萊菔硫烷對(duì)肺癌干細(xì)胞的抑制效應(yīng)及其機(jī)制研究

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1、南方醫(yī)科大學(xué)2009級(jí)博士學(xué)位論文萊菔硫烷對(duì)肺癌干細(xì)胞的抑制效應(yīng)及其機(jī)制研究Sulforaphaneinhibitscancerstemcellsinlungcancerthroughsuppressing[j-cateninsignalingandupregulatingmiR-214expression課題來源：973項(xiàng)目(2010CB529400)專業(yè)名稱學(xué)位申請(qǐng)人指導(dǎo)教師答辯委員會(huì)主席答辯委員會(huì)成員腫瘤學(xué)謝有科肖廣惠教授曾木圣教授姚開泰教授陳系古教授鐘雪云教授趙彤教授論文評(píng)閱人陳龍華教授謝丹教授賀志敏教授2012年4月20日廣州博士學(xué)位論文萊菔硫烷對(duì)肺癌干細(xì)胞的抑制效應(yīng)及其機(jī)制研究博

2、士研究生：謝有科指導(dǎo)老師：肖廣惠摘要研究背景萊菔硫烷(Sulforaphane，SF)是從綠花椰菜或綠花椰菜幼芽中提取的一種經(jīng)葡糖異硫氰酸鹽轉(zhuǎn)化的天然化合物，傳統(tǒng)上作為預(yù)防腫瘤的化學(xué)藥物。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明，萊菔硫烷可阻斷化學(xué)物誘發(fā)腫瘤的起始階段，日常膳食中的萊菔硫烷足以顯著降低細(xì)胞PhIP2DNA加合物的形成。萊菔硫烷可防止二甲基苯葸(7，12一dimethylbenz(a)anthracene，DMBA)誘導(dǎo)的小鼠乳腺癌癌前損害和大鼠乳腺腫瘤的發(fā)生，使DMBA誘導(dǎo)的SD雌性大鼠腫瘤的發(fā)生率降低、腫瘤的數(shù)量減少、瘤重減輕、腫瘤生長(zhǎng)緩慢。萊菔硫烷通過抑制人、鼠的細(xì)胞色素P450和苯并(a)芘與DN

3、A結(jié)合，從而改變致癌物代謝。以往的文獻(xiàn)證實(shí)萊菔硫烷能將前致癌物質(zhì)轉(zhuǎn)化為致癌物的I相代謝酶，誘導(dǎo)促進(jìn)致癌物排出的II相代謝酶。萊菔硫烷是最有潛力的II相酶誘導(dǎo)物，它誘導(dǎo)的II相酶基因，女NGST和NQ01也依賴于Nrf2。給Nrf2缺失鼠和野生型鼠萊菔硫烷后，用DNA矩陣方法檢測(cè)鼠小腸中Nrf2依賴基因的表達(dá)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)了大量Nrf2調(diào)節(jié)的解毒酶、抗氧化蛋白和降低毒物毒性的細(xì)胞保護(hù)蛋白。體內(nèi)和體外的研究發(fā)現(xiàn)，萊菔硫烷刺激Raf-1激酶的活性，表明萊菔硫烷對(duì)ARE依賴的II相解毒酶的誘導(dǎo)作用受MAPK(mitogen．a(chǎn)ctivatedproteinkinase)路徑的調(diào)節(jié)，也包括萊菔硫烷對(duì)Rai

4、l激酶的直接刺激和活化作用。萊菔硫烷不能干預(yù)AP．1(activatorprotein1)的轉(zhuǎn)錄活性，但是，可以通過增加細(xì)胞間信號(hào)調(diào)節(jié)激酶的磷酸化和激酶活性提高AP．1依賴的II相酶表達(dá)。除了解毒、減毒功能外，萊菔硫烷通過不同的信號(hào)通路調(diào)控多種細(xì)胞活動(dòng)，摘要包括抑制腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡和細(xì)胞周期阻滯，抑制血管生成和轉(zhuǎn)移。環(huán)氧化酶2(cyclooxygenase．2，COX．2)是花生四烯酸代謝過程中重要的限速酶。腫瘤組織COX．2表達(dá)增加，在結(jié)腸、直腸腺瘤及腺癌、胃癌、胰腺癌等多種癌癥中，COX．2蛋白及mRNA水平較正常組織升高。COX．2表達(dá)上調(diào)與腫瘤的發(fā)生密切相關(guān)。研究表明，萊菔

5、硫烷可下調(diào)鼠巨噬細(xì)胞COX．2的表達(dá)，其抑制作用發(fā)生在轉(zhuǎn)錄水平。COX．2啟動(dòng)子區(qū)域的順式作用元件上存在NFKB和C／EBPfCCAAT／enhancer．bindingprotein)p結(jié)合位點(diǎn)，萊菔硫烷主要是通過抑制NFl(B的活性而抑制脂多糖誘導(dǎo)的基因表達(dá)。另外，萊菔硫烷可引起HT．29細(xì)胞凋亡與P53蛋白表達(dá)無關(guān)，而與bcl．2基因家族中引起細(xì)胞死亡的bax過度表達(dá)有關(guān)。bax是一種胞質(zhì)蛋白，一部分可轉(zhuǎn)移到線粒體，并引起線粒體釋放細(xì)胞色素C，最終活化Caspase級(jí)聯(lián)反應(yīng)引起凋亡。研究發(fā)現(xiàn)，bax過度表達(dá)能降解cdk(cyclin．dependentkinase)的抑制物P27，進(jìn)而

6、誘導(dǎo)cdk和caspase的活化。這說明萊菔硫烷可抑制腫瘤發(fā)生過程中的多個(gè)步驟。腫瘤干細(xì)胞假說認(rèn)為，腫瘤組織由一小部分腫瘤形成和自我更新的腫瘤干細(xì)胞和大部分不能形成腫瘤的腫瘤細(xì)胞組成。大多數(shù)腫瘤組織中均能鑒別出腫瘤干細(xì)胞，包括肺癌、乳腺癌、膀胱癌等。這一假說提示傳統(tǒng)上的化療藥物只殺死已分化或分化中的腫瘤細(xì)胞，而這些細(xì)胞占腫瘤組織的大部分，不能產(chǎn)生新的腫瘤細(xì)胞。由于腫瘤干細(xì)胞沒有受影響，故腫瘤通常出現(xiàn)復(fù)發(fā)，這提示去除腫瘤干細(xì)胞是有效的腫瘤治療的關(guān)鍵。腫瘤干細(xì)胞與腫瘤中大多數(shù)量細(xì)胞不同，它對(duì)化療藥物耐藥，并在腫瘤治療后促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移和復(fù)發(fā)。包括Wnt／p．catenin在內(nèi)的多條信號(hào)通路被認(rèn)為參與

7、了正常干細(xì)胞和腫瘤干細(xì)胞自我更新行為的調(diào)控。研究證實(shí)Wnt／13．catenin是調(diào)控腫瘤干細(xì)胞自我更新的關(guān)鍵信號(hào)通路之一。miRNA是一種長(zhǎng)約21．23個(gè)堿基的非編碼RNA，在基因表達(dá)的轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)控的重要調(diào)節(jié)子，其主要機(jī)制是靶向特異的miRNA序列并抑制其翻譯的激活或促進(jìn)其降解。來自不同實(shí)驗(yàn)室的研究表明，miRNA的調(diào)控范圍非常廣泛，包括發(fā)育、生存周期、代謝和腫瘤發(fā)生。miRNA基因受多種水平調(diào)控以應(yīng)答分