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摘要结直肠癌(CRC)和炎症性肠病(IBD)是消化系统最常见的疾病，它们之间有明确的联系。已有研究表明，长期存在的炎症过程是导致偶发性和遗传性癌症的重要原因之一，因为它影响着多种肿瘤疾病的恶性转化，这其中就包括CRC。然而，这种免疫环境发展的潜在机制尚不清楚，阐明其机制将有助于新的抗肿瘤靶向分子的发现和鉴定。据报道，紫草根部萘醌类代谢产物—紫草宁及其衍生物具有良好的抗炎和抗肿瘤作用。为此，本文对紫草宁及其衍生物抗IBD和CRC的疗效及其中可能的分子机制开展了较为系统的研究，同时比较了紫草根部5种主要有效成分在抗炎、抗肿瘤活性方面的差异。基于此，获得了活性最佳的天然产物紫草宁，并对紫草宁能否通过抑制促肿瘤免疫环境从而发挥缓解IBD向CRC持续恶化的进程进行了探索。<br>　　通过噻唑蓝(MTT,3，(4，5-dimethylthiazol-2-yl)-2，5-diphenyltetrazoliumbromide)和平板细胞克隆抗增殖活性实验，我们比较分析了本课题组中已有的萘醌类天然产物5，8-二羟基-1,4-萘醌(naphthoquinone)，紫草宁(SK)，阿卡宁(AK)，乙酰紫草宁(Acetyl-SK)，β，β-二甲基丙烯酰紫草宁(β，β-Dimethylacryl-SK)抗5种CRC(Caco-2，HT29，HCT-8，HCT116，DLD-1)活性差异，发现这些天然产物均具有明显的抗肿瘤活性，并且活性之间没有明显差异。后续通过构建异种植瘤裸鼠模型进行药效试验，结果显示，与紫杉醇组相比，5种紫草有效成分中naphthoquinone、SK和Acetyl-SK能更显著地抑制小鼠体内肿瘤的生长，但naphthoquinone和AK具有较强的毒副作用，会造成小鼠死亡。而AK和β，β-Dimethylacryl-SK虽有一定的抑瘤作用，但作用不显著。免疫印迹结果显示，给药组与对照组肿瘤组织的AKT,Bad，Bcl-2，PARP蛋白表达差异显著。进一步利用AnnexinⅤ/PI双染法检测5种化合物对CRC细胞凋亡的影响，发现这些天然产物可显著促进细胞凋亡，而且SK的抑瘤效果无论在体内还是在体外都更为显著。<br>　　在治疗IBD的实验中，我们发现，通过灌胃方式给予小鼠萘醌类化合物在剂量达到25mg/kg时可以显著地改善DSS诱导引起的溃疡性结肠炎和TNBS诱导引起的克罗恩病。具体表现为，萘醌类化合物可以减轻小鼠体重下降，抑制疾病活动指数升高，改善炎症引起的结肠变短和组织学病变;降低血清中促炎因子IL-1β，IL-6，TNF-α和增加抑炎因子IL-10的分泌，同时结肠组织中促炎因子IL-1β,IL-6,TNF-α，IFN-γ,COX-2mRNA表达减少，而抑炎因子CD206,IL-10表达增加;抑制血清COX-2，MPO，iNOS的水平。此外，免疫印迹结果表明，萘醌类化合物可以抑制炎症小体NLRP3和NF-κB信号通路的激活，保护肠道黏膜上皮细胞紧密连接免受破坏。免疫组化结果也显示，在萘醌类化合物的作用下，NLRP3，NF-κB和COX-2表达减少。另外通过比较分析，我们发现SK对改善IBD症状有更为显著的疗效，这为我们接下来的炎癌转变实验奠定了基础。<br>　　利用AOM/DSS诱导建立结肠炎-癌转变(CAC)模型，我们发现AOM/DSS模型组的小鼠在结肠部位均长出肿瘤，且与用药组相比，模型组小鼠肠组织上长出肿瘤数量较多，体积较大。而给药组SK可以改善AOM/DSS诱导所引起的小鼠体重下降，结肠缩短，疾病活动指数升高，同时使肿瘤发生率大大降低并呈现出剂量依赖性的特点。酶联免疫分析结果表明，小鼠在给予SK治疗后血清中促炎因子IL-1β，IL-6，TNF-α分泌减少。结直肠组织病理分析显示，SK对CRC具有较强的抑制作用。AOM/DSS诱导的CAC表现为晚期管状腺瘤，局灶性高级别发育不良，核多形性明显，核极性丧失，核分裂频繁，结构扭曲。在模型组小鼠中经常观察到伴有溃疡的肿瘤。而SK对CRC有较强的抑制作用，可以维持结直肠上皮腺体内正常杯状细胞存在。进一步采用差异蛋白质组学技术研究正常对照组、模型组和SK处理组中蛋白表达变化情况，结果发现，模型组与对照组蛋白差异较大（差异蛋白个数为1149个），SK组与对照组蛋白差异较小（差异蛋白个数为158个）。进一步分析显示，相比于对照组，模型组上调的蛋白集中在癌症中的转录失调和IL-17信号通路，具体表现为，模型组Actn2-Myl3-Mybpc1-Myh8、Fgg-Orm1-Pros1和Mmp9-Cyba-Sdc1通路是显著被激活的，下调的蛋白主要是Aldh1b1-Acc3-Maoa和Mgt2b34-Aldh1a1-Aldh1a7通路;经SK治疗后这些通路蛋白表达均显著恢复并趋于正常。另外，我们还看到PKM2表达水平在模型构建过程中显著上调，而SK治疗显著下调。最后，利用16SrDNA对小鼠粪便中的微生物进行高通量测序，发现SK对小鼠肠道中微生物群落变化也有显著的影响，可减少对机体有害菌(Escherichia-Shigella，Parabacteroides，Parasutterella)的数量，增加健康菌Lachnospiraceae-NK4A136-Group（毛螺菌科）的数量，这可能对紫草宁发挥抑制CAC功效也有一定帮助。<br>　　综上所述，本研究结果表明紫草萘醌类天然产物对IBD和CRC都具有良好的疗效，并能够通过抑制CAC和调控小鼠肠道微生物变化，减少CRC的发生，达到治疗CRC的作用。这些结果对开发利用中药紫草治疗CRC，IBD具有十分重要的意义，同时为CRC的治疗提供了一种新的治疗策略和思路。