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目的: 探究信号传导与转录激活因子3(Signal Transducer and Activator of Transcription3,STAT3)抑制剂HJC0152在人脑胶质母细胞瘤中的抗肿瘤效果,为探索人脑胶质母细胞瘤的治疗方式和将HJC0152用于癌症治疗提供理论基础。 方法: 本研究选用U87、U251、LN229三种人脑胶质母细胞瘤细胞系,用DMSO和HJC0152处理,分别作为对照组和实验组,通过对比两组细胞在药物处理后的状态判断HJC0152的抗肿瘤活性。实验研究分为体外实验和体内实验两部分。 体外实验:MTT法测得HJC0152在U87、U251和LN229三个细胞系中的半数抑制浓度(half maximal inhibitory concentration,IC50),并将其作为刺激细胞的药物浓度;Western blot检测DMSO和HJC0152处理后,细胞内STAT3、p-STAT3(Tyr705)、p-STAT3(Ser727)、上皮间质转化(Epithelial-mesenchymal transition,EMT)相关蛋白、增殖和衰老相关蛋白以及凋亡相关蛋白的表达水平;Transwell实验检测三细胞系在经DMSO和HJC0152处理后运动能力的改变;克隆形成实验检测不同浓度HJC0152对三种人脑胶质母细胞瘤细胞系增殖能力的抑制效果;β-半乳糖苷酶实验检测DMSO和HJC0152对三种人脑胶质母细胞瘤细胞系衰老的影响。流式细胞学实验检测DMSO和HJC0152对三种人脑胶质母细胞瘤细胞系周期分布和凋亡状况的影响。使用线粒体提取试剂盒将DMSO或HJC0152处理后的三种人脑胶质母细胞瘤细胞系中的线粒体提取出来,分别检测DMSO和HJC0152处理对Bax和细胞色素C在线粒体内外分布的影响。通过JC-1探针检测三种人脑胶质母细胞瘤细胞系中线粒体的膜电位,对比DMSO和HJC0152对人脑胶质母细胞瘤细胞线粒体膜电位的影响。使用或不使用HJC0152对三种人脑胶质母细胞瘤细胞系进行预处理,然后检测顺铂在三个细胞系中的IC50,分析HJC0152对顺铂在人脑胶质母细胞瘤细胞中的增敏效果。通过克隆形成实验检测三个人脑胶质母细胞瘤细胞系分别在DMSO、顺铂和HJC0152联合顺铂作用下存活及克隆形成能力的影响,分析比较HJC0152在三个人脑胶质母细胞瘤细胞系中对顺铂毒性的增敏作用。 体外实验:应用人脑胶质母细胞瘤细胞系U87建立免疫缺陷鼠皮下荷瘤动物模型。将免疫缺陷鼠随机分为对照组和实验组,分别瘤内注射DMSO和HJC0152,并持续观测小鼠体重和肿瘤大小。4周后处死小鼠,对比两组小鼠荷瘤大小及重量,评估HJC0152对肿瘤生长的抑制效果,进一步验证体外实验的结果。 结果: HJC0152处理后,三种人脑胶质母细胞瘤细胞中p-STAT3(Tyr705)水平相较DMSO处理组显著下降,STAT3和p-STAT3(Ser727)水平无明显变化;EMT相关蛋白中N-Cadherin、Twist-1、Vimentin的表达量下降,E-Cadherin表达量上升;与细胞侵袭能力相关的MMP-2和MMP-9的表达量也显著减少。在铺matrigel/不铺matrigel的检测细胞侵袭/迁移能力的Transwell实验中,三种人脑胶质母细胞瘤细胞系的HJC0152处理组相较DMSO处理组跨膜细胞数均明显减少,差异具有统计学意义。克隆形成实验中,HJC0152对三种人脑胶质母细胞瘤细胞系的克隆形成能力均有较强的抑制效果,并呈浓度依赖性。β-半乳糖苷酶实验显示,三种人脑胶质母细胞瘤细胞的HJC0152处理组细胞衰老比例显著高于DMSO处理组;Western blot结果显示HJC0152处理组细胞内p16的表达量显著高于DMSO处理组。流式细胞学实验结果表明,HJC0152处理后,三种人脑胶质母细胞瘤细胞系处于G1期的细胞比例显著升高,凋亡细胞的比例也明显增多;Western blot结果显示HJC0152处理组的CyclinD1表达量相较DMSO组明显降低,p21则明显升高,凋亡相关指标中proCaspase3和Bcl-2水平下降,cleaved Caspase3和Bax水平上升。共聚焦显微镜下观察JC-1探针显示,三种人脑胶质母细胞瘤细胞系HJC0152处理组细胞内线粒体膜电位较DMSO组显著降低。Western blot结果显示,HJC0152处理后三种人脑胶质母细胞瘤细胞线粒体内的细胞色素C含量下降,细胞质中细胞色素C含量上升;Bax的变化则相反。MTT实验显示,三种人脑胶质母细胞瘤细胞系经HJC0152预处理后,顺铂对其的IC50均明显下降。克隆形成实验显示,HJC0152联合顺铂比顺铂单药对三种人脑胶质母细胞瘤细胞系的存活和克隆形成能力的抑制效果均更强。荷U87人脑胶质母细胞瘤裸鼠动物模型结果显示,HJC0152组小鼠皮下移植瘤的大小和生长速度明显低于DMSO组,差异具有统计学意义。体内外实验结果一致。 结论: HJC0152作为一种STAT3Tyr705位点的抑制剂,可以显著抑制人脑胶质母细胞瘤细胞的增殖和侵袭,促进人脑胶质母细胞瘤细胞的衰老和凋亡,并增加其对顺铂的敏感性。 HJC0152在体内实验中同样具有较强的抗肿瘤活性,能显著抑制裸鼠皮下人脑胶质母细胞瘤的生长,且无明显毒副作用。本实验为HJC0152成为未来治疗人脑胶质母细胞瘤的STAT3靶向药物提供了初步的实验基础。