文献类型：科技成果

中文题名：当归挥发油通过调控凋亡与自噬抑制人结直肠β细胞增殖的实验研究

完成人：朱丽娟[1];宋润泽[1];臧凯宏[1];罗慧英[1];王丽娟[1];

第一作者：朱丽娟

完成机构：[1]甘肃中医药大学;

第一机构：甘肃中医药大学

年份：2024

语种：中文

中文关键词：结直肠癌;细胞增殖;肿瘤治疗

摘要：一、课题来源与背景：该课题来源于甘肃省高等学校科研项目。结直肠癌是临床常见的消化道恶性肿瘤之一，在各类恶性肿瘤中的发病率占第三位，近年来，随着人民生活水平的提高，其发病率呈逐年上升的趋势，严重威胁着人类的健康。结直肠癌的治疗以手术切除为主，辅之以化疗等治疗手段，但化疗药往往会造成免疫功能低下、骨髓抑制、脏器受损等副作用，而且治疗过程中存在着肿瘤细胞耐受的现象，严重制约了化疗的效果。中药具有多成分、多靶点的作用特点，可作用于肿瘤发病的不同环节，同时其毒副作用较低，不易产生耐药性，因此，中药及其活性成分是抗肿瘤药物研究的热点，寻找对结直肠癌具有治疗或辅助治疗作用的中药，对降低结直肠癌的复发率和死亡率，改善患者的预后及生活质量具有重要的意义。研究表明，凋亡和自噬是细胞的两种死亡方式，在肿瘤的发生和发展中具有重要的作用，自噬和凋亡之间存在着复杂的交互调控，因此，深入研究自噬与凋亡之间的交互作用，探讨中药对两者关系的调控及调控机制，将为结直肠癌等肿瘤的治疗带来突破性进展。当归为伞形科当归Angelica sinensis (Oliv.) Diels的干燥根，主产于甘肃省岷县和宕昌。从古至今一直被中医广泛用于多种疾病的治疗，素有“十方九归”之称。当归的主要成分分为挥发油和水溶性成分两大类。研究证实，当归不同提取物能够有效抑制肿瘤的发生，当归挥发油的抗肿瘤作用主要通过提高机体免疫力、调控细胞周期，抑制肿瘤细胞转移等方面实现，而其对肿瘤细胞凋亡和自噬的影响，特别是如何调控两者之间的关系尚未见报道。二、研究目的与意义：该项目拟通过体外培养人结直肠癌HCT-116、SW480、LOVO、SW620细胞，观察当归挥发油对人结直肠癌细胞的细胞毒作用及对细胞凋亡和自噬的影响，并探讨其作用机制。通过该课题的研究，希望初步了解凋亡和自噬在人结直肠癌细胞中的作用，并明确当归挥发油是否通过影响细胞的凋亡和自噬抑制结直肠癌细胞增殖，从而确定当归挥发油抗肿瘤作用的新靶点，为进一步研究凋亡和自噬交互作用的相关分子机制奠定基础，为加快当归挥发油应用于结直肠癌的临床治疗提供理论参考。三、主要论点与论据：1、采用MTT比色法检测了当归挥发油(VOAS）对人结直肠癌SW480、HCT-116及LOVO细胞增殖的影响，同时采用克隆形成实验和创伤愈合实验观察了VOAS对HCT-116细胞克隆及迁移的影响。结果显示VOAS能够明显抑制细胞的增殖，具有浓度依赖性。作用于HCT-116细胞后，细胞克隆形成率明显降低，且能明显抑制细胞的迁移能力。表明VOAS对人结直肠癌细胞有明显的细胞毒作用，具有良好的体外抗结直肠癌生长活性。2、采用流式细胞术观察了VOAS对HCT-116细胞生长周期的影响，并检测了HCT-116和SW480细胞的凋亡率。采用AO染色法观察了VOAS对SW480和LOVO细胞自噬的影响。实验结果显示，VOAS能够将HCT-116细胞的增殖周期阻滞于G1期，明显提高HCT-116、SW480细胞的凋亡率，作用于人结肠癌SW480及LOVO细胞后，细胞内红色荧光明显增强，提示细胞中呈酸性的自噬溶酶体的比例显著增多，自噬水平增加。3、采用免疫印迹法检测了VOAS对人结直肠癌细胞凋亡相关蛋白及自噬相关蛋白相对表达量的影响，并观察了相关信号转导通路蛋白的表达。结果表明，VOAS降低凋亡相关蛋白Bcl-2/Bax的比率，上调caspase-3剪切活性片段的表达，同时上调自噬相关蛋白LC3B-Ⅱ、Atg5及Beclin-1的表达。此外，VOAS能够下调HCT-116细胞β-catenin及Wnt信号通路下游靶基因c-myc、ClyclinD1的表达，同时使SW480和LOVO细胞中PI3K/Akt/mTOR信号转导通路的关键蛋白PI3K、p-Akt及p-mTOR的相对表达量均下降，这些结果提示VOAS可能通过抑制结直肠癌细胞中Wnt/β-catenin信号转导通路和PI3K/Akt/mTOR信号转导通路的异常激活，进而抑制结直肠癌细胞的增殖、克隆和迁移，将细胞阻滞于G1期，诱导细胞凋亡和自噬。4、创见与创新：该实验首次阐明当归挥发油抑制人结直肠癌细胞增殖与其诱导细胞凋亡与自噬密切相关，其机制可能与抑制结直肠癌细胞中Wnt/-catenin信号转导通路和PI3K/Akt/mTOR信号转导通路的异常激活有关。5、社会经济效益，存在的问题：该项目研究成果从凋亡和自噬的角度，在细胞和分子水平上阐述了当归挥发油抑制人结直肠癌细胞增殖的作用机制，为陇药的开发和利用，为加快其在临床治疗中的应用提供理论参考，具有重要的应用价值。但存在如下问题：（一）、由于实验条件限制，该实验只研究了当归挥发油对人结直肠癌细胞增殖的抑制作用及对细胞凋亡和自噬的影响，体内实验未曾得到进一步的证实。（二）、凋亡和自噬作为独立的细胞进程，二者之间既相互区别，又相互联系，在肿瘤的发展进程中，可以分别驱动细胞死亡，也可以相互协作，共同促进细胞死亡。也有研究发现，细胞凋亡和自噬之间还可以相互拮抗，自噬能够促进细胞存活，相反，抑制自噬后可能提高细胞的凋亡水平。这也可能是引起肿瘤耐药的一个重要原因。在该研究中，未进一步深入研究在结直肠癌细胞中，凋亡和自噬之间的关系及VOAS是否会对这种关系产生影响。（三）、当归挥发油的长期毒性实验未曾开展，故如将其应用于结直肠癌的临床治疗，是否会给患者带来其他毒副作用并不明确。