姜黄素经胰岛素样生长因子-1通路抑制缺氧肝癌HepG2细胞VEGF表达的机制研究

【摘要】姜黄素是从草本姜科植物姜黄的根茎中提取出来的一种酚类色素,具有抗炎、抗氧化、抗菌、抑制肿瘤细胞增殖与转移、诱导肿瘤细胞凋亡、阻断肿瘤细胞信号传导等广泛药理作用。美国国立肿瘤研究所己将姜黄素列为第三代癌化学预防药。但是,姜黄素的抗肿瘤作用机制复杂,尤其是抗肿瘤血管生成作用机制,至今仍未完全阐明。因此,姜黄素抗肿瘤血管生成作用机制值得深入研究。细胞信号传导系统与细胞的生理和病理过程息息相关,它在肿瘤发生和发展的各个阶段都具有重要意义。肝癌是居全球第5位的常见肿瘤,作为富血管实体瘤,其主要特征是肿瘤细胞失控性生长,导致耗氧量增加,造成肿瘤内缺氧微环境的形成,促进肝癌微血管形成。研究表明,胰岛素样生长因子-Ⅰ(Insulin-likeGrowthFactor-1,IGF-1)通路与肝癌缺氧微环境下肿瘤新生血管形成存在相互关系。因此,本研究通过诱导肝癌HepG2细胞缺氧体外模型,并对姜黄素是否通过IGF-1通路抑制缺氧肝癌细胞VEGF表达及其机制进行研究。为了探讨缺氧对肝癌HepG2细胞活力和HIF-1α、IGF-1R、VEGF表达及相关性的影响,我们利用CoCl2(氯化钴)构建缺氧诱导模型,以MTT(四甲基偶氮唑盐)比色法观察不同缺氧条件对HepG2细胞生存活力的影响；利用RT-PCR和Westernblotting方法观察氯化钴诱导缺氧对HepG2细胞HIF-1α、1GF-1R和VEGFmRNA和蛋白表达的影响；免疫荧光共聚焦法观察IGF-1R在缺氧HepG2细胞的表达；ELASA(酶联免疫吸附试验)法检测氯化钴缺氧诱导的HepG2细胞培养液中VEGF含量。结果表明,氯化钴诱导肝癌HepG2细胞缺氧具有时间-剂量关系,随着浓度增加和诱导时间的延长,细胞生存活力逐渐降低,氯化钴对肝癌HepG2细胞表现出的细胞毒性越大；缺氧诱导肝癌HepG2细胞膜上可见IGF-1R蛋白表达；HIF-lα、IGF-1R和VEGF蛋白和nRNA的表达与诱导细胞缺氧的浓度和时间存在明显的量效和时效关系,并且HIF-1α与VEGF的mRNA和蛋白表达在缺氧诱导量效关系和时效关联性分析中均存在显著的正相关性。为了探讨姜黄素是否经IGF-1通路抑制缺氧肝癌HepG2细胞VEGF表达及其机制研究,我们利用MTT比色法检测姜黄素对缺氧肝癌HepG2细胞增殖影响,并用姜黄素、PI3K抑制齐LY294002.MAPK抑制剂PD98059单独或联合处理缺氧肝癌HepG2细胞后；利用Westermblotting方法观察缺氧HepG2细胞IGF-1R、HIF-1α、VEGF、P-Akt和P-Erk1/2蛋白表达；ELASA法检测姜黄素处理缺氧HepG2细胞后培养液中VEGF浓度含量；RT-PCR检测IGF-1R.HIF-1α和VEGFmRNA转录水平。结果表明,姜黄素对缺氧肝癌细胞具有抑制作用并呈时间-剂量依赖关系；姜黄素可以从转录水平和蛋白水平共同调节IGF-1R.VEGF的表达,但仅从转录后蛋白水平调节HIF-1α的表达；与缺氧对照组B相比,各组IGF-1R、HIF-1α、VEGF蛋白和IGF-1R.VEGFmRNA差异具有统计学意义(P<0.05)；与姜黄素缺氧对照组C相比,PI3K抑制剂组D和PI3K抑制剂联合MAPK抑制剂组F中IGF-1R.HIF-1α、VEGF蛋白和IGF-1R、VEGFmRNA差异具有统计学意义(P<0.05)。总之,在缺氧微环境下,姜黄素通过诱导肝癌HepG2细胞HIF-1α和1GF-1R的蓄积,从而影响VEGF的表达,这可能与肝癌发展和转移密切相关。本研究进一步证实姜黄素能抑制缺氧肝癌HepG2细胞VEGF表达,并可能通过IGF-1/PI3K信号通路调节实现。IGF-1R或Akt有望成为肝癌治疗新靶点。
【作者】刘强；
【导师】刘静；
【作者基本信息】厦门大学，外科学，2014，硕士
【关键词】姜黄素；缺氧；胰岛素样生长因子-1；缺氧诱导因子-1α；肝癌细胞；血管内皮生长因子；

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