海参岩藻聚糖硫酸酯抗肿瘤活性及作用机制的研究
海参岩藻聚糖硫酸酯是海参体壁中重要的活性硫酸多糖，具有抗肿瘤、抗病毒、免疫调节、降血糖和降血脂等广泛的药理活性，其活性受多糖支链和硫酸根含量等结构影响。其中，美国肉参岩藻聚糖硫酸酯是一类具有很高粘度和较高相对分子量的直连硫酸多糖，使用TSK G4000PWXL色谱柱测定其分子量达435KDa。PMP法测定单糖组成，分析其单糖仅含有岩藻糖。离子色谱法测定其硫酸基含量约为32.9％。本实验以美国肉参岩藻聚糖硫酸酯(SC-FUC)为研究对象，通过建立体外化学缺氧模型和体内自发肺转移模型，系统地评价了SC-FUC抗肿瘤活性及初步探讨了其作用机制。主要研究结果如下：
采用MTT法对不同分子量海地瓜SC-FUC低聚糖和美国肉参SC-FUC的体外抗肿瘤活性进行了筛选。结果显示，不同分子量的海地瓜SC-FUC低聚糖对体外培养的肿瘤细胞的生长抑制作用不同，多种肿瘤细胞株对海地瓜SC-FUC低聚糖的作用不敏感；美国肉参SC-FUC具有显著抑制肿瘤细胞增殖活性的作用，人胃癌HGC-27细胞对其作用最为敏感，72和96h的IC50值分别为399.74和126.97μg/mL，具有时间和剂量效应关系。
以HGC-27细胞为研究对象，采用MTT法和RT-PCR法筛选化学缺氧诱导剂CoCl2诱导HGC-27细胞的缺氧浓度，建立化学缺氧模型。结果表明：25μMCoCl2对HGC-27细胞的生长无显著影响，且细胞HIF-1α mRNA的表达量较高，故以浓度为25μM的CoCl2建立缺氧模型。
采用MTT、AO/EB染色、TUNEL和RT-PCR法及Western blotting法对缺氧条件下SC-FUC体外抗肿瘤活性及其可能机制进行了探讨。结果表明：SC-FUC能显著抑制缺氧诱导的HGC-27细胞的增殖活性(72和96h的IC50值分别为169.85和100.04μg/ml)，改变细胞的周期，形成G2/M期阻滞，并诱导肿瘤细胞凋亡。RT-PCR和Western blotting法实验结果显示，SC-FUC能下调HIF-1α及其介导的Bc1-2、Bc1-x1的表达，上调Bax、细胞色素c并caspase3的表达，增加PARP-1的裂解。提示SC-FUC具有显著抑制缺氧条件下肿瘤细胞生长的活性，其作用机制可能与阻滞细胞周期，并通过HIF-1α及其介导的线粒体信号通路激活肿瘤细胞的凋亡相关。
通过研究SC-FUC对缺氧诱导的HGC-27细胞转移活性及其作用机制，结果表明，SC-FUC可显著抑制缺氧条件下肿瘤细胞的迁移(P<0.01)、粘附(P<0.05，P<0.01)和侵袭能力(P<0.01)。在转录和翻译水平上，RT-PCR和Western blotting法结果表明，SC-FUC可下调Hpa和HIF-1α及其介导的MMP-2/-9的表达，上调TIMP-2/-1的表达，从而通过降低肿瘤细胞外基质的侵袭能力而发挥抗转移作用。
采用MTT法、体外小管形成和鸡胚尿囊膜实验，研究SC-FUC对肿瘤血管新生的影响。结果说明SC-FUC能显著抑制内皮细胞的生长和新生血管的生成。RT-PCR和Western blotting检测显示，SC-FUC可以抑制血管内皮生长因子VEGFmRNA和蛋白的表达。提示SC-FUC可通过抑制VEGF的活性抑制血管新生。
通过建立小鼠Lewis肺癌自发肺转移模型，进一步验证SC-FUC在体内抑制肿瘤生长和转移的作用。结果表明，SC-FUC可以显著抑制荷瘤小鼠肿瘤的生长和肺转移，平均抑制率分别为45.6％和65.9％；可降低荷瘤小鼠肿瘤组织中HIF-1α、Hpa及MMP-2/-9、VEGF mRNA和蛋白的表达。提示SC-FUC能显著抑制肿瘤细胞在小鼠体内的生长和转移，可通过降低ECM降解酶的活力，减少VEGF的释放，从而抑制肿瘤转移和血管新生。
综上所述，本论文系统地研究了SC-FUC体外、体内抗肿瘤生长和转移作用，并初步阐明了其抑制肿瘤生长、转移和血管新生的机制，为深入挖掘海参岩藻聚糖硫酸酯药用价值，推动海参多糖的加工利用提供理论基础和科学依据。
海参;岩藻聚糖硫酸酯;抗肿瘤活性;美国肉参;动物模型
中国海洋大学
硕士
水产品加工及贮藏工程
王静凤
2012
中文
TQ464.1;R285.5
97
2012-12-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）