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目的:以人乳腺癌细胞株MCF-7为研究对象,研究亚砷酸钠(iAsIII)及其中间代谢产物单甲基亚砷酸(MMAIII)、二甲基亚砷酸(DMAIII)分别与隐丹参酮(CPT)合用后对细胞的作用及其机理。方法:常规培养MCF-7细胞,取生长良好、状态一致的对数生长期MCF-7细胞,先用MTT比色法检测不同浓度的无机砷及其中间代谢产物以及隐丹参酮分别在处理MCF-7细胞后检测细胞的活力和存活率,并根据上述实验的结果筛选无机砷及其中间代谢产物的作用浓度和隐丹参酮的作用浓度范围,确定将无机砷以及其中间代谢产物的浓度定制为1M,隐丹参酮的浓度范围为10~20M。再用MTT比色法检测无机砷及其中间代谢产物和隐丹参酮合用处理MCF-7细胞后细胞的活力和生长,选取药物的最适宜浓度(砷代谢产物浓度为1M和隐丹参酮浓度为15M)作为细胞的处理终浓度。并将MCF-7细胞随机分为八组(Con组,CPT组,iAsIII组,iAsIII+CPT组,MMAIII组,MMAIII+CPT组,DMAIII组,DMAIII+CPT组),加入浓度为1M的相对应无机砷(iAsIII)及其中间代谢产物(MMAIII、DMAIII)和浓度15M的隐丹参酮(CPT),处理不同时间后,通过流式细胞术、Western-blot、免疫荧光共聚焦等方法检测不同砷剂与隐丹参酮合用后对MCF-7细胞的凋亡作用,并根据实验结果选取其中对MCF-7细胞作用最明显的一组进行研究其作用机制。结果:MTT法检测出在低浓度药物的情况下(砷代谢产物浓度低于5M,隐丹参酮浓度低于15M),单用无机砷(iAsIII)及其代谢产物(MMAIII、DMAIII)和隐丹参酮(CPT)分别处理MCF-7细胞时,细胞的存活率没有明显的降低。而在高浓度的情况下(砷代谢产物浓度高于5M,隐丹参酮浓度高于20M),细胞有明显的死亡。然而当用低剂量的无机砷和其代谢产物(浓度1M)与隐丹参酮(15M)联合处理MCF-7细胞后,细胞的存活率有明显的变化。其中以MMAIII与CPT合用效果最为明显,其抑制率相当于Con组的5-7倍。用流式细胞术检测细胞24h的凋亡率得出MMAIII与CPT合用时,凋亡率达到34.84±3.423%,而iAsIII、MMAIII、DMAIII、CPT单用以及iAsIII和DMAIII分别和CPT合用的凋亡率则无明显变化。在经过MMAIII与CPT同时处理24h后,Western blot法检测结果显示,线粒体的促凋亡蛋白Bak、Bax从细胞浆中向线粒体转移,并且诱导了大量的Cytochrome C从线粒体中释放到胞浆里。而凋亡相关蛋白PARP、Caspase9也被活化,其裂解片段增多,而其他实验组或对照组则无明显的改变。因此,我们以对细胞作用最为明显的实验组MMAIII+CPT组来探讨其诱导凋亡的相关机制。首先,通过Western blot我们检测了内质网应激相关蛋白PERK、ASK1以及其下游蛋白ATF4、CHOP和JNK等变化,发现PERK、ASK1被激活,磷酸的PERK、ASK1都有一过性的升高,并在6h处最为明显,其下有蛋白ATF4、CHOP和JNK都有上升的趋势。随后我们又检测MAPK信号通路相关蛋白,我们发现Erk与P38在药物处理24h时其磷酸化的形式才有明显的变化。然后给予JNK抑制剂(SP600125,浓度25M)预处理45min,结果显示,MMAIII与CPT联合的作用被JNK抑制剂抑制,凋亡相关蛋白PARP、Caspase9的裂解片段也有明显的减少。进一步给予Caspase酶抑制剂(Z-VAD-FMK,浓度10M)预处理30min时,发现Caspase酶抑制剂则作用相对JNK抑制剂较弱。最后,通过流式细胞术检测12h细胞内活性氧的变化,我们发现提前1.5h给予NAC(浓度2mM)处理之后然后再给予MMAIII与CPT联合处理时ROS产生有明显减少;随后我们用免疫荧光共聚焦检测12h的ROS与内质网和线粒体的共定位情况,结果显示,加药组中ROS与内质网和线粒体都有良好的共定位;同时Western blot法检测结果显示,细胞在给予NAC、MMAIII与CPT处理24h之后,其凋亡相关蛋白PARP、Caspase9活化被抑制,其裂解片段也明显减少,而其他药物的合用或单用则无明显的效果。结论:通过以上实验结果,我们得出无机砷(iAsIII)及其中间代谢产物单甲基亚砷酸(MMAIII)、二甲基亚砷酸(DMAIII)以及隐丹参酮(CPT)在单独处理细胞时的作用不明显,而在合用时以MMAIII与CPT合用效果最为明显,对细胞有明显的凋亡作用。MMAIII与CPT合用引起细胞凋亡主要是ROS依赖性和Caspase酶依赖的线粒体凋亡通路和内质网应激诱导的凋亡通路即PERK/eif2/ATF4和ASK1/JNK。