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基于Nrf2/ARE信号通路探讨木犀草素对结直肠癌的化学预防作用及机理研究

严展鹏  
【摘要】:背景:结直肠癌是人体消化道常见的恶性肿瘤之一,发病率和死亡率逐年上升。结直肠癌在临床治疗和基础研究方面已经取得了很大的进展,但其具体发病机制尚未十分清楚,环境、遗传和手术等多方面因素都能够导致结直肠癌的形成。目前结直肠癌的治疗有手术切除后复发率高和早期诊断困难等问题,又介于结直肠癌的发病具有长期性和复杂性,近年来对结直肠癌的化学预防已经成为医学研究的热点。Nrf2/ARE信号通路在机体应对氧化应激和结直肠癌等肿瘤预防中具有重要的功能,该通路能够上调相关代谢酶和抗氧化蛋白等的表达,从而清除致癌物及其产生的ROS,对机体产生保护作用。木犀草素是一种天然黄酮类化合物,广泛存在等多种药用植物和果实蔬菜中,具有抗氧化、抗炎、抗菌、神经保护和抗肿瘤等多种药理作用,这使得木犀草素在结直肠癌的治疗和预防方面具有一定的潜力。 目的:本实验旨在探讨木犀草素是否可以通过激活Nrf2/ARE信号通路对结直肠癌起到化学预防作用;体外实验研究了木犀草素对Caco-2细胞中Nrf2的激活和细胞保护作用,以及木犀草素激活Nrf2信号通路的机制;体内实验研究木犀草素对结直肠癌小鼠的化学预防作用和结肠组织中Nrf2/ARE信号通路的影响。 方法:本实验运用了双荧光素酶报告基因系统、流式细胞术、细胞免疫荧光、Western blot和Q-PCR等实验技术在体外研究了木犀草素对Caco-2细胞中Nrf2转录因子的激活作用、入核情况以及相关下游代谢酶表达的影响,研究了木犀草素对H202造成的Caco-2细胞活力下降、ROS水平升高和凋亡上调的影响,研究了p38MAPK信号通路对木犀草素促进Caco-2细胞Nrf2激活和细胞保护作用的影响。本实验建立了AOM/DSS诱导的结直肠癌模型,研究了木犀草素对结直肠癌的化学预防作用和对结直肠癌中Nrf2表达的影响。 结果:木犀草素能够上调ARE荧光素酶的表达;木犀草素可以上调Caco-2细胞中GR、TR、HO-1、γ-GCS和NQO1的mRNA表达,上调Nrf2、TR、γ-GCSc和γ-GCSm的蛋白表达;木犀草素能够增加转录因子Nrf2的入核,表明木犀草素能够激活Nrf2/ARE信号通路。木犀草素可以提升H202损伤的Caco-2细胞活力;木犀草素能够下调Caco-2细胞中氧化应激所产生的ROS水平;木犀草素能够减少H202诱导的细胞凋亡,表明木犀草素能够对氧化应激诱导的细胞损伤起到保护作用。p38MAPK的抑制剂SB202]90能够减弱Caco-2细胞中木犀草素诱导的Nrf-2、TR和γ-GCSc的上调作用;p38MAPK的抑制剂SB202190的抑制剂SB202190能够减弱木犀草素对细胞活力、ROS水平和细胞凋亡的影响作用,表明p38MAPK在木犀草素对Nrf2的激活过程中起到重要作用。在动物实验中,木犀草素能够减少结直肠癌的发生,促进Nrf2、TR和HO-1蛋白的表达,增加GR、TR、HO-1、NQO1和γ-GCS的mRNA的表达和减少TNF-α和IL-1β的mRNA表达,表明木犀草素在动物体内能够激活Nrf2信号通路和减少炎症因子的分泌。 结论:木犀草素能够通过激活Nrf2/ARE信号通路调控相关II相代谢酶的表达和结直肠癌起到化学预防作用。


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