基于肝癌细胞线粒体功能受损和caspase-3信号通路探讨罗哌卡因促进肝癌细胞凋亡的作用机制研究

摘要 目的：基于肝癌细胞线粒体功能受损和天冬氨酸蛋白水解酶3（caspase-3）信号通路探讨罗哌卡因促进肝癌细胞凋亡的作用机制。方法：选用细胞株人肝癌细胞BEL-7402进行实验研究。用不同浓度罗哌卡因处理BEL-7402细胞后,采用溴化噻唑蓝四氮唑（MTT）法检测肝癌细胞的增殖情况,光镜及4,6-二苯胺-2-苯吲哚二盐酸盐（DAPI）溶液染色观察细胞形态,台盼蓝染色法测定细胞活力,流式细胞术分析BEL-7402细胞的凋亡情况,电子显微镜下观察细胞线粒体,激光共聚焦显微镜观察caspase-3在BEL-7402细胞中的细胞核迁移情况,蛋白免疫印迹试验评价罗哌卡因对细胞质凋亡相关蛋白、线粒体凋亡相关蛋白、BEL-7402细胞和线粒体凋亡相关蛋白表达的影响。结果：罗哌卡因能够抑制肝癌细胞的生长,并呈剂量依赖性和时间依赖性。罗哌卡因可诱导BEL-7402细胞发生凋亡,显著增加BEL-7402细胞的凋亡率。罗哌卡因能够损伤肝癌细胞线粒体功能。激光共聚焦显微镜观察显示caspase-3分子迁移到细胞核。罗哌卡因与caspase-3相互作用,促进caspase-3向细胞核内迁移,刺激caspase-3和聚腺苷二磷酸核糖聚合酶（PARP-1）、天冬氨酸蛋白水解酶9（caspase-9）蛋白的表达,抑制B细胞淋巴瘤-2基因（Bcl-2）的表达,促进凋亡酶激活因子（Apaf-1）的表达,促进线粒体释放细胞色素C（Cytochrome C）,激活caspase-3活性。结论：罗哌卡因具有促进肝癌细胞凋亡的作用,其作用机制可能与破坏肝癌细胞线粒体功能和激活caspase-3信号通路有关。     

黄芩甙对人肝癌BEL-7402细胞增殖和侵袭转移的影响及机制

目的探讨黄芩甙对人肝癌BEL-7402细胞系增殖、侵袭转移的影响及其机制。方法应用细胞培养技术培养人肝癌BEL-7402细胞,MTT实验、软琼脂克隆形成实验检测黄芩甙对肝癌细胞增殖的影响。通过Boyaen小室模型测定其侵袭力,细胞迁移实验测定细胞运动能力,同时观察细胞形态。流式细胞术测定肝癌细胞MMP2、TIMP2表达,免疫组化测定VEGF表达。结果黄芩甙能明显抑制肝癌细胞增殖,细胞侵袭力及运动能力明显下降,且呈量效关系（P〈0．05）。形态学观察发现,黄芩甙处理组细胞形态较圆,伪足数目较少;MMP2阳性表达细胞减少,TIMP2阳性表达细胞增多,MMP2／TIMP2比值下降;VEGF表达减少。结论黄芩甙能抑制肝癌BEL-7402增殖、侵袭与转移,其机制可能与直接抑制细胞迁移运动,抑制细胞基质溶解相关基因蛋白MMP2表达,促进TIMP2表达;VEGF表达减少有关。     

PER1对人肝癌细胞BEL-7402辐射敏感性的影响

本文通过X射线照射SMMC-7721、BEL-7402和HepG2三种肝癌细胞后,以克隆形成试验检测其存活分数,结果显示在梯度剂量X射线0、2、4、6、8、10 Gy照射下SMMC-7721、BEL-7402、HepG2三种细胞克隆存活分数逐渐下降,其中SMMC-7721在三种肝癌细胞系中对辐射最敏感,BEL-7402辐射抗性在三种肝癌细胞系中最高。Western blot检测发现PER1在SMMC-7721中的表达水平明显显著高于BEL-7402和HepG2(P<0.05)。过表达PER1蛋白以后,BEL-7402接受5 Gy X射线照射后凋亡明显增多,同时,western blot和RT-qPCR试验结果发现,X射线照射过表达PER1的BEL-7402细胞,抗凋亡蛋白Bcl-2表达明显降低,凋亡执行蛋白Caspase-3断裂明显增多。研究结果表明PER1蛋白的高水平表达可以促进X射线诱导的凋亡,增强肝癌细胞的辐射敏感性。     

BIX-01294对肝癌细胞周期、凋亡及移植瘤的影响

目的:探究组蛋白甲基转移酶G9a抑制剂(BIX-01294)对肝癌细胞周期、凋亡及移植瘤的影响。方法:将SMMC-7721、BEL-7402、HL-7702原始细胞株传代培养后,分为空白对照组和不同浓度(1μM、5μM、10μM、20μM)BIX-01294处理组。应用Western-blot法检测G9a及肝癌细胞内凋亡蛋白CC3、C-PARP、Bax、Bcl-2表达水平;应用四甲基偶氮唑盐(MTT)比色法检测不同浓度BIX-01294处理SMMC-7721、BEL-7402细胞24、48、72、96 h后的细胞增殖情况;应用流式细胞术检测不同浓度的BIX-01294处理肝癌细胞96h后细胞周期分布情况;移植瘤试验21 d后测量裸鼠体内肿瘤体积及重量,并检测瘤体内H3K9me2的蛋白水平。结果:G9a在肝癌细胞SMMC-7721、BEL-7402中表达水平高于HL-7702细胞(P<0.05)。不同浓度的BIX-01294对SMMC-7721细胞和BEL-7402细胞增殖具有抑制作用,且具有时间依赖性和剂量依赖性(均P<0.05)。不同浓度BIX-01294处理细胞96h后,SMMC-7721细胞和BEL-7402细胞G0/G1期细胞比例增加,S和G₂/M期的细胞比例降低(P<0.05)。5μM BIX-01294处理细胞96h后能明显增加CC3、Bax、C-PARP表达水平,并降低Bcl-2的表达水平(P<0.05),与空白对照组相比,BIX-01294处理组裸鼠肿瘤体积减小,重量较低,且肿瘤组织内H3K9me2的表达水平下降(P<0.05)。结论:BIX-01294导致SMMC-7721、BEL-7402细胞发生周期阻滞和凋亡,且对肿瘤的生长具有明显的抑制作用,其可能是通过抑制G9a的表达从而降低H3K9me2的表达来抑制肿瘤的生长。     

细胞凋亡中的钙调节

胞质Ca^2 升高是细胞凋亡中Ca^2 调节的经典模式,但近年来有证据表明胞质Ca^2 下降同样能诱导细胞凋亡,目前研究发现,胞内Ca^2 在细胞质,细胞核以及细胞钙库线粒体和内质网的动态平衡破坏和重新分布直接参与细胞凋亡信号的调控,而Bcl-2家族蛋白在细胞凋亡过程的胞内Ca^2 调节及继后的一系列生理效应中发挥特殊作用。细胞凋亡中Ca^2 调节的深入研究不但有助于阐明细胞凋亡的调控机理,同时为相关疾病防治和药物开发提供新的策略。     

西达本胺诱导胰腺癌细胞凋亡

目的：观察西达本胺对胰腺癌细胞BxPC-3和PANC-1生长抑制及诱导细胞凋亡作用,探讨西达本胺抗胰腺癌的机制。方法：西达本胺处理BxPC-3和PANC-1细胞后,用流式细胞术检测细胞的凋亡率,用罗丹明123和DCFH—DA染色方法测定细胞线粒体膜跨膜电位变化和活性氧（ROS）的产生,用Western印迹检测Bcl-2家族和γH2AX蛋白表达的变化。结果：西达本胺对胰腺癌细胞BxPC-3和PANC-1具有生长抑制和诱导细胞凋亡的作用,且呈时间和剂量依赖关系;处理72h后,胰腺癌细胞内ROS产生增强导致DNA损伤发生,且线粒体跨膜电位明显下降;促凋亡蛋白Bax的表达,抑制抑凋亡蛋白Bcl-2和Mcl—1的表达。结论：西达本胺具有抑制胰腺癌细胞增殖,诱导细胞凋亡的作用;西达本胺增强胰腺癌细胞内ROS的产生并导致DNA损伤,最终诱导细胞凋亡的发生。     

柯里拉京对人肺癌细胞A549的抑制作用及其机制研究

该研究旨在探讨柯里拉京对人肺癌A549细胞凋亡的影响及其潜在作用机制。采用CCK-8细胞活性检测试剂盒检测柯里拉京对A549细胞活性的影响;通过流式细胞术检测细胞凋亡;JC-1线粒体膜电位检测试剂盒检测线粒体膜电位;免疫印迹法检测凋亡相关蛋白(bax、bcl-2、cleaved-caspase-3、cleaved-PARP)的表达量;通过DCFH-DA探针标记检测细胞内ROS水平。研究结果显示,柯里拉京处理能够剂量依赖性地抑制A549细胞的活性,并通过上调bax的表达、下调bcl-2的表达,破坏线粒体膜电位,促进有活性的cleaved-caspase-3以及cleaved-PARP的形成,诱导A549细胞凋亡。活性氧清除剂NAC能够明显逆转柯里拉京诱导的细胞凋亡。因此,柯里拉京可能通过调节胞内ROS水平诱导人肺癌细胞A549发生凋亡。     

新狼毒素A诱导人黑色素瘤A375细胞凋亡的机制研究

为探讨新狼毒素A抑制人黑色素瘤A375细胞增殖及诱导凋亡的作用。本实验采用噻唑蓝(MTT)法检测新狼毒素A对人黑色素瘤A375细胞增殖的影响,Hoechst33258法观察细胞形态,流式细胞仪检测细胞凋亡率和线粒体膜电位,Westernblot检测凋亡相关蛋白表达。结果显示新狼毒素A以时间剂量依赖性的方式显著抑制A375细胞的增殖;不同浓度新狼毒素A(0、15、30、45μmol/L)作用于A375细胞48h后细胞出现显著凋亡特征,新狼毒素A增加A375细胞的凋亡率且降低了线粒体膜电位,上调Bax、caspase-3和细胞色素C(CytochromeC)蛋白的表达,下调Bcl-2蛋白的表达。以上结果说明新狼毒素A抑制A375细胞增殖,诱导细胞凋亡,其机制可能与诱导线粒体途径的凋亡有关。     

金葡菌通过线粒体途径诱导U937细胞凋亡

目的探讨线粒体凋亡途径在金黄色葡萄球菌（简称金葡菌）诱导人巨噬细胞系U937细胞凋亡中的作用。方法当细胞：细菌为1∶20时分别培养0 min,15 min,30 min,60 min和90 min,采用Western blot法检测胞质细胞色素C的表达及细胞内Bcl-2、Bax、caspase-9和caspase-3的表达。结果随着金葡菌感染时间的延长,胞质细胞色素C和Bax的表达逐渐增加;Bcl-2蛋白的表达逐渐降低;caspase-9和caspase-3的表达逐渐增加。结论金葡菌可通过抑制Bcl-2表达和促进Bax表达引起线粒体细胞色素C释放入胞质,激活caspase-9和caspase-3,促进U937细胞凋亡。     

山柰酚通过线粒体凋亡通路诱导三阴性乳腺癌细胞凋亡的机制研究

本文旨在探讨山柰酚对三阴性乳腺癌细胞MDA-MB-231的抑制作用及其可能的分子机制。用不同浓度的山柰酚处理细胞,CCK-8法检测山柰酚对MDA-MB-231和人正常乳腺上皮细胞MCF-10A活力的影响,倒置显微镜观察各组细胞形态变化,克隆形成法检测细胞增殖,流式细胞仪检测细胞凋亡,JC-1染色法检测细胞线粒体膜电位的改变,Western blot检测B细胞淋巴瘤-2(Bcl-2)、Bcl-2相关X蛋白(Bax)、细胞色素C(Cyt C)和细胞周期蛋白D1(CyclinD1)的蛋白表达,比色法检测半胱氨酸天冬氨酸蛋白水解酶-3(Caspase-3)以及半胱氨酸天冬氨酸蛋白水解酶-9(Caspase-9)的活性。结果显示,山柰酚体外可显著抑制MDA-MB-231细胞的增殖,诱导细胞凋亡,且对正常乳腺上皮细胞活力无影响,降低细胞线粒体膜电位,上调Bax、Cyt C的表达,下降Bcl-2和Cyclin D1的表达,增强Caspase-3、Caspase-9活性。结果表明,线粒体凋亡信号通路的激活是山柰酚诱导MDA-MB-231细胞凋亡的途径之一。     

PPARγ mediates the effects of WIN55,212-2, an synthetic cannabinoid, on the proliferation and apoptosis of the BEL-7402 hepatocarcinoma cells

Cannabis sativa has long been used as a traditional medicine in China. Among its effective compounds are cannabinoids. This study determined the effect of WIN55,212-2 (WIN), a synthetic cannabinoid, on the BEL-7402 human hepatocellular carcinoma (HCC) cell line. The results showed that WIN could decrease the proliferation of BEL-7402 cells. Moreover, WIN could cause apoptosis of the cells via up-regulation of Bax expression, down-regulation of Bcl-2 expression, induction of the mitochondrial membrane potential, increase of caspase-3, -8 and -9 activities, and induction of the cleavage of caspase-3 and poly-ADP-ribose polymerase (PARP). The WIN-induced apoptosis was accompanied by the up-regulation of PPARγ expression, the activation of PPARγ DNA binding activity, and a down-regulation of PPARγ target oncogene c-myc. Conversely, the effects of WIN could be attenuated by PPARγ antagonist GW9662, and the WIN induced PPARγ expression was partially attenuated by AM630, a cannabinoid receptor-2 antagonist, whereas the WIN-induced reduction of c-myc expression was partially restored by GW9662. Collectively, our results suggest that WIN can decrease the proliferation and cause apoptosis of the BEL-7402 cells via a mitochondrial-caspase pathway and mediated by PPARγ. These results may provide a basis for the application of WIN in HCC treatment.     

Musca Domestica Larva Lectin Induces Apoptosis in BEL-7402 Cells Through a Ca2+/JNK-mediated Mitochondrial Pathway

Although Musca domestica larvae lectin (MLL) is able to inhibit cancer cell proliferation and to induce cancer cell apoptosis, the molecular mechanism(s) responsible for these processes remain elusive. In the current study, the signaling network underlying the MLL-induced apoptosis of human hepatoma BEL-7402 cell was investigated. Our data found out that MLL causes a sustained increase of the intracellular Ca²⁺ and this process was prevented by the intracellular calcium chelator, BAPTA-AM, suggesting the involvement of intracellular Ca²⁺ in MLL-induced cell apoptosis. MLL also causes the production of reactive oxygen species and elevates the phosphorylation status of JNK, processes associated with the increased cytoplasmic Ca²⁺. The mitochondrial permeability transition pore (MPTP) opening study showed that MLL treatment of BEL-7402 cells results in the opening of MPTP and a reduction of mitochondrial transmembrane potential. In such condition, cytochrome-c was detected to be released from mitochondria to cytoplasm through the MPTP. This eventually activates caspase-3 and thus results in apoptosis of the tested BEL-7402 cells. According to a comprehensive review of all the evidence, it is concluded that MLL induces apoptosis of BEL-7402 cells through a Ca²⁺/JNK-mediated MPTP pathway.     

Action potential morphology influences intracellular calcium handling stability and the occurrence of alternans

Instability in the intracellular Ca2+ handling system leading to Ca2+ alternans is hypothesized to be an underlying cause of electrical alternans. The highly coupled nature of membrane voltage and Ca2+ regulation suggests that there should be reciprocal effects of membrane voltage on the stability of the Ca2+ handling system. We investigated such effects using a mathematical model of the cardiac intracellular Ca2+ handling system. We found that the morphology of the action potential has a significant effect on the stability of the Ca2+ handling system at any given pacing rate, with small changes in action potential morphology resulting in a transition from stable nonalternating Ca2+ transients to stable alternating Ca2+ transients. This bifurcation occurs as the alternans eigen value of the system changes from absolute value <1 to absolute value >1. These results suggest that the stability of the intracellular Ca2+ handling system and the occurrence of Ca2+ alternans are not dictated solely by the Ca2+ handling system itself, but are also modulated to a significant degree by membrane voltage (through its influence on sarcolemmal Ca2+ currents) and, therefore, by all ionic currents that affect membrane voltage.     

百里香酚的抗肿瘤作用

目的：观察百里香酚对体外培养的肝癌细胞的抑制作用。方法：体外培养人肝癌细胞（Bel-7402）,采用MTT法、AO/EB荧光染色法观察百里香酚对人肝癌细胞Bel-7402的作用。结果：百里香酚可显著抑制Bel-7402细胞的生长;经百里香酚作用后,肝癌细胞在显微镜形态明显改变。结论：百里香酚能抑制肝癌Bel-7402细胞生长。     

人肝癌细胞BEL-7402中热休克蛋白70相伴甲胎蛋白的实验研究

为研究人肝癌细胞BEL-7402中热休克蛋白70(HSP70)与甲胎蛋白(AFP)的相互作用,采用免疫化学和免疫荧光检测HSP70和AFP在肝癌细胞中的表达和定位.HSP70与AFP的相互关系通过免疫共沉淀和蛋白印迹杂交进行分析.结果免疫化学显示人肝癌细胞BEL-7402中存在高水平的HSP70和AFP共表达,均定位于细胞浆.AFP存在于HSP70单抗的免疫沉淀中,而HSP70则存在于AFP单抗的免疫沉淀中.结果表明人肝癌细胞BEL-7402中HSP70与AFP相伴.两者之间的相互关系研究将成为探讨肝癌的发生和免疫治疗的新途径.     

IL—6诱导肝癌细胞BEL—7402细胞凋亡及其Ca^2＋转导机制

白细胞介素－6（interleukin-6,IL-6）具有直接或间接的抗肿瘤活性,本组在以前的体内外实验中证明其具有明显的抑制肝癌作用。本文主要报告应用流式细胞仪和共聚焦显微镜检测IL－6对肝癌细胞（BEL－7402）凋亡的作用和该过程中Ca^2 转导机制。生长曲线描绘以及MTT分析结果表明,IL－6（6000u/ml）作用于BEL－7402细胞24小时后,生长抑制率达12％左右,而流式细胞仪结果显示IL－60（6000u/ml）作用于BEL－7402细胞24小时后,BEL－7402细胞凋亡率达8.2％。流式细胞仪分析还表明,IL－60（6000u/ml）作用于BEL－7402细胞24小时后,对照组平均FTTC荧光值为1.03而IL－60（6000u/ml）组为0.759,也就是说,IL－6引起了bcl－2基因表达下降。激光共聚焦显微镜测定表明,IL－60（6000u/ml）作用于BEL－7402细胞后,胞浆[Ca^2 ]c升高达2倍。若事先加入TC（thapsigargin),15min后再加入IL－6,则抑制了胞浆内[Ca^2 ]c升高;事先10min或5min分别加入EGTA和普鲁卡因（procaine）也有同样的抑制作用。上述结果表明,IL－6在一定剂量下可以诱导肝癌细胞BEL－7402发生细胞凋亡,该凋亡过程可能与Ca^2 转导及bcl-2基因表达下调有关。     

Synthesis of novel dibenzoxanthene derivatives and observation of apoptosis in human hepatocellular cancer cells

We have synthesized dibenzoxanthene derivatives 2a-2i via nucleophilic substitution of methoxyl group and evaluated underlying antitumor molecular mechanism of target compounds. Compounds showed high cytotoxic activities against BEL-7402, A549, HeLa and MG-63 cancer cells in the µM range. These compounds inhibited the cell growth of BEL-7402 cells at S or G2/M phase. The compounds 2a-2i also induced the apoptosis of BEL-7402 cells. In addition, compounds enhanced the level of intramolecular ROS and decreased the mitochondrial membrane potential. Western blot analysis showed caspase-3 were activated and the expression of Bcl-2 and Bcl-xl was down-regulated. According to given results, these dibenzoxanthenes exhibited a broad spectrum of antiproliferative effects on various tumors and therapeutic efficacy. Molecular mechanism indicated that induction of apoptosis was associated with DNA fragmentation, ROS generation, mitochondria dysfunction. Compounds induced apoptosis in BEL-7402 cells through the intrinsic ROS-mediated mitochondrial pathway.     

定位在线粒体的肝刺激因子对线粒体膜电势的影响

目的肝刺激因子（hepatic stimulator substance,HSS）可以保护肝细胞免受各种毒素的影响,但机制尚未清楚,研究探讨肝刺激因子保护肝细胞的可能机制。方法利用稳定转染FLAG-pcDNA3．0／hHss的肝癌细胞BEL-7402为模型,使用Alexa Flour 488、Hoechst 33342、MitoTracker 580分别将HSS、细胞核以及线粒体染色,观察HSS在细胞中的定位情况。当野生型7402细胞、转染空载体FLAG-pcDNA3．0的7402细胞以及转染FLAppcDNA3．0／hHSS的7402细胞受到线粒体膜孔道开放剂羰基氰化间氯苯腙（carbonyl cyanide m—chlorophenylhydrazone,CCCP）的损伤后,用电镜观察线粒体形态、荧光素酶检测ATP、流式细胞仪测定线粒体膜电位（mitoehondrial membrane potential,MMP）等,综合观察过表达HSS的肝细胞的抗损伤能力。结果在稳定转染hHSS基因的7402细胞中,大部分HSS与线粒体共定位;在CCCP作用下,对照组野生型7402细胞以及转染空载体的7402细胞MMP下降明显,线粒体肿胀,嵴断裂、消失,ATP下降显著;实验组稳定转染hHSS基因的7402细胞MMP下降幅度较小,线粒体肿胀与嵴形态的改变明显减轻,ATP的含量较对照组高。结论肝刺激因子HSS在细胞中主要定位于线粒体,可以稳定MMP,维持线粒体形态及细胞内ATP的水平,从而增强肝细胞抗损伤的能力。