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cDNA阵列分析法研究虫草素对胰腺癌BxPc-3、BxPc-3-LN细胞株
部分肿瘤相关基因表达的影响
余伯成1 龙江2 唐亮1 倪泉兴2
（1上海国宝企业发展中心 上海 200001；
2. 复旦大学附属肿瘤医院胰腺肝胆外科 上海 200032）
【摘要】目的 从分子水平探讨虫草素对胰腺癌细胞株部分肿瘤相关基因表达的影响。方法 利用多点cDNA 阵列分析法对9 个胰腺癌相关基因进行表达研究。结果 与空白对照组相比用药( 虫草素) 组甲基化CpG 结合蛋白1(MBD1)、视网膜母细胞瘤1(RB1) 基因、E2F 转录因子5(E2F5)、胰岛素样生长因子1(IGF1)、转化生长因子BI(TGFBI)、转录因子2B(GTF2B)、
上皮细胞钙黏蛋白(CDH)、视黄醇受体-β(RARB) 和RAS 癌基因家族成员之一(RAB1) 表达均明显下降(P ＜ 0.05)。结论 虫草素对胰腺癌细胞具有一定的生长抑制作用。
胰腺癌是常见的恶性程度很高的消化系统肿瘤，世界范围内胰腺癌的发病率呈逐年上升趋势。据美国癌症协会最新的统计数据显示，2014年全美胰腺癌新发病例数为46420例，死亡病例数为39590例，在恶性肿瘤病死率中位居第4 位，5 年生存率不足6%。
在我国，近年来胰腺癌的发病率居恶性肿瘤的第7位，由于复杂的解剖以及病理特点导致其治疗效果不尽如人意，就诊时往往已到中晚期，预后差，死亡率高。我国的胰腺癌死亡与发病登记数据显示同期死亡发病比接近1。
虫草素即3- 脱氧腺苷（3- deoxyadenosine），为含氮配糖体的核酸衍生物，属嘌呤类生物碱，是一种核苷类抗生素，最早由Cunningham于1950年在蛹虫草（Cordyceps militaris）原浆液中分离得到。该成分后被证实为我国中草药冬虫夏草（Cordyceps sinensis）的有效成分。分子式为C10H13N5O3，相对分子质量为251，熔点为230～231℃，溶于水、热乙醇和甲醇，不溶于苯、乙醚和氯仿，紫外光的最大吸收波长为259nm。有研究证明，虫草素能抑制mRNA 合成，诱导肿瘤细胞凋亡，促使细胞分化，从而对多种肿瘤细胞的生长有抑制作用。虫草素还可在体外显著诱杀乳腺癌易感基因(BRCA1 基因)缺陷的MCF-7 细胞，其机制是通过抑制RNA 合成，诱导DNA 双链断裂来诱导乳癌细胞死亡。本课题组前期针对虫草素对胰腺癌细胞株BxPc-3 及其传代高转移潜能细胞株BxPc-3-LN5 的生长抑制作用研究显示，虫草素对BxPc-3 及BxPc-3-LN 的细胞毒作用在一定范围内呈剂量和时间依赖关系。本研究从分子水平探讨虫草素对胰腺癌部分肿瘤相关基因表达的影响，利用多点cDNA 阵列分析法对9 个胰腺癌相关基因表达进行研究。
肿瘤的发生发展是一个复杂的多阶段的过程，是多种肿瘤相关基因表达失常或许多肿瘤抑制基因失活所致。这类基因的主要功能是参与细胞增殖、分化和衰亡即凋亡等基本生命过程的调控。当这类基因由于某种原因发生突变、重排、缺失、扩增而被异常激活或失活时, 正常的受控增殖、分化或凋亡受到干扰, 于是细胞无限增殖、分化受阻或寿命延长而形成肿瘤。
胰腺癌相关的差异基因主要与生物过程、细胞定位和分子功能相关。利用DNA 芯片技术可直接检测mRNA 的种类及丰富度，随时获取肿瘤细胞生长各期与肿瘤生长相关基因的表达模式。利用cDNA 微阵列技术分析胰腺癌基因表达谱，可发现肿瘤样品中的差异表达相关基因包括：抑癌基因、细胞周期蛋白基因、生长因子及其受体基因、信号传导相关基因和转录调节因子基因等。本研究选择其中9 个差异明显的胰腺癌相关基因点制成多点cDNA 微阵列芯片，集中观察虫草素对其表达的影响。
我们前期研究了虫草素对高转移潜能细胞株BxPc-3-LN5 的生长抑制作用，发现虫草素对BxPc-3及BxPc-3-LN 的细胞毒作用在一定范围内呈剂量和时间依赖关系。本次研究发现：用药组MBD1、RB1、E2F5、IGF1、TGFBI、GTF2B、CDH1、RARB 和RAB1 基因表达均明显下降(P ＜ 0.05)，提示虫草素对胰腺癌细胞起到了明显的生长抑制作用。
MBD1 是一个重要的转录调控因子，是胰腺癌促肿瘤生长基因，其功能作用与多种细胞增殖、凋亡和转移侵袭等途径的调控机制有关，研究发现MBD1 基因在胰腺癌中表达明显上调。MBD1 介导的甲基化转录抑制作用可造成其转录表达下降以至失活，直接或间接地影响了胰腺癌的转移侵袭活性。本研究显示，用药组MBDl 表达水平明显低于空白对照组，说明虫草素对胰腺癌细胞增殖、凋亡和转移侵袭等多方面活性有一定的干预作用。
结论 虫草素对胰腺癌细胞具有一定的生长抑制作用，更为纷繁复杂的分子机制有待进一步研究。
（摘自: 《世界临床药物》2015年第36卷第3期:28-32）
