摘要
目的：研究低氘水对非小细胞肺癌细胞A549的生长抑制作用及其相关机制。 方法：体外细胞实验利用MTT法检测50ppm低氘水对A549细胞增殖的抑制作用；体内分别建立裸鼠A549皮下移植瘤和原位移植瘤模型，观察低氘水对裸鼠瘤体的影响。建模结束后，通过实体瘤观察和HE组织染色，比较裸鼠肺组织的变化以及低氘水对皮下和原位移植瘤瘤体的影响。转录组测序（RNA-seq）技术检测A549细胞内基因表达情况。通过Gene Ontology对差异表达基因进行功能聚类和生物学途径识别。最后利用气质联用的代谢组学研究方法，比较荷瘤裸鼠血清中代谢物的差异。 结果：MTT实验表明，使用低氘水处理A549细胞5d和10d后均出现显著的细胞生长抑制。裸鼠体内A549皮下移植瘤结果显示，低氘水组裸鼠瘤体生长缓慢。裸鼠A549原位移植瘤结果表明，对照组肺组织上产生多个瘤体，分布密集，严重挤压肺组织，造成肺组织畸形。而低氘水组裸鼠肺组织上仅有少数瘤体，肺组织形状保持相对正常。肺组织HE染色表明，低氘水组肺组织中的肿瘤病灶明显比对照组小。转录组测序（RNA-seq）分析了对照组、50ppm-5d和50ppm-10d的A549基因表达情况。找到与增殖密切相关的差异表达基因有KRT18、ANGPTL、FTH1、EGFR、GREM1、CAV1等；与凋亡密切相关的差异表达基因有BAX、CDKN1A、IER3、PEA15、DNAJB9、EGFR等。通过GO-BP聚类分析，发现并集差异表达基因可信度最高的功能聚类为血管生成（p=2.8×10-12），其中包括ITGAV、COL4A2、ID1、ANGPTL4、SERPINE、EPHA2等差异表达基因。基于气质联用的代谢组学方法研究了裸鼠血清中的差异代谢物。主成分分析PCA得分图结果表明，C与D组血清代谢物无明显差异；C与LC组、D与LD组比较其血清代谢物都有明显差异；而LC与LD组血清代谢物的比较，部分样本出现聚集。利用PLS-DA使LC和LD组样本点出现明显聚类，找到对分组贡献大的18种代谢物，多为氨基酸和糖类。 结论：低氘水能显著抑制A549细胞增殖；低氘水能显著抑制裸鼠A549皮下移植瘤和原位移植瘤的生长。差异表达基因功能聚类提示低氘水在体内很有可能通过影响移植瘤的血管生成达到抑制细胞增殖的目的。代谢组学分析表明，低氘水对原位移植瘤裸鼠代谢的影响主要表现为血清代谢物中糖类物质含量的降低。
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