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人参皂苷CK对三阴性乳腺癌谷氨酰胺代谢的影响及作用机制认领

被引量： 4

作者：

张波

学位授予单位：

西北大学

摘要：

乳腺癌已替代肺癌成为全球第一大恶性肿瘤。其中三阴性乳腺癌(triple-negative breast cancer,TNBC)作为乳腺癌所有亚型中最凶险性的一种亚型,其预防和治疗备受海内外科研工作者和医学者的关注。人参皂苷CK(ginsenoside CK,CK)是原有人参皂苷的去糖基化产物,具有多重功效。对于代谢活跃的癌细胞,有关人参皂苷CK在代谢方面抗乳腺癌的作用及机制报道很少。为了深入阐述CK的抗乳腺癌作用,本研究使用制备好的CK,系统的探索了其抑制TNBC的潜在机制。实验结果如下:(1)利用β-糖苷酶转化人参皂苷Rb1制备人参皂苷CK,通过制备色谱柱对转化后的产物进行分离纯化,使用核磁共振鉴定其结构。结果显示:转化48 h后,Rb1几乎全部转化为CK,经分离纯化后其结构鉴定同CK标准品结构,高效液相色谱分析得到的人参皂苷CK纯度为98%。(2)通过MTT实验验证不同乳腺癌细胞生长对谷氨酰胺(glutamine,Gln)的成瘾性并探究CK体外抗乳腺癌的增殖作用是否和谷氨酰胺成瘾性相关。结果表明:与低依赖谷氨酰胺生长的乳腺癌细胞相比,谷氨酰胺高依赖性的三阴性乳腺癌细胞对人参皂苷CK具有更强的敏感性。(3)建立SUM159乳腺癌异种移植模型,探究人参皂苷CK在体内的抗肿瘤效果。建模成功后腹腔给药4周,通过肿瘤体积、重量、H&E和TUNEL染色等考察CK对肿瘤组织的抑制作用。同时,通过检测肝肾、免疫功能指标和脏器H&E染色分析CK对裸鼠机体是否存在副作用。结果显示:人参皂苷CK可以显著抑制SUM159肿瘤生长且对机体无明显副作用。(4)通过乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase,LDH)释放、抑制剂共培养、Hoechst 33342染色、蛋白免疫印迹实验,进一步观察CK对TNBC细胞的抑制作用并研究其引起细胞死亡的方式。结果表明:人参皂苷CK在体内外通过诱导TNBC细胞凋亡来抑制其增殖。(5)通过代谢组学、蛋白免疫印迹、q RT-PCR、ATP生成、谷胱甘肽(glutathione,GSH)合成、活性氧(reactive oxygen species,ROS)水平、免疫组化、免疫荧光、沉默谷氨酰胺酶1(glutaminase 1,GLS1)以及谷氨酰胺酶(glutaminase,GLS)活性实验,探究CK对TNBC细胞中谷氨酰胺代谢通路的影响及其诱导细胞凋亡的作用机制。结果显示:人参皂苷CK通过抑制参与谷氨酰胺代谢相关酶的表达、降低谷氨酰胺代谢相关氨基酸利用度来抑制三阴性乳腺癌细胞的谷氨酰胺代谢,使ATP生成和GSH合成减少并刺激ROS积累;补充谷氨酰胺减弱了CK对TNBC细胞的抑制作用并恢复了GLS1表达,GLS1-SiRNA转染增加了CK诱导的细胞死亡、降低GLS酶活性和增加细胞凋亡,表明人参皂苷CK主要通过降低GLS1的表达来抑制三阴性乳腺癌细胞增殖。综上所述,本研究阐明了CK通过降低GLS1的表达靶向三阴性乳腺癌谷氨酰胺代谢并诱导细胞凋亡,从而抑制TNBC细胞的增殖,此研究为CK作为谷氨酰胺代谢抑制剂在三阴性乳腺癌的应用提供了强有力的理论依据。

摘要译文

关键词：

人参皂苷CK; 三阴性乳腺癌; 谷氨酰胺代谢; GLS1; 凋亡

学位年度：

2022

学位类型：

硕士

学科专业：

工程硕士（专业学位）

导师：

朱晨辉吴庆安

中图分类号：

TQ460.1[基础理论]

学科分类号：

081702[化学工艺];1007[药学]

D O I：

10.27405/d.cnki.gxbdu.2022.000954