!/' -55-)"! )/!)-1 /!2 /&)/"-2 )&%;')/"&! 51&%!6/6-54!/'!5-)"&! 9# (*/1%/)&' +$# $ *-!,*-! :*/! :-" /'# 41)4%!!*" )-'' ;1&'5-1/"&! 7!"-15-1! )-'' )7)'- /!2!24)! /;&;"&! *4%/! )&'&! )/1)!&%/ )-'' '!- 9# /!)-1 - -/1)* /!2 '!)++# 陈宏陈宇英张振书等 # 姜黄素抗大肠癌作用研究 9# 肿瘤研究与临床 # /14/12" 9&%-8<41&8 11-4! /%/)*& =-" /'# 41)4%! -55-)"6-'7!*" &!)&-!).>!/'! /!2 1-"1/! "-%!- 5-/"41-! '6-1 )/!)-19# 9,-;/ "&'+$$+?# :*/! # /1-"! )/!)-1 "-% )-'' 7 )41)4%! /!2 )'!)/' /;;')/"&! 9# /!)-1 -""+$ +?#./1*/!/!"/.!-- -" /'# &'- &5 )/!)-1 "-% )-''! 1/)/' 2;/1"7! )&'&1-)"/' )/!)-19# /!!"#!$ $+ 研究进展

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陈寒露陈海滔徐超等 4 姜黄素对结肠癌细胞株 / 及 +@+. 基因表达影响的研究 $)4 中国肿瘤 2#34, ' C*0?*' (* -4 +''" &" 0 && A5 ; 0' &9;$)4 )'- ' = > ; $ 刘少琼杨芳禹正杨等 4 姜黄素调控信号通路诱导结肠癌 A5 细胞株凋亡 $)4 湖南中医药大学学报 *' *' ;- ) -4 / -' ''" +/?2 >- ''" -0 & - "- 8 --$)4 " '09 *)' -4 +''" " " < -'' - '0 ".: ' '&& & - -";"- " -- $) ''" & " '&0 '> >- ' - " 2#3#4$ 贾佳赵逵张银萍等 4 姜黄素对人结肠癌细胞 # 中血管内皮生长因子的影响 $)4 中国老年学杂志 2#3#4 0,, (*, ' A A &9; - "&- &; $) $ ; /+,.:$)4 +. #253#54 ->8'" :">.D ->8; : -4 :'&0; < ;B &; $) #2##34 研究进展 5!"#!$

材料方法载体构建转基因植株的获得

材料方法载体构建转基因植株的获得生物技术通报唐宏琨曾洪梅杨秀芬邱德文通过根癌农杆菌介导转化法将含有激发子基因的植物表达载体转化三生烟获得了转基因烟草植株用检测确认了阳性转化株用杂交和杂交进一步证实了基因的整合转录和表达对代转基因阳性株进行接种试验结果显示与非转基因对照相比表达的烟草叶片枯斑数量减少表明蛋白激发子基因的表达提高了转基因烟草对的抗性激发子基因烟草转化材料