咪唑并四嗪类化合物DNA损伤机制研究

咪唑并四嗪类化合物DNA损伤机制研究

论文摘要

研究背景及目的:替莫唑胺(Temozolomide, TMZ)是一种口服安全有效的咪唑并四嗪类抗肿瘤药物,易透过血脑屏障,已作为一线抗脑癌化疗药物用于临床。TMZ主要烷化DNA鸟嘌呤6位形成06-甲基鸟嘌呤(06-MEG)而发挥细胞毒作用;但癌细胞中广泛存在06-烷基鸟嘌-DNA-烷基转移酶(06-methylguanine-DNA methyltransferase,MGMT),其能不可逆地将烷化基团从06-鸟嘌呤上转移到自身145位的半胱氨酸残基上而修复损伤的DNA,从而削弱TMZ的细胞毒作用。因此TMZ的发明者Malcolm Stevens教授提出了设计新的TMZ衍生物377、465,其可以像TMZ一样在生理条件下开环后烷化DNA,形成DNA加合物,但形成的DNA加合物不被MGMT识别与修复,且具有广谱的抗癌活性。此类衍生物已成功合成,但是目前的研究还未揭示此类衍生物是如何逃避MGMT的识别与修复机理,其烷化DNA形成的DNA加合物的药理作用机制也不清楚,因此本次研究目的意在探讨TMZ衍生物与DNA的结合;损伤DNA的机制;对细胞周期及凋亡的影响。研究方法:1、 MTT法首先检测TMZ衍生物对几种细胞系的半数抑制浓度。2、 紫外光谱法测定TMZ衍生物与DNA的相互作用。3、 流式细胞仪检测TMZ衍生物对U87MG和HCT1 16细胞周期的影响。4、 免疫荧光分析组蛋白H2AX的磷酸化(γ-H2AX)。5、Annexin-V-PI双染法检测细胞凋亡。6、 免疫印记检测TMZ衍生物对PARP、Caspase9、P53、p-P53、Chk2、p-Chk2这几种蛋白表达的影响。研究结果:1、 MTT实验说明TMZ衍生物的细胞毒性可能与MGMT和MMR修复无关,且其具有广谱抗癌作用。2、TMZ及其衍生物与DNA结合实验证明TMZ及其衍生物都能与DNA结合,但结合位点可能各不相同。3、TMZ衍生物对HCT116细胞周期的影响:对细胞周期具有阻滞作用。TMZ衍生物377能把细胞阻滞在G2-M期,且随着时间的推移,pre-G1越来越明显。465在低浓度或高浓度即20μM或50μ时,也能把细胞阻滞在G2-M期,且pre-G1峰比377处理相应时间后明显。4、TMZ衍生物对DNA双链的作用:H2AX磷酸化是检测DNA双链断裂标准。无论是对于HCT116细胞还是对于U87-MG细胞,377和465处理后,都能检测到γ-H2AX。说明377和465能引起DNA双链断裂。5、 衍生物凋亡实验:无论在结肠腺癌细胞HCT116中,还是在神经胶质瘤细胞U87-MG中,377和465作用细胞24h后,都能引起细胞凋亡。6、 免疫印迹检测周期阻滞蛋白及凋亡蛋白表达:377和465处理HCT116和U87-MG细胞后,p-P53、p-CHK2、PARP、Caspase-9活性都具有时间依赖性;377处理后,p-P53、p-CHK2的活性具有剂量依赖性。而465处理后,p-P53、p-CHK2、PARP、 Caspase-9活性也具有时间依赖性,但没有明显的剂量依赖性。377和465都能对凋亡相关蛋白和周期阻滞蛋白有影响。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 缩略词
  • 第一章 前言
  • 1.1 背景介绍
  • 1.2 替莫唑胺结构及活化机理
  • 1.3 替莫唑胺与DNA修复
  • 1.3.1 O6-甲基鸟嘌呤甲基转移酶(MGMT)
  • 1.3.2 DNA错配修复(DNA mismatch repair,MMR)
  • 1.3.3 碱基切除修复系统(Base excision repair,BER)
  • 1.3.4 同源重组修复(homologous recombination repair,HR)
  • 1.4 p53抑癌基因
  • 1.5 TMZ耐受性解决
  • 1.6 研究目的
  • 第二章 实验材料
  • 2.1 实验细胞系
  • 2.2 实验仪器
  • 2.3 实验试剂
  • 2.4 试剂配制
  • 第三章 实验方法
  • 3.1 细胞培养
  • 3.1.1 实验前准备
  • 3.1.2 细胞复苏
  • 3.1.3 细胞seeding
  • 3.1.4 加药处理
  • 50值'>3.2 MTT法检测IC50
  • 3.3 细胞周期
  • 3.4 免疫荧光
  • 3.5 凋亡
  • 3.6 蛋白
  • 3.6.1 样品处理
  • 3.6.2 蛋白定量(Bradford法)
  • 3.6.3 样品制备
  • 3.6.4 SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳
  • 3.7 紫外吸收
  • 3.7.1 Ct-DNA浓度的测定
  • 3.7.2 药物与Ct-DNA的结合
  • 第四章 结果与讨论
  • 4.1 TMZ与377、465结构比较
  • 4.2 MTT检测377和465对不同细胞系的半抑制浓度
  • 4.3 MGMT抑制剂06-BG
  • 4.4 紫外光谱法测定377、465与DNA的相互作用
  • 4.5 流式细胞仪检测细胞周期
  • 4.6 免疫荧光法检测DNA双链断裂
  • 4.7 Annexin-V-PI双染检测细胞凋亡
  • 4.8 免疫印记
  • 4.9 ATM抑制剂KU55933
  • 4.10 讨论
  • 第五章 小结
  • 第六章 展望
  • 致谢
  • 参考文献
  • 附录A 攻读硕士期间发表论文
  • 附录B 其他需要说明的内容
  • 相关论文文献

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