基本信息
- 项目名称：
- 槐耳清膏对乳腺癌细胞抑制作用机制的研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”作品
- 小类：
- 生命科学
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 乳腺癌已成为女性第一杀手。在我国约有半数乳腺癌患者采用传统中药作为抗癌辅助治疗。但是许多中药的抗癌机制缺乏深入研究。本研究选取激素受体阳性的MCF-7和激素受体阴性的MDA-MB-231乳腺癌细胞系，从细胞增殖与凋亡、浸润与转移两个方面证实了槐耳对乳腺癌细胞的抑制作用，并进一步分析了槐耳处理后细胞周期以及凋亡通路的变化。通过本研究我们阐明了槐耳抑制乳腺癌的作用机制，为临床乳腺癌的治疗提供理论基础。
- 详细介绍：
- 乳腺癌已成为全世界女性最常见的恶性肿瘤之一。在我国，其发病率有不断上升趋势。对于乳腺癌治疗，常规治疗方式包括手术、放疗、化疗、激素治疗以及其它辅助疗法。然而，这些疗法不能完全防止癌症复发和转移。在辅助疗法中，传统中药（TCM）因其在杀灭癌细胞方面的奇特作用（低强度、更自然）而被越来越广泛地应用。 近年来，生长在中国槐树干上的槐栓菌（槐耳）被做成中成药剂常被用于癌症辅助治疗。由中国工程院院士、著名肝癌专家汤钊猷院士所带领的科研团队曾对其在肝癌治疗中的作用进行了较广泛的研究（中国肿瘤 2007年16卷02期，中华外科杂志 2007年45卷09期），但是槐耳清膏在乳腺癌中的作用却未见全面报道。 为了探究槐耳清膏对乳腺癌细胞的作用及其可能机制，我们选取了激素受体阳性的MCF-7和激素受体阴性的MDA-MB-231乳腺癌细胞系，从细胞增殖与凋亡、浸润与转移两个方面证实了槐耳对乳腺癌细胞的抑制作用，并进一步分析了槐耳处理后乳腺癌细胞周期以及凋亡通路的变化。我们得出了如下结论： 1.通过MTT实验证实了槐耳抑制MCF-7和MDA-MB-231细胞的增值具有时间和剂量依赖性； 2.通过细胞划痕实验和transwell小室实验证实两种细胞经槐耳处理后迁移和侵袭能力均受到明显抑制； 3.流式细胞学分析乳腺癌MCF-7和MDA-MB-231细胞经槐耳处理后细胞周期的变化，发现MCF-7细胞中发生了G0/G1期细胞周期阻滞； 4.流式细胞学PI-Annexin-V双标染色分析，证实了槐耳可以诱导乳腺癌MCF-7和 MDA-MB-231细胞发生凋亡，且凋亡可以被caspase抑制剂逆转； 5.通过western blot技术检测p53信号通路，证实在MCF-7细胞中，槐耳可能通过诱导p53的积聚和活化导致细胞周期阻滞； 6.Western blot技术检测凋亡相关信号通路，发现经槐耳处理后MCF-7和MDA-MB-231细胞系发生了Bcl-2下调、Bax上调及caspase-3的活化，初步证实了槐耳可能通过线粒体途径诱导乳腺癌细胞发生凋亡。 根据我们的研究发现，槐耳能诱导激素受体阳性和激素受体阴性的乳腺癌细发生凋亡，是一种有效的乳腺癌辅助治疗药物。此外，对于不能接受长期内分泌治疗的激素受体阴性的乳腺癌患者，槐耳能否作为一种有效的辅助抗癌药物值得进一步的临床研究。
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作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 一、撰写目的：作品旨在研究槐耳清膏对乳腺癌细胞的抑制作用，并探究其可能的作用机制。 二、基本思路：在我国许多乳腺癌患者采用传统中药作为抗癌辅助治疗，槐耳便是其中之一。本研究选取两株乳腺癌细胞系，从细胞增殖与凋亡、浸润与转移两个方面证实了槐耳对乳腺癌细胞的抑制作用，并进一步分析了槐耳对细胞周期以及凋亡通路的影响。通过本研究，我们阐明了槐耳抑制乳腺癌的作用机制，为临床乳腺癌的治疗提供理论基础。
科学性、先进性及独特之处
- 第一、本作品设计思路严密，从现象的证实到本质的揭示，充分体现了作品的科学性和逻辑性； 第二、本作品探究槐耳水提物对乳腺癌细胞抑制作用及具体作用机制时，各种实验方法相互证实，保证了本研究实验结果的可靠性； 第三、本作品发现槐耳能诱导雌激素受体阳性和雌激素受体阴性乳腺癌细胞系中的细胞凋亡，证实了槐耳对雌激素受体阳性和阴性的患者均为一种有效的乳腺癌治疗辅助药剂，具有很好的应用价值。
应用价值和现实意义
- 第一、槐耳作为乳腺癌的一种辅助治疗药物，不仅适用于可手术的早中期乳腺癌患者，对于处于肿瘤晚期及三阴性患者来说，也是一种很好的治疗选择。 第二、本作品对祖国的传统中药进行研究，率先在国际上报道了槐耳清膏对乳腺癌的抑制作用，并探究了其作用机制，对祖国传统中药的发展起了积极的推动作用。
学术论文摘要
- 近来，生长在国槐上的槐栓菌（槐耳）在国内常被用于癌症辅助治疗；然而槐耳对乳腺癌细胞的作用人们却知之甚少。本研究旨在研究槐耳对乳腺癌MCF-7和MDA-MB-231细胞的抑制作用，并探究其可能的作用机制。 我们分别采用MTT、侵袭性测定以及体外划痕实验测定细胞增殖能力和侵袭能力。通过流式细胞仪对细胞周期以及细胞凋亡进行分析，采用蛋白质印记实验检测凋亡通路。 我们的研究发现：(1)槐耳能明显抑制MCF-7和MDA-MB-231细胞增殖；(2)细胞侵袭和迁移能力也因加入槐耳而受到抑制；(3)槐耳只能在MCF-7细胞中诱导G0/G1周期阻滞和p53积聚及活化；(4)PI-Annexin-V染色测定和蛋白质印迹实验证实槐耳通过caspase途径介导细胞凋亡，且加入Caspase抑制剂后可以明显降低由槐耳诱导的乳腺癌细胞凋亡的现象也证实了这一点；(5)罗丹明123染色发现槐耳处理后两种细胞线粒体膜电位降低，蛋白质印记实验结果发现Bcl-2下调以及Bax上调，说明槐耳可能通过线粒体途径诱导乳腺癌细胞凋亡。 据我们的研究发现，槐耳能诱导激素受体阳性的MCF-7和激素受体阴性的MDA-MB-231乳腺癌细胞发生凋亡，在今后的临床治疗中有着广阔的应用前景。
获奖情况
- 论文发表在2010年第11期的Cancer Science上( SCI收录，IF=3.771)： Huaier aqueous extract inhibits proliferation of breast cancer cells by inducing apoptosis. Cancer Sci. 101, 2375-2383.
鉴定结果
- 无
参考文献
- 1.Guo Y, Cheng P, Chen Y et al. Studies on the Constituents of Polysaccharide from the Hyphae of Trametes Robiniophila(II) J Chin Pharm U 1992; 23: 155–7. 2.Guo Y, Cheng P, Chen Y et al. Isolation and analysis of the polysaccharide of Huaier mycelium. Chin J Biochem Pharm 1993; 63: 56–9. 3.Campbell MJ, Hamilton B, Shoemaker M, Tagliaferri M, Cohen I, Tripathy D. Antiproliferative activity of Chinese medicinal herbs on breast cancer cells in vitro. Anticancer Res 2002; 22: 3843–52. 4.Powell CB, Fung P, Jackson J et al. Aqueous extract of herba Scutellaria barbatae, a chinese herb used for ovarian cancer, induces apoptosis of ovarian cancer cell lines. Gynecol Oncol 2003; 91: 332–40. 5.Nizamutdinova IT, Lee GW, Son KH et al. Tanshinone I effectively induces apoptosis in estrogen receptor-positive (MCF-7) and estrogen receptor-negative (MDA-MB-231) breast cancer cells. Int J Oncol 2008; 33:485–91.
同类课题研究水平概述
- 槐耳是中国的一种药用真菌，中药名称槐栓菌，入药历史约有1600年；但直到近几十年，槐耳的抗肿瘤性能才被发现和利用。近年来，由中国工程院院士、著名肝癌专家汤钊猷院士所带领的科研团队曾对其在肝癌治疗中的作用进行了较广泛的研究（中国肿瘤 2007年16卷02期，中华外科杂志 2007年45卷09期），发现槐耳既具有抑制肿瘤细胞生长，又具有生物治疗及免疫治疗等多项功效，在肿瘤的综合治疗及单独治疗中都表现出良好的疗效，这是在抗肿瘤药物中比较罕见及独特的理想药物。虽然其在抗肿瘤的基础研究和临床应用上已取得一定进展，但其抗肿瘤的细胞分子生物学基础尚不甚清楚，深入研究其作用机制将为其临床推广和合理应用提供实验依据提供依据。 目前国内有关于槐耳的作用机制的研究涉及到以下几个方面：促进巨噬细胞功能、诱导细胞因子、促进细胞免疫功能、提高体液免疫作用、抑制肿瘤血管生成、诱导肿瘤细胞凋亡、逆转耐药细胞株等。国外文献尚未见相关报道。大量临床实践及细胞实验已证明槐耳浸膏能抑制多种肿瘤细胞的增殖，并且诱导肿瘤细胞的凋亡是其发挥这一作用的途径之一。周进等采用不同浓度的槐耳浸膏与人胰腺癌细胞Panc-1共同培养，发现槐耳浸膏能明显抑制Panc-1的生长，细胞周期阻滞主要在G1期。槐耳浸膏在浓度为3mg/ml、作用时间36h时达到凋亡高峰，凋亡率达15-20%。细胞免疫组化进一步证实槐耳浸膏能上调凋亡基因Caspase-3的表达。程若川等将不同浓度的槐耳浸膏与人直肠癌HR8348 细胞共同培养36h，结果显示细胞凋亡指数随槐耳浸膏浓度的增加而增加 当浓度为4mg/ml时达到最大。另外有作者分别观察了槐耳浸膏诱导人肺腺癌细胞A549食管癌细胞、Motl-4细胞的凋亡作用，证明槐耳浸膏对这些肿瘤细胞均有明显诱导凋亡的作用。鉴于槐耳在癌症治疗中的巨大潜力，研究其对乳腺癌细胞的作用及作用机制故而显得十分有意义。但是目前在乳腺癌中尚未见到相关的系统、全面的机制研究报道，而本研究的进行不仅对槐耳抑制乳腺癌细胞这一现象加以证实，并且运用transwell、划痕实验、流式细胞术、蛋白质印记技术深入探究了其抑制乳腺癌细胞增殖的具体机制，这些作用机制的阐述将有利于槐耳的理论研究和应用推广。
