肝癌细胞与内皮细胞的粘附力学特性研究

采用细胞同步技术和微管吸吮技术，从细胞周期的角度研究不同细胞周期肝癌细胞（hepatocellular carcinoma cells,HCC)与脐静脉内皮细胞（HUVEC）的粘附力学特性。结果表明，未同步化肝癌细胞各周期时相的细胞百分比为：G0／G1期，53.51；G2／M期，11.01；S期，35.48。采用胸腺嘧啶脱氧核苷、秋水仙碱顺序阻断和胸腺嘧啶脱氧核苷双阻断后释放培养的方法可分别获得G1期和S期的肝癌细胞，其平均同步率分别为69.02和96.50。G1期肝癌细胞与人脐静脉内皮细胞的粘附力比S期相应值明显降低（P＜0.01)，与未同步化肝癌细胞组比较也得到同样结果，而S期与未同步化肝癌细胞组的粘附力值无明显差别。肝癌细胞与脐静脉内皮细胞的粘附力随着附时间的变化而变化，在30-60min内迅速增长，60min之后维持在较稳定的水平，即300×10~-10N左右。提示：在肝癌细胞与内皮细胞的粘附过程中，S期细胞可能起的作用更大；肝癌细胞和内皮细胞上粘附分子表达呈现时间效应，从而体现出粘附和去粘附的行为特征。

A Proteomic Study on Cell Cycle Progression of Endothelium Exposed to Tumor Conditioned Medium and the Possible Role of Cyclin D-1/E

This study was designed to comprehensively analyze the differential expression of proteins from human umbilical vein endothelial cells (HUVECs) exposed to tumor conditioned medium (TCM) and to identify the key regulator in the cell cycle progression. The HUVECs were exposed to TCM from breast carcinoma cell line MDA-MB-231, then their cell cycle distribution was measured by flow cytometer (FCM). The role of protein in cell cycle progression was detected via two-dimensional polyacrylamide gel electrophoresis (2-DE) and western blotting. Following the stimulation of TCM, HUVECs showed a more cells in the S phase than did the negative control group (ECGF-free medium with 20% FBS), but the HUVECs' level was similar to the positive control group (medium with 25 mug/ml ECGF and 20% FBS). Increased expression of cyclin D-1/E and some changes in other related proteins occurred after incubation with TCM. From our results, we can conclude that breast carcinoma cell line MDA-MB-231 may secrete soluble pro-angiogenic factors that induce the HUVEC angiogenic switch, during which the expression of cell cycle regulator cyclin D-1/E increases and related proteins play an important role in this process.

The Mitogenic and Anti-Apoptotic Activity of Tumor Conditioned Medium on Endothelium

This study was designed to observe the effect of tumor conditioned medium (TCM) on the proliferation and apoptosis of human umbilical vein endothelial cells (HUVECs). HUVECs were exposed to TCM from breast carcinoma cell line MDA-MB-231, then we measured their proliferation, apoptosis and cell cycle distribution by MTT and flow cytometery (FCM). Following the stimulation of TCM, HUVECs showed higher pro-mitogenic and anti-apoptotic ability than did the negative control group (ECGF-free medium with 20% FBS), but a similar ability to the positive control group (medium with ECGF and 20% FBS). From these results, we can conclude that breast carcinoma cell line MDA-MB-231 could secret soluble pro-angiogenic factors that induce HUVEC angiogenic switching, including cell cycle progression, proliferation and growth. The role and character of these factors remain to be further studied.

非晶状体βγ-晶状体蛋白与三叶因子蛋白复合物的细胞核转运及其选择性杀伤肿瘤细胞机制的研究

非晶状体βγ晶状体蛋白与三叶因子蛋白复合物(βγ-CAT)是从大蹼铃蟾(Bombina maxima)皮肤分泌物中分离的分子量为72 kDa的天然蛋白复合物.本研究通过激光共聚焦显微镜和Westem blot分析βγ-CAT在人脐静脉内皮细胞(HUVEC)中的细胞核转运机制,以及βγ-CAT对多株肿瘤细胞(HCT116,HT29,A375,Hela,THP-1等)的细胞毒效应.结果表明:βγ-CAT的α亚基中含有典型的GTP/ATPase的保守结构模体Walker A和Walker B,体外检测到βγ-CAT具有GTP/ATP水解酶和GTP/ATP结合活性.在细胞核转运过程中,βγ-CAT的α亚基和β亚基参与形成约150kDa含有泛素化修饰信号的大分子复合物,且泛素化修饰信号和βγ-CAT的α亚基和β亚基共定位于细胞内和融合于细胞核区域的转运囊泡小体中.βγ-CAT能够选择性的杀伤肿瘤细胞,诱导肿瘤细胞脱落和发生凋亡.上述结果为进一步深入研究阡βγ-CAT的细胞核转运和调节细胞功能的分子作用机制提供思路和线索.

大蹼铃蟾（Bombina maxima）皮肤分泌物非晶状体-晶状体蛋白与三叶因子复合物细胞生物学活性和分子作用机制

非晶状体-晶状体蛋白质(non-lens -crystallins)在脊椎动物中以一簇的基 因家族的形式存在，在各种上皮细胞中广泛表达，但对其在体内承担的功能，人 们几乎一无所知。三叶因子蛋白(trefoil factors, TFFs)主要分布在胃肠道上皮和两 栖动物皮肤表面，许多研究表明该家族的蛋白质，在粘膜保护，损伤修复和肿瘤 抑制中具有重要的作用；但是自发现以来，TFFs 一直作为孤儿配基存在，对于 其作用的机制了解得很少。人们从来没有把两个家族的蛋白质联系在一起来考虑 过。 本实验室从中国特有的两栖动物大蹼铃蟾(Bombina maxima)皮肤分泌物中， 分离到这两个家族的蛋白质的天然结合在一起的复合物，并命名为：非晶状体- 晶状体蛋白和三叶因子蛋白复合物（non-lens -crystallin and treifol factor complex, -CAT）。尽管在低剂量下，-CAT 已对小鼠，大鼠和兔有致死活性， 但其结构与人源的non-lens -crystallins 和TFFs 的同源性，提示了它可能在正 常的生理功能中起到重要作用，也为揭示两类重要的蛋白质的功能和作用机制提 供了可能性。本研究工作，在多种细胞株中，对-CAT 的生物学活性作了详细 的研究，并对其作用机制进行了进一步深入的探讨。 我们原代培养了人脐静脉血管内皮细胞(HUVEC) ，兔主动脉内皮细胞 (RAEC)，兔心内皮细胞(REEC)；培养了多种肿瘤细胞株。-CAT 能够引起多种 贴壁细胞的脱落。-CAT 在高剂量下能够引起这些细胞的凋亡；但是在不同的 细胞株中，发生凋亡的通路可能是不同的。在低剂量下，-CAT 能够促进细胞 的迁移，对HUVEC 具有诱导伤口修复的活性。 以HUVEC 细胞为模型，我们探讨了-CAT 的作用机制。在激光共聚焦显 微镜下，观察到-CAT 诱导HUVEC 发生囊泡化，这个效应是剂量依赖的；囊 泡化的发生不依赖于NH4Cl 的存在，但是NH4Cl 能够增大囊泡化的效应。在荧 光染料Cy3 直接标记-CAT 时，观察到-CAT 被定向运输到细胞核上。荧光染 料FITC 分别标记-CAT 的轻链和重链的多克隆抗体，免疫荧光染色发现，在较 短的时间(5 min)内, -CAT 已经进入细胞，并有部分分子被运输到细胞核上。随 着时间增加到30 min，轻链和重链在核上的比例也渐增加；到2 小时，-CAT的重链全部集中在细胞核上，而-CAT 的轻链则退出核外，主要聚集在细胞核 周围。核定位显示-CAT 分子进入HUVEC 细胞核，可能在基因的转录调节中 发挥作用。我们运用基因芯片检测了加药处理前后细胞蛋白质表达水平的变化。 在四组重复实验中均显示，加入-CAT 处理后，有121 个基因发生上调，这些 基因在调节细胞的生存和死亡中具有复杂的功能。其中核受体蛋白质家族 （NR4A1 等）的变化最为明显。而其他的基因包括调节细胞早期生长，凋亡， 炎症反应的相关基因和金属蛋白酶。同时，加入-CAT 处理后，仅有2 个基因 发生下调，包括胶原I，这为解释细胞发生脱落和调亡提供了分子基础。 本研究工作揭示了非晶状体-晶状体蛋白和三叶因子蛋白的相互作用，共 同定位到细胞核上，并调节基因的转录，首次提示非晶状体-晶状体蛋白可能 参与一条全新的细胞信号调节途径，在组织平衡，肿瘤发生和胚胎发育中起到重 要的作用；同时也为三叶因子蛋白的分子作用机制的解析提供了一种新的可能 性。

鲨鱼软骨抗血管生成多肽的分离纯化及其生物活性

以血管生成为靶点的抗肿瘤策略是抗肿瘤领域的研究热点，目前已经发现许多天然和化学合成的抗血管生成药物。鲨鱼软骨作为抗新生血管生成因子的重要来源的研究已有20多年的历史，很多研究显示鲨鱼软骨提取物有抗血管生成活性。但鲨鱼软骨活性多肽的完整分子结构一直未见报道；鲨鱼软骨活性多肽干扰血管生成通路的信号途径尚不明确。 本文应用盐酸胍抽提、丙酮分级沉淀、超滤、凝胶层析等分离技术，从青鲨（Prionace glauca）软骨中分离纯化并鉴定了一种新的具有抗新生血管生成活性的多肽。经SDS-PAGE和N-末端氨基酸序列分析显示，该多肽分子量为15500 Da，采用蛋白数据库分析表明该多肽是一种新发现的鲨鱼软骨多肽（Polypeptide from Prionace glauca，PG155）。 体外实验显示，PG155抑制内皮细胞生长因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）介导的人脐静脉内皮细胞（human umbilical vein endothelial cell ，HUVEC）迁移和管腔形成，并呈剂量依赖关系。200 μg/ml PG155对牛主动脉内皮细胞（Bovine Aortic Endothelial Cells，BAECs）和HUVECs及以下癌细胞，包括人肝癌细胞（human hepatoma Bel-7402 cells，Bel-7402）、 口腔上皮癌细胞（human oral epidermoid carcinoma KB cells ，KB）、人结肠癌细胞（human colon cancer HCT-18 cells，HCT-18）和人乳腺癌细胞（human breast MCF7 cancer cells ，MCF7）的增殖均无抑制作用，说明PG155无细胞毒作用。20 μg/ml PG155显著抑制HUVEC的迁移和管腔形成；40-80 μg/ml PG155 对VEGF 介导的HUVEC的迁移和管腔形成几乎完全抑制。 体内实验显示，PG155显著抑制斑马鱼胚胎模型新生血管生成，并呈剂量依赖关系。形态学观察表明PG155显著抑制斑马鱼胚胎肠下静脉（subintestinal vessels， SIVs）的生长，随着浓度的升高SIVs的生长可受到完全抑制。碱性磷酸酶染色分析显示，在一定浓度范围内，PG155随着浓度的升高对斑马鱼胚胎整体血管生成抑制作用依次增强。160 μg/ml PG155会引起斑马鱼胚胎心脏功能障碍。 由海洋生物中发现新的肿瘤新生血管生成抑制剂国内外的报道较少，我们的工作表明鲨鱼软骨可作为血管生成抑制剂的重要来源，鲨鱼软骨活性多肽PG155由于具有极低的细胞毒作用，并能抑制VEGF介导的血管生成过程，有希望成为一类新型抗肿瘤药物。

玻璃海鞘多肽PCI的分离纯化及其抗血管生成活性研究

血管生成是肿瘤生长、发展的必经之路，并且与实体瘤的发生、转移有着密切的关系，抑制肿瘤新生血管生成具有特异性高、疗效好、不易产生耐药性以及毒副作用低等特点，因此抑制肿瘤血管形成可望成为治疗癌症的一个突破点，以抗血管生成为主的肿瘤生物治疗研究已成为近十年的研究热点。玻璃海鞘（Coina intestinalis）属于内性目、玻璃海鞘科，因其进化上的独特地位常作为研究神经发育、免疫系统进化的材料。在其它种属的海鞘中分离发现了多种具有抗肿瘤活性的多肽，但关于玻璃海鞘抗血管生成活性多肽的分离纯化和活性研究未见报道。本文利用多种分离纯化手段，采用活性追踪的方法首次从玻璃海鞘中分离得到具有抗新生血管生成作用的多肽，并对其抗血管生成活性做了初步研究。 本研究利用冷丙酮分级沉淀，超滤截留分子量小于5kDa的蛋白，再经SephadexG25、Superdex75柱层析，µRPC C2/C18反相柱层析等分离手段，采用活性追踪的方法，由玻璃海鞘（Coina intestinalis）中分离纯化出抗血管生成多肽PCI，据保留时间计算其分子量为1.8 kDa。MTT检测表明其对人脐静脉血管内皮细胞（HUVEC）具有强烈的抑制作用，IC50为7.5 μg/ml，并对多种肿瘤细胞有直接的抑制作用。斑马鱼胚胎体内实验进一步表明PCI在40 μg/ml的浓度下作用12h，斑马鱼胚胎新生血管生成受到显著抑制，肠下静脉血管长度为正常组的30%，斑马鱼胚胎血管生成率为正常组的45%。