基本信息
- 项目名称：
- 白藜芦醇促髓母细胞瘤细胞凋亡中p53作用初探
- 来源：
- 第十一届“挑战杯”国赛作品
- 小类：
- 生命科学
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 采用反转录-聚合酶链反应（RT-PCR），免疫细胞化学和蛋白印迹（western-blotting)方法检测白藜芦醇对髓母细胞瘤细胞系中抑癌基因p53表达的影响，探讨p53基因在白藜芦醇诱导凋亡中的作用。结果表明白藜芦醇能显著诱导髓母细胞瘤细胞系UW228-3的凋亡，同时能在转录后水平上调p53基因的表达，并且使p53蛋白在核内的表达增加。结果提示：在白藜芦醇诱导该细胞凋亡可能与p53的表达上调有关。但尚需进一步的实验（RNA干扰等）来证实。
- 详细介绍：
- 依托单位相关课题研究的前期工作表明，具有抗肿瘤、抗炎等多种生物学活性的多酚类化合物白藜芦醇能显著诱导髓母细胞瘤细胞的凋亡。在探讨白藜芦醇诱导凋亡的机制中我们选取了p53这种重要的抑癌基因作为主要的研究对象。一方面是由于该基因在约一半的肿瘤中存在异常。另一方面p53在凋亡中处于重要的枢纽位置，多条信号通路能通过作用到p53而对细胞凋亡产生影响，同时作为转录因子p53又能通过调控多种靶基因的表达而对细胞周期的运转，细胞凋亡等重要的生物学过程产生影响。目前有关髓母细胞瘤发生发展中p53作用的结果p53的变化呈现多样性（表达缺失，基因突变或功能受抑制等）。由于髓母细胞瘤的异质性特点，不同肿瘤细胞系所得的结果也不尽相同。而目前尚无有关白藜芦醇促UW228-3细胞系凋亡中p53的变化及其调控机制的报道。阐明相关分子机制将对白藜芦醇这种安全而具有多种有益作用的药物的临床应用提供重要的理论依据。通过实验发现，白藜芦醇处理前后均能检测到p53的转录而且表达水平无显著差异，表明在该细胞系中部存在基因的缺失。同时由于白藜芦醇能显著上调UW228-3细胞中p53蛋白水平，这表明白藜芦醇可能主要是通过上调转录后水平p53的表达而诱导髓母细胞瘤的凋亡。但尚需相关实验进一步证实。可以采用RNA干扰的方法使p53基因沉默，然后再采用流式细胞仪等方法检测细胞凋亡与否及p53下游相关基因的改变。也可以进一步探讨p53蛋白高表达的分子机制（如ARF-MDM2-P53通路）。当然也可以从表观遗传学角度探讨一下p53在特定氨基酸残基乙酰化状态对其转录活性及对细胞凋亡的影响。
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撰写目的和基本思路
- 髓母细胞瘤是一种常见中枢神经系统高度恶性肿瘤。目前采用的疗法，尽管有效但不佳，而且目前大部分化疗药毒副作用也较大。因此寻求有效且无明显毒副作用的药物具有现实的临床意义。而藜芦醇对机体没有毒副作用且能通过血脑屏障，有可能成为肿瘤治疗的理想药物。p53是一种重要的抑癌基因，有关p53基因在髓母细胞瘤发生发展及预后的作用仍有争论，本研究对p53在白藜芦醇诱导髓母细胞瘤凋亡中的作用及相关的分子机制作探讨。
科学性、先进性及独特之处
- p53是一种重要的抑癌基因，在DNA受损等条件下该基因通过活化一系列下游基因而阻止细胞分裂和引发细胞自杀。大约一半癌症中存在由于基因变异及其他途径导致的p53基因失去作用。有关p53基因在髓母细胞瘤发生发展及预后的作用仍存在争论，并且尚未有关白藜芦醇对髓母细胞瘤中p53表达调控的报道。本研究对p53基因在白藜芦醇诱导髓母细胞瘤凋亡中的作用及相关的分子机制进行探讨。
应用价值和现实意义
- 髓母细胞瘤是一种好发于儿童，预后不良的中枢神经系统恶性肿瘤。该肿瘤生长迅速，颅内扩散能力强，因此手术难以根除而且术后很易复发。全脊髓放疗和大剂量化疗药冲击疗法不但患儿难以承受，出现严重的毒副作用如内分泌紊乱、认知功能障碍、骨质疏松、肥胖等，甚至可以发生第二次肿瘤，这些都严重地影响了患儿未来的生活质量。因此，寻求较为有效且无明显毒副作用的治疗药物具有现实的临床肿瘤学意义。
学术论文摘要
- 【摘要】 目的 探讨抑癌基因p53在白藜芦醇诱导髓母细胞瘤细胞凋亡中的作用及相关的分子机制。 方法 采用100uM白藜芦醇处理人髓母细胞瘤UW228-3细胞系48小时，收集细胞采用流式细胞仪测定白藜芦醇处理前后细胞凋亡情况，采用反转录-聚合酶链反应，免疫细胞化学(ICC)和western-blotting法分别检测正常培养和白藜芦醇处理后细胞中p53基因表达情况。 结果 在白藜芦醇处理48小时后凋亡细胞的比例（23.7%）显著高于正常培养（0%）；T-PCR结果表明在白藜芦醇处理前后p53mRNA水平无变化；免疫细胞化学染色可见白藜芦醇处理后细胞中p53蛋白表达增强尤其以核内表达增强明显；提取处理前后细胞总蛋白后采用western-blotting检测p53蛋白表达水平发现处理后表达显著上调。 结论 白藜芦醇能通过上调抑癌基因p53蛋白水平促进髓母细胞瘤细胞系UW228-3细胞的凋亡。 【关键词】 人髓母细胞瘤细胞系；白藜芦醇；凋亡；RT-PCR；ICC；western-blotting；p53
获奖情况
- 第九届辽宁省“挑战杯”课外科技作品大赛自然科学类特等奖
鉴定结果
参考文献
- 1. Neben K, Korshunov A, Benner A, Wrobel G, Hahn M, Kokocinski F, Golanov A, Joos S, Lichter P. Microarray-based screening for molecular markers in medulloblastoma revealed STK15 as independent predictor for survival.Cancer Res. 2004 May 1;64(9):3103-11. 2. Gessi M, Maderna E, Guzzetti S, Cefalo G, Massimino M, Solero CL, Finocchiaro G, Pollo B. Radiation-induced glioblastoma in a medulloblastoma patient: a case report with molecular features. Neuropathology. 2008 Dec;28(6):633-9. Epub 2008 Apr 1. 3. Romeike BF, Kim YJ, Steudel WI, Graf N. Diffuse high-grade gliomas as second malignant neoplasms after radio-chemotherapy for pediatric malignancies. Childs Nerv Syst. 2007 Feb;23(2):185-93. Epub 2006 Oct 5. 4. Curt E. Harper, Brijesh B. Patel, Jun Wang, Alireza Arabshahi, Isam A. Eltoum and Coral A. Lamartiniere, Resveratrol suppresses prostate cancer progression in transgenic mice。Carcinogenesis 2007 28(9):1946-1953
同类课题研究水平概述
- 髓母细胞瘤（Medulloblastomas）是一种好发于儿童,原发于小脑的预后不良的中枢神经系统高度恶性肿瘤。生长迅速，侵袭性强，可通过脑脊液传播转移到脑和脊髓的不同部位。在不到20岁儿童中脑瘤是位于第二位的恶性肿瘤，而髓母细胞瘤又是脑瘤中最常见的一种，严重威胁着儿童的生命健康。目前的治疗主要采取手术切除，全脊髓（neuroaxis）放疗并辅以适当的化疗药为主。尽管有效，但五年生存率不过50-60%。该疗法不但患儿难以承受，出现严重的毒副作用如内分泌紊乱、认知功能障碍、骨质疏松、肥胖等，甚至可以发生第二次肿瘤，手术切除不够或范围过大及放疗会产生肿瘤转移，正常脑组织严重受损，影响患儿生长发育，这些都严重地影响了患儿未来的生活质量。目前化疗多以顺铂、长春新碱、洛莫司汀等多种药物联用的方案为主，但对于患儿尤其是3岁以下的低龄患儿副作用很大的，一方面患儿难以耐受同时会对产生骨髓抑制等多种副作用，同时也会诱导正常细胞的凋亡。 白藜芦醇是一种广泛存在于天然植物如葡萄、草莓、花生中的多酚类次生代谢产物。大量研究表明，该化合物具有抗心血管疾病、抗突变、抗菌、抗炎、抗氧化和防治肿瘤等有益于人类健康的生物药理活性。更重要的是，该化合物对机体没有毒副作用且能通过血脑屏障，有可能称为肿瘤治疗的理想药物 。我们以往的研究在细胞水平上证实白藜芦醇不但能抑制髓母细胞瘤细胞的增殖更重要的是同时能诱导细胞凋亡。而且目前尚未发现其具有毒副作用，这明显优于顺铂等。以往对白藜芦醇抗髓母细胞瘤分子机制的研究初步证实白藜芦醇通过多种机制促进细胞凋亡，同时发现这些通路都与p53信号通路发生联系。P53是一种重要的抑癌基因，在大多数的肿瘤中都存在该基因的突变，它介导的细胞凋亡途径是药物抗肿瘤的一个主要的途径。总所周知p53是一种重要的抑癌基因，在DNA受损等条件下该基因通过活化一系列下游基因而阻止细胞分裂和引发细胞自杀。大约一半癌症中存在由于基因变异及其他途径导致的p53基因失去作用。有关p53基因在髓母细胞瘤发生发展及预后的作用仍存在争论，并且尚未有关白藜芦醇对髓母细胞瘤中p53表达调控的报道。
