苦豆碱诱导膀胱癌细胞自噬及其作用机制研究

【作者】 邱明宁； 史芳芸； 王帅； 吴晨晨； 路浩； 赵宝玉；

【机构】 西北农林科技大学动物医学院中国西部有毒植物研究所；

【摘要】 [背景]苦豆子(Sophora alopecuroides)是我国西北地区重要的沙生药源植物,其主要活性成分生物碱具有多种药理活性。本课题组前期研究发现,苦豆子中重要的生物碱苦豆碱具有显著的抗膀胱癌活性。[目的]本研究通过探究苦豆碱对体内、体外膀胱癌细胞自噬的作用,揭示苦豆碱抗膀胱癌的作用机制,为苦豆碱以及苦豆子的抗肿瘤药用研发提供理论与技术依据。[方法]以人膀胱癌T24细胞为体外生物模型,用不同浓度苦豆碱处理后,采用CCK-8法检测苦豆碱对膀胱癌细胞活力的影响,利用透射电镜观察细胞自噬体形成,通过免疫荧光染色与Western blot法检测自噬标志物LC3Ⅱ的蛋白表达情况。连续饲喂含有0.05%N-丁基-N-(4-羟丁基)亚硝胺(BBN)的自来水20周诱导BALB/c小鼠膀胱原位瘤模型,通过经尿道膀胱灌注方式隔天给予小鼠苦豆碱进行肿瘤治疗,共治疗15次后,处死小鼠,收集膀胱组织进行Western blot检测自噬标志物LC3Ⅱ的蛋白表达情况,确定苦豆碱对体内、体外膀胱癌细胞自噬作用。用苦豆碱处理T24细胞24h后,收集细胞,提取总RNA,利用转录组测序(RNA-Seq)技术检测膀胱癌细胞中差异基因表达情况,用生物信息学软件对差异基因进行分析,预测苦豆碱抗膀胱癌细胞的可能作用靶点及作用机制。[结果]苦豆碱处理T24细胞后,细胞活力受到显著抑制,且抑制作用具有时间与剂量依赖性;透射电镜下观察发现细胞自噬体增多,免疫荧光染色与Western blot检测发现自噬标志物LC3Ⅱ蛋白表达显著升高;通过经尿道膀胱灌注苦豆碱治疗后,小鼠膀胱原位瘤组织中的LC3Ⅱ蛋白表达显著升高。转录组测序分析发现,苦豆碱处理T24细胞后,有1184个基因下调,1141个基因上调,多个细胞过程受到影响;KEGG Pathway富集后发现,溶酶体等多条信号通路激活。[结论]苦豆碱能够抑制膀胱癌细胞活力,诱导体内、体外膀胱癌细胞自噬,并通过激活溶酶体等多条通路发挥抗膀胱癌作用。本研究为苦豆碱以及苦豆子的资源化利用提供了一种新途径。更多还原