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目的: 1.体外建立结肠癌细胞上皮间质转化(EMT)模型(TGF-β1诱导),通过模型对中药半枝莲多糖抗EMT作用进行筛选,并进一步分离、纯化,研究活性多糖对结肠癌细胞(HT-29)的增殖、转移和侵袭能力的影响,初步探讨活性多糖的作用机制。 2.体内建立结肠癌细胞脾脏肝转移模型,观察活性多糖对结肠癌细胞肝转移情况的影响。 方法: 1.采用沸水提取、乙醇沉淀和冷冻干燥的方法获得半枝莲粗多糖,采用DEAE-Sepharose Fast Flow色谱柱层析和Superdex-200凝胶柱进一步分离有效多糖。 2.不同浓度的TGF-β1(0、1、2、4、8、10ng/ml)诱导结肠细胞(HT-29)48小时,通过对EMT相关标志性蛋白(E-cadherin,N-cadherin,α-SMA)的表达分析,确定最佳造模浓度。 3.利用模型对半枝莲多糖进行筛选,并进一步分离、纯化直至均一多糖,通过Cell Counting Kit-8(CCK-8)、Western blot、划痕实验、Transwell小室侵袭实验等观察活性多糖对结肠癌细胞增殖、转移和侵袭能力的影响。 4.从Smad依赖通路与PI3K-AKT通路探讨半枝莲活性多糖抑制细胞转移、侵袭的作用机制。 5.体内实验采用5周龄裸鼠脾脏注射结肠癌细胞(HT-29)致肝转移模型,给予低剂量组(100mg/Kg)、多糖高剂量组(200mg/Kg)半枝莲活性多糖,观察结肠癌细胞的肝转移结节数量。 结果: 1.当TGF-β1的浓度为10ng/ml时,E-cadherin,N-cadherin,α-SMA等EMT标志性蛋白的含量变化最大,故选定结肠癌细胞上皮间质模型的造模条件为:TGF-β1的浓度为10ng/ml,时间为48小时。 2.经过反复筛选、分离,得到5种半枝莲多糖组分,分别是:SBPW-1、SBPW-2、SBPW-3、 SBPW-4、 SBPW-5。 3.通过对标志性蛋白的含量变化分析,发现半枝莲SBPW-3为主要的活性多糖。并测定其分子量为10208道尔顿,初步检测SBPW-3的单糖组成为:鼠李糖、阿拉伯糖、木糖、甘露糖、葡萄糖、半乳糖组成,组成比例为2.5∶25.7∶10.9∶12.6∶20.6∶27.7。 4.CCK-8检测SBPW-3抑制结肠癌细胞增殖能力,发现当浓度在0-800mg/ml时,SBPW-3没有抑制作用;Western blot检测多糖抑制结肠癌上皮间质转化的能力,发现SBPW-3能明显抑制TGF-β1诱导引起的间质细胞标志性蛋白含量变化,同时增加上皮细胞标志性蛋白含量,且具有良好的剂量依赖性;划痕实验检测发现,当TGF-β1刺激时,结肠癌细胞的迁移能力增强,加药(SBPW-3)能明显缩短细胞迁移距离,抑制细胞迁移能力;Transwell小室检测发现,TGF-β1刺激能明显增加细胞侵袭穿过小室的数量,加药(SBPW-3)能明显减少细胞穿膜的数量,抑制细胞的侵袭能力。 5.Western blot检测EMT相关通路蛋白发现,PI3-kinase、AKT、P-AKT均无明显变化。对Smad通路进行检测发现TGF-β1组能明显增加p-smad2、p-smad3的含量,同时SBPW-3组能明显抑制其含量变化,且具有良好的剂量依赖性。 6.裸鼠肝转移模型显示:空白组无转移结节。对照组的8只裸鼠有7只出现转移结节(死亡1只),且结节数量较多。多糖低剂量组(100mg/Kg)的8只裸鼠中有2只出现转移结节,且结节数量较少。多糖高剂量组(200mg/Kg)无转移结节。 结论: 以TGF-β1(10ng/ml)可成功诱导结肠癌细胞HT-29发生EMT,该模型可用于药物的筛选。从半枝莲中分离纯化出单一多糖SBPW3,其分子量为10208道尔顿,糖组成为鼠李糖、阿拉伯糖、木糖、甘露糖、葡萄糖、半乳糖(2.5∶25.7∶10.9∶12.6∶20.6∶27.7);体外实验显示SBPW3能明显抑制结肠癌细胞的上皮间质转化进程,显著抑制结肠癌细胞的迁移和侵袭能力,其可能的机制是通过抑制Smad2与Smad3的磷酸化发挥作用;体内实验表明SBPW3可抑制裸鼠脾脏注射结肠癌的肝转移发生。