吲哚-3-甲醇通过抑制mTOR/HIF-1α信号通路减弱低氧诱导的肺动脉平滑肌细胞增殖

目的观察吲哚-3-甲醇(I3C)对低氧诱导的肺动脉平滑肌细胞(PASMCs)增殖的作用。方法采用0.2%Ⅰ型胶原酶消化分离SD大鼠PASMCs,以低氧(1%O2)作为诱导剂,建立PASMCs增殖的细胞模型,以不同浓度的I3C(25、50、100、200μmol·L^(-1))干预24 h,检测细胞增殖及存活率;设置哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)抑制剂rapamycin或缺氧诱导因子-1α(HIF-1α)抑制剂LW6为阳性对照组,以100μmol·L^(-1 )I3C,HIF-1α稳定剂DMOG或mTOR激活剂MHY1485干预24 h后,CCK-8试剂盒检测细胞增殖;流式细胞仪检测细胞周期;Western blot检测HIF-1α、总的mTOR及磷酸化的mTOR和细胞周期调控相关蛋白的表达,确定I3C抑制PASMCs增殖的作用机制。结果25~100μmol·L^(-1 )I3C抑制低氧诱导的PASMCs增殖的作用具有浓度依赖性(P<0.05),而100μmol·L^(-1)与200μmol·L^(-1 )I3C抑制细胞增殖的作用无明显差异,且I3C无明显细胞毒性作用。I3C(100μmol·L^(-1))与LW6均可抑制低氧诱导的PASMCs增殖,阻滞细胞周期于G0/G1期,抑制HIF-1α、细胞周期蛋白(Cyclin)D1、Cyclin E、细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK)2、CDK4和CDK6的表达(P<0.05),且DMOG能够逆转I3C的上述作用(P<0.05)。另外I3C与rapamycin在抑制低氧诱导的PASMCs增殖与mTOR/HIF-1α信号通路活化方面作用相似,且MHY1485能够逆转I3C抑制细胞增殖及mTOR/HIF-1α信号通路活化的作用(P<0.05)。结论I3C可通过抑制mTOR/HIF-1α信号通路减弱低氧诱导的PASMCs增殖。

N-取代吲哚-3-甲醇的合成

首先由吲哚、三氯氧磷和N,N-二甲基甲酰胺通过Vilsmeier-Haack反应合成吲哚-3-甲醛,产率为97%;进而选择二甲亚砜-氢氧化钠反应体系,室温下由碘甲烷、烯丙基溴、溴化苄和甲苯-4-磺酰氯分别对吲哚-3-甲醛进行N-取代,合成4种N-取代吲哚-3-甲醛——N-甲基吲哚-3-甲醛、N-烯丙基吲哚-3-甲醛、N-苄基吲哚-3-甲醛和N-对甲苯磺酰基吲哚-3-甲醛,产率分别为89%、95%、83%和81%;最后选择硼氢化钠为还原剂,室温下通过还原反应合成吲哚-3-甲醇以及4种N-取代吲哚-3-甲醇——N-甲基吲哚-3-甲醇、N-烯丙基吲哚-3-甲醇、N-苄基吲哚-3-甲醇和N-对甲苯磺酰基吲哚-3-甲醇,产率分别为80%、90%、81%、63%和53%。中间产物及终产物的结构经由1HNMR、IR和元素分析证实。

吲哚-3-甲醇对小鼠骨髓造血细胞辐射损伤的防护作用及其机制

目的研究吲哚-3-甲醇(I3C)对小鼠骨髓造血细胞辐射损伤的保护作用及机制。方法 (1)密度梯度离心法获得CD45.1亚型C57BL/6J小鼠骨髓有核细胞,经0 mol/L、10^(-8)mol/L^10^(-3)mol/L I3C处理后,接受不同剂量(0Gy、1 Gy、4 Gy)的^(137)Csγ-射线照射;继续培养18 h后采用生物发光法检测细胞活力。(2)设空白对照组和10^(-6)mol/LI3C组,经上述3种剂量射线照射后,接种于甲基纤维素半固体培养基中培养7 d,观察骨髓粒-单核巨噬细胞集落(CFU-GM)形成情况。(3)取24只CD45.2亚型小鼠接受8 Gy137Csγ-射线照射作为受体,CD45.1亚型小鼠骨髓有核细胞(供体)设空白对照组、4 Gy照射组和4 Gy照射+10^(-6)mol/L I3C组。将供体与竞争者(CD45.2亚型)骨髓细胞混和后,接种于受体小鼠体内(每组8只),流式细胞术检测受体小鼠外周血细胞中供体来源的细胞比例。(4)细胞设空白对照组、10^(-6)mol/L I3C组、1 Gy照射组和1 Gy照射+10^(-6)mol/L I3C组。培养24 h后收集细胞,提取蛋白后Western blot法检测各组核因子NF-E2相关因子(Nrf2)、血红素加氧酶(HO)-1表达。结果 (1)I3C浓度>10-4mol/L时出现明显的细胞毒性作用(P>0.05);相同剂量射线照射下,10^(-7)~10^(-6)mol/L I3C可减轻射线对细胞的损伤;因此选取10^(-6)mol/L为本研究I3C的实验浓度。(2)相同剂量射线照射下,10^(-6)mol/L I3C组CFU-GM形成数量较空白对照组明显升高(P<0.05)。(3)流式细胞结果显示,4 Gy照射组细胞移植后,受体小鼠外周血中供体细胞比例较对照组明显降低(P<0.05),而10^(-6)mol/L I3C预处理的供体小鼠细胞移植后,受体小鼠中供体细胞比例较4 Gy照射组升高(P<0.05)。(4)Western blot结果显示,1 Gy照射+10^(-6)mol/L I3C组Nrf2和HO-1蛋白表达水平明显高于其他3组(P<0.05)。结论 I3C可以减轻辐射引起的小鼠造血细胞损伤和功能下降,其机制可能与激活Nrf2/HO-1通路有关。

吲哚-3-甲醇诱导人鼻咽癌细胞凋亡作用及机制的初步研究

背景与目的:了解吲哚-3-甲醇在体外对人鼻咽癌CNE细胞增殖的影响及其诱导CNE细胞凋亡的作用及其可能机制。材料与方法:采用WST-1法检测吲哚-3-甲醇在体外对人鼻咽癌CNE细胞增殖的抑制作用;用Hochest33258荧光染色法及TUNEL法观察吲哚-3-甲醇诱导CNE细胞的凋亡;用Western blotting方法检测凋亡相关信号分子caspase-9、caspase-3蛋白表达情况,实验同时设空白对照组及溶剂对照组。结果:吲哚-3-甲醇在体外可以明显抑制人鼻咽癌细胞增殖,诱导细胞凋亡并呈剂量依赖性,且在细胞凋亡过程中,半胱天冬酶家族成员caspase-9和caspase-3活化片段表达阳性。结论:吲哚-3-甲醇在体外可抑制人鼻咽癌CNE细胞增殖并诱导其发生凋亡,且凋亡的发生可能与caspase-9、caspase-3活化有关。

肿瘤化学预防剂吲哚-3-甲醇作用的靶点

从蔬菜水果中发现的抗肿瘤生物活性成分一直是研究的热点。本文对十字花科蔬菜活性成分吲哚-3-甲醇(indole-3-carbinol,I3C)的抗肿瘤活性进行综述,重点综述了吲哚-3-甲醇影响致癌物代谢、抗肿瘤细胞增殖、诱导细胞凋亡、诱导细胞周期阻滞、调节转录因子和基因表达等靶点的研究现状和进展。

吲哚-3-甲醇的合成

以吲哚、氧氯化磷和N，N-二甲基甲酰胺为原料，通过Vilsmeier-Haack反应合成吲哚-3-甲醛，产率为87．1％；再选择甲苯-水反应体系，用硼氢化钾作还原剂，在50～60℃下还原得吲哚-3-甲醇，反应条件温和，将反应、萃取、重结晶一次性完成，产率为69．0％。

吲哚-3-甲醇对大鼠颈总动脉球囊损伤后Bcl-1、NF-κB和Bcl-X/L蛋白表达的影响

目的研究吲哚-3-甲醇(I3C)对球囊损伤术后大鼠颈动脉血管平滑肌细胞(VSMC)Bcl-1、NF-κB和Bcl-X/L蛋白表达的影响,探讨I3C诱导VSMC凋亡的机制。方法建立35只SD大白鼠颈动脉损伤动物模型,分为对照组(n=5):不给药;实验组(n=30):给予I3C(I3C给药量为12.5、25mg/d和50mg/d,给药时间为4d和7d,共6个亚组,n=5)。术后14d取材。免疫组化检测Bcl-1、NF-κB和Bcl-X/L蛋白的表达。结果术后14d,各组Bcl-1、NF-κB和Bcl-X/L蛋白表达减少。与对照组比较,Bcl-1和Bcl-X/L蛋白表达的25mg7d组,50mg4d组和50mg7d组差异有显著性(P<0.05);NF-κB蛋白表达12.5mg4d组和对照组无显著性差异(P>0.05),其余均有统计学意义(P<0.05)。给药时间和剂量增加时,Bcl-1、NF-κB和Bcl-X/L蛋白表达与对照组差异非常显著(P<0.01)。结论I3C诱导血管损伤后VSMC凋亡的机制主要是通过PI3K-PKB/Akt细胞信号传导途径,下调关键性核因子NF-κB和凋亡抑制蛋白Bcl-X/L表达。

吲哚-3-甲醇对大鼠动脉损伤后内膜增殖的影响

目的观察吲哚-3-甲醇对大鼠损伤动脉内膜增生的影响并探讨可能机制。方法采用球囊扩张方法,建立大鼠颈总动脉损伤模型。20只Sprague-Dawley大鼠,随机分为单纯球囊扩张组(对照组)和球囊扩张+吲哚-3-甲醇治疗组(治疗组),其中治疗组又分为3个亚组,在球囊扩张术后灌胃给予吲哚-3-甲醇7d,剂量分别为12.5、25、50mg/d,2周后取损伤段血管用于病理组织学检查和免疫组化染色检查。结果①治疗组内膜厚度、内膜面积均显著小于对照组(P<0.05);管腔狭窄程度较对照组分别降低25.2%、29.9%、48.5%。②PCNA阳性细胞表达在治疗组明显低于对照组。③各治疗组细胞凋亡率与对照组比较均明显增高(P<0.01)。结论口服适宜剂量吲哚-3-甲醇可抑制血管内膜增生及血管再狭窄,并可能与其抑制平滑肌细胞增殖并诱导其凋亡有关。

吲哚-3-甲醇对DMBA诱导大鼠乳腺肿瘤的预防效果

背景与目的:近年来,乳腺癌化学预防成为热门研究方向,目前临床常用的化学预防药物,如他莫昔芬(三苯氧胺)在发挥防癌作用的同时,也出现了很多副作用。这样就促使人们从多方面寻找高效无毒的化学预防药物。通过流行病学的研究发现天然食物中有效成分与降低癌症的发病率存在着一定关系,如β-胡萝卜素、维甲酸、绿茶素等,从日常食物中提取防癌剂便为化学预防药物的发展指明了新的方向。本研究探讨了十字花科植物(花椰菜,结球甘蓝等)中的有效成分吲哚-3-甲醇(I3C)对大鼠乳腺癌的预防作用以及对大鼠乳腺肿瘤中ER受体表达抑制作用。方法:①将40只43d龄SD大鼠40只按体重分层后随机分为不预防给药组(DMBA灌胃)、高剂量给药组(I3C,100mg/d)、低剂量给药组(I3C,50mg/d)、溶剂对照组,每组各10只。高剂量给药组与低剂给药量组预防性给予吲哚-3-甲醇1周,1周后不预防给药组、高剂量给药组与低剂量给药组分别30mg/mlDMBA致癌剂一次性灌胃造模(1ml/只),之后高剂量给药组与低剂量给药组分别给于吲哚-3-甲醇100mg/d,与50mg/d至实验结束(共100d),观察各组乳腺肿瘤发生时间,记录数目并计算肿瘤体积,光镜下对乳腺肿瘤进行病理分类。②对各组大鼠乳腺肿瘤用免疫组化S-P方法测定ERα及ERβ的表达情况。结果:①各组大鼠乳腺肿瘤数目及体积均值(x±s):高剂量给药组荷瘤大鼠3只,低剂量给药组荷瘤大鼠3只,与不预防给药组荷瘤大鼠9只比较,差异有显著性(P<0.05);高剂量给药组荷瘤7个,平均肿瘤体积(8±5)×102mm3,低剂量给药组荷瘤总数13个,平均肿瘤体积(23±4)×102mm3,与不预防给药组荷瘤总数21个,平均肿瘤体积(31±5)×102mm3,差异有显著性(P<0.05);而高剂量给药组与低剂量给药组之间进行比较P>0.05,差异无显著性。②光镜下组织学观察,高剂量给药组与低剂量给药组的乳腺肿瘤浸润性导管癌发生,分化程度高,侵袭性均明显低于不预防给药组。③ER受体在各组乳腺肿瘤中的表达:吲哚-3-甲醇高剂量给药组和低剂量给药组(高剂量给药组+低剂量给药组)ER受体阳性表达率为50%(10/20),不预防给药组ER受体阳性表达率85.7%(18/21);而高剂量给药组和低剂量给药组ER受体阴性表达率50%(10/20),不预防给药组的14.2%(3/21),它们之间比较均有显著差异(χ2=6.0341,P<0.05)。其中ERα与ERβ在高剂量给药组和低剂量给药组中的阳性表达亦明显低于不预防给药组(P<0.05),有显著差异。结论:吲哚-3-甲醇在抑制乳腺肿瘤发生中有明显效果,但高剂量与低剂量之间并没有显著差异;并且能够有效阻断肿瘤中ER受体的表达,使其表达下调。

吲哚-3-甲醇抑制喉癌细胞体外生长的研究

目的通过体外实验,研究吲哚-3-甲醇(indole-3-carbinol,I3C)对Hep-2喉癌细胞的抑制增殖和促进凋亡及机制。方法根据I3C浓度分组,用不同浓度的I3C即0、100、200μM和300μM作用于Hep-2喉癌细胞株0、24、48和72 h后,测定Hep-2细胞增殖能力。测定不同浓度I3C处理Hep-2喉癌细胞株48 h后细胞凋亡率。测定不同浓度I3C处理Hep-2喉癌细胞株后PI3K/Akt通路相关蛋白的表达情况。结果当I3C浓度增加时,Hep-2喉癌细胞株的增殖能力明显减弱,凋亡率显著增加,同时监测到PI3K/Akt通路相关蛋白的表达水平降低。结论在体外实验,I3C可以有效地抑制Hep-2喉癌细胞的生长,同时诱导凋亡,抑制PI3K/Akt信号通路可能是其作用机制。

吲哚-3-甲醇抑制人肝癌细胞株SMMC-7721生长作用及机理探讨

目的探讨吲哚-3-甲醇(I3C)抑制人肝癌细胞株SMMC-7721生长作用及机理。方法采用人肝癌细胞株SMMC-7721制备荷瘤裸鼠;通过测量肿瘤大小和病理学检测,观察I3C对肿瘤细胞的抑制作用;采用流式细胞仪检测肿瘤细胞周期、线粒体膜电位;采用Western blot法检测相关蛋白的表达。结果经I3C作用后,SMMC-7721细胞生长变慢,细胞周期、线粒体膜电位、相关蛋白的表达改变。结论 I3C能够抑制SMMC-7721细胞生长,细胞周期和细胞凋亡相关信号分子可能在其中发挥了一定作用。

吲哚-3-甲醇对肺癌细胞放射敏感性的EGFR依赖性调节

背景与目的吲哚-3-甲醇(indole-3-carbinol,I3C)是十字花科蔬菜中一种主要的有效植物化学物质,且具有防癌和抗癌作用。本研究旨在观察I3C是否影响表皮生长因子受体(epidermal growth factor receptor,EGFR)表达水平不同的肺癌细胞放射敏感性。方法采用MTT和克隆形成实验方法分别检测肺癌细胞的生长和存活率;siRNA转染方法降低细胞中EGFR蛋白表达水平;Western blot和RT-PCR法分别测定EGFR蛋白和mRNA的表达。结果采用无明显毒副作用的5mol/L剂量的I3C预处理明显降低了EGFR表达阳性的人肺腺癌H1975和人肺鳞癌H226细胞对γ-射线照射的放射敏感性,而I3C对EGFR表达阴性的人肺鳞癌NIH-H520细胞的放射敏感性则影响非常小。Western blot结果显示I3C可以增加H1975和H226细胞中EGFR蛋白的表达水平和Y845位点磷酸化水平。EGFR siRNA降低了NIH-H1975细胞中EGFR蛋白的表达,增加了细胞的放射敏感性,并有效地降低和抑制了I3C导致的细胞耐辐射效应。结论我们的研究结果首次证实I3C可以通过调节EGFR表达和磷酸化水平从而影响肺癌细胞的放射治疗敏感性,提示EGFR可能是I3C影响肺癌放射治疗敏感性的重要靶蛋白.

肿瘤化学预防天然药物——吲哚-3-甲醇研究进展

十字花科蔬菜在酸性条件下的水解产物吲哚-3-甲醇在体内可被代谢为包括其二聚体3,3’-二吲哚甲烷在内的多种代谢产物。离体实验、动物实验和部分临床试验研究表明吲哚-3-甲醇或3,3’-二吲哚甲烷可通过多种生物学和生物化学机制,如诱导Ⅰ相和Ⅱ相代谢酶类干扰包括雌激素在内的致癌物代谢过程、影响与DNA修复相关的蛋白质表达而发挥增强DNA修复作用、诱导G1期细胞周期阻滞和凋亡的发生及对数种核转录因子的调节等,从而发挥抗肿瘤作用或对肿瘤的化学预防效应。

吲哚-3-甲醇(I3C)抗肿瘤作用的研究进展

在传统的肿瘤治疗方法中化疗仍是主要的肿瘤治疗手段之一,现有化疗药物副反应大、难以耐受等缺点,因此迫切需要发现高效、低毒、乃至天然的化疗成分。

抗肿瘤化合物6-溴代吲哚-3-甲醇的设计合成

以邻硝基甲苯为原料,通过溴化、类羟醛缩合、成环、甲酰化和还原等步骤合成6-溴代吲哚-3-甲醇,总收率26.5%,所有化合物的结构均经核磁共振谱(NMR)、质谱(ESI-MS)等方法确证。以标题化合物为结构框架,合成系列6-位取代的吲哚-3-甲醇衍生物,可获得类药性好的化合物。

新型取代吲哚-3-甲醇类衍生物的合成

以取代吲哚为原料,经维尔斯迈尔-哈克反应制得取代吲哚-3-甲醛,再通过DMSO/NaOH体系制得N-取代吲哚-3-甲醛(3a^3g);3a^3g经Na BH4还原合成了7个未见文献报道的取代吲哚-3-甲醇类衍生物(4a^4g),其结构经~1H NMR,^(13)C NMR和MS表征。

吲哚-3-甲醇对喉癌Hep-2细胞凋亡的作用及与p53泛素化的关系

[目的]观察吲哚-3-甲醇(I3C)促进喉癌Hep-2细胞凋亡的作用与p53泛素化的关系.[方法]利用亚甲基四唑蓝(MTT)法检测I3C对人喉癌Hep-2细胞的增殖抑制作用;采用PT-PCR及Western blot法检测Hep-2细胞内p53,MDM2,BAX,Bcl-2mRNA及蛋白的表达量.[结果]MTT法检测结果显示,T0,T1,T2及T3时细胞的OD值逐渐降低,差异均有统计学意义(P<0.05).给药后的同一时间点,G2组细胞的OD值均明显低于G1组(P<0.05);MDM2,Bcl-2 mRNA及蛋白表达显著减少,而p53,BAX mRNA及蛋白表达明显增多(P<0.05).[结论]I3C可通过减少MDM2减弱其对p53的泛素化能力,从而增加细胞内p53含量达到抑制喉癌Hep-2细胞增殖、诱导喉癌细胞凋亡的作用,I3C对人喉癌Hep-2细胞的增殖抑制作用呈时间及剂量依赖性.

吲哚-3-甲醇灌胃对小鼠变应性鼻炎治疗作用观察

目的观察肠道代谢产物吲哚-3-甲醇(I3C)灌胃对小鼠变应性鼻炎的治疗作用。方法将BALB/c小鼠随机分成干预1组、干预2组、干预3组、干预对照组、模型组、正常组。除正常组外其余组均接受卵清蛋白及氢氧化铝佐剂腹腔注射,隔天1次,注射7次,第15天再以5%卵清蛋白溶液滴鼻,1次/d,连续7 d,建立变应性鼻炎模型,正常组接受等量生理盐水腹腔注射和滴鼻。干预1、2、3组建模成功后分别以I3C 0.8、0.4、0.2 mg/d混合在橄榄油与无水乙醇里灌胃1周,干预对照组建模成功后用等量的橄榄油与无水乙醇混合液灌胃。各组造模成功后及灌胃1周后观察小鼠行为学表现,鼻前部组织病理切片观察炎性细胞量;流式细胞仪检测外周血Tregs/Th17;ELISA法检测血清IL-10、IgE;结果与模型组比较,干预1、2、3组症状评分降低(P均<0.05);干预对照组、模型组比较,P>0.05;干预1、干预2、干预3组间两两比较,P均>0.05。正常组、干预1组、干预2组、干预3组鼻前部组织结构完整,上皮细胞排列整齐,无明显的炎性细胞浸润。模型组和干预对照组鼻前部组织结构紊乱,间质见充血及增生,见大量炎性细胞增生。与正常组比较,模型组、干预对照组血清Tregs所占百分比、IL-10水平降低,Th17细胞所占百分比、IgE水平升高(P均<0.05);与模型组比较,干预1、2、3组血清Tregs百分比、IL-10水平升高,Th17细胞所占百分比、IgE水平降低(P均<0.05);干预对照组与模型组各指标比较,P均>0.05;干预1、2、3组之间各指标两两比较,P均>0.05。结论I3C可改善变应性鼻炎小鼠临床症状及组织病理表现,其作用机制可能是平衡Tregs/Th17细胞百分比、增加血清IL-10水平、降低IgE水平。