天然產物對急性放射性腸損傷的防護作用與抑制腫瘤干細胞標志物ALDH1A1作用研究.pdf

1、本文主要從以下幾部分進行論述：
　　第一部分 6-姜烯酚對急性放射性腸損傷的防護作用研究
　　放射性腸損傷是腹腔局部放療、盆腔放療和造血于細胞移植預處理的大劑量放療中常見的副作用之一。放射性腸損傷不僅嚴重影響患者的生活質量，而且在某些情況下可能危及生命。之所以患者在接受高劑量的急性輻射或累積劑量的輻射會引起各種胃腸道損傷，主要是因為以下三點原因，第一點是因為小腸的組織通常含有具有高增殖活性的細胞，如小腸干細胞等，該細胞對放射

2、線及其的敏感;第二點，在臨床上采用的劑量往往與導致小腸損傷所需的劑量非常接近，這使得在治療過程中，腸道組織難免會受到放射所引起的損傷;第三點，是因為小腸位置的特殊性，易在腹部放療中意外受到照射。放射性腸損傷的主要癥狀包括腹痛，粘液血便，肛門墜痛，里急后重、排便困難等癥狀。放射性腸炎輕者癥狀可耐受，并能自行痊愈，但重者癥狀可持續(xù)很長時間，并伴有出血，狹窄或形成腸瘺，甚至導致患者死亡。
　　電離輻射產生一系列活性氧自由基，進一部進攻D

3、NA使其斷裂后，未得到及時DNA修復的細胞，便會引發(fā)凋亡通路的激活，細胞程序性死亡。腸道受到照射后引起的腸上皮細胞凋亡，導致絨毛剝離，粘膜屏障破壞和粘膜炎癥。當粘膜屏障受到破壞時，會將腸道轉變?yōu)榇傺灼鞴?，向循環(huán)中釋放促炎因子和其他炎癥介質。更為重要的是，腸道粘膜屏障的破壞，還會使得腸道內的細菌從腸腔轉移到體循環(huán)中，并釋放內毒素，引起胃腸道炎癥反應，嚴重的全身性炎癥反應會引起多臟器衰竭，甚至最終導致個體死亡。
　　姜作為傳統中醫(yī)中常

4、用一味藥物之一，已被證明能有效預防放療引起的惡心嘔吐。在動物和人的研究中，食用干姜粉末即使達到每天2.0克，仍具有極低的毒性水平和很高耐受劑量。本課題進一步分析姜油樹脂中的有效成分，經過實驗鑒定和檢索文獻，姜油樹脂的主要成分為6-姜烯酚、8姜烯酚、10姜烯酚等，其中含量最高的為6-姜烯酚。在近年來的研究中也表明，6-姜烯酚具有抗氧化，抗炎，抗腫瘤等作用。值得注意的是，6-姜烯酚在腸道保護方面的作用引起了我們的注意。本課題組在前期建立了放

5、射性腸損傷模型上，以及前期姜油樹脂具有輻射防護作用的基礎上，進一步探索姜油樹脂的主要成分——6-姜烯酚，是否能為輻射造成的放射性腸損傷提供保護作用。由于生姜原料便宜，來源方便，希望6-姜烯酚可為放射性腸損傷的防治提供一種新的前體化合物。
　　首先通過在本實驗室前期建立的放射性腸損傷模型的基礎上，觀察小鼠的存活率，發(fā)現6-姜烯酚的預處理改善了照射損傷后的小鼠存活。通過觀測小鼠的腹瀉程度發(fā)現6-姜烯酚的預處理同樣改善了照射后小鼠的腸功

6、能。因此，進一步探究6-姜烯酚保護腸功能的更多細節(jié)。通過病理實驗和TUNEL染色觀察到6-姜烯酚的預處理有效的維持了照射損傷后的小鼠的腸道完整性，減少了十二指腸照射后的凋亡現象。通過一系列的微生物實驗，還發(fā)現6姜烯酚減少了腹部照射后的小鼠體內的細菌易位和內毒素水平。通過免疫組化技術和體外構建氧化應激模型，發(fā)現，6-姜烯酚可以減弱輻射引起的ROS水平，并抑制了腸道炎癥。
　　綜合以上實驗，推斷，6-姜烯酚的潛在的放射防護作用可能是由

7、于6-姜烯酚抗氧化作用和抗炎性質，從而減輕了對胃腸道的輻射毒性。
　　第二部分 山竹子素抑制腫瘤干細胞標志物ALDH1A1作用研究
　　根據近年來的統計數據表明，肺癌是人類面臨的最嚴重的健康問題之一，是全世界因癌癥導致死亡的主要原因，每年因肺癌死亡人數超過100萬人。在中國，肺癌同樣也是腫瘤相關死亡的主要原因。在新診斷的肺癌患者中，大約85％為非小細胞肺癌。盡管新型的靶向藥物和化療方案有所進展，但其仍然具有較高的復發(fā)率高達3

8、0～50％，患者因非小細胞肺癌的死亡率仍然很高，5年的生存率總體保持在7～12％左右。這些高死亡率是因為在放療或者化療后，殘留的肺癌細胞，其特征與干細胞相似，被定義為腫瘤干細胞。這些細胞處在靜息階段，具有自我更新的潛能，和對化療和放療具有抗性，從而導致治療失敗。
　　植物來源的天然產物由于其副作用小，越來越多的研究試圖從天然產物中發(fā)現新的藥物。在本研究中，針對山竹子素，這種從印度藤黃的干果皮中提取出來的一種黃色晶體化合物進行深入研

9、究。在近年來，關于山竹子素的研究表明，該化合物除了具有抗癌活性外，還有廣泛的抗炎，抗氧化和抗菌活性。最近的報道中，山竹子素可以促進腫瘤細胞對化療藥物敏感。例如山竹子素能增強人類頭頸癌細胞對順鉑藥物敏感性，以及增強人類胰腺癌細胞對吉西他濱的敏感性。由于腫瘤的干細胞樣細胞具有多藥耐藥性的特點，本研究探索山竹子素是否有希望作為靶向腫瘤干細胞的治療藥物。
　　在本研究中，首先觀察山竹子素對不同非小細胞肺癌細胞系的細胞毒性。意外的發(fā)現A54

10、9細胞較其他非小細胞肺癌細胞系對山竹子素更為敏感。經查閱文獻和本課題實驗的驗證，A549細胞中高表達乙醛脫氫酶1A1(ALDH1A1)，ALDH1A1對維持A549細胞系的腫瘤干細胞特性起到至關重要的作用。由于腫瘤干細胞具有自我更新和遷移的能力，采用腫瘤球形成和細胞遷移的檢測。結果發(fā)現，山竹子素抑制了A549細胞的腫瘤球的形成和細胞的遷移，具有潛在的抑制腫瘤干細胞特性的能力。山竹子素對于腫瘤干細胞特征的分子機制的研究，通過篩選一系列腫瘤

11、干細胞標志物發(fā)現，在山竹子素處理后，ALDH1A1的轉錄水平和蛋白水平顯著下調?；谏街褡铀匾种屏薃LDH1A1的轉錄，通過檢索ALDH1A1啟動子序列發(fā)現ALDH1A1的啟動子區(qū)的-75到-71bp含有CCAAT框，是轉錄因子C/EBPβ的結合區(qū)域。采用染色質免疫共沉淀實驗表明，山竹子素抑制了C/EBPβ與ALDH1A1啟動子的結合。進一步結果表明，山竹子素通過促進了DDIT3蛋白的轉錄和表達，使得DDIT3與C/EBPβ形成的蛋白復