摘要
近年国内外的流行病学调查和实验研究均表明，大蒜素具有抗炎、抗菌、抗肿瘤等生理功能，且这些功能大多与大蒜素调控机体氧化还原水平的活性相关。阐释肿瘤细胞中的氧化还原水平及肿瘤细胞中高表达的APE1(APendonucleases-1，Ref-1，脱嘌呤嘧啶核酸内切酶)进行时空表达的研究未曾报道。因此，本文对大蒜中特征营养物质影响肿瘤细胞氧化还原水平失衡等开展研究，构建了DNA纳米框架结构，并阐释了肿瘤细胞中ROS(ReactiveOxygenSpecies，总活性氧)及APE1的含量、分布等，从而发掘出了大蒜素对典型肿瘤细胞氧化还原的影响及作用机制，为大蒜中特征营养物质的功效研究提供了理论基础。 本文建立了PMA(Phorbol12-myristate13-acetate，佛波酯)氧化应激模型，并以ROS作为单一评价指标，构建了二因素中心能响应面模型，并对最佳的调控孵育条件做出了推测，认为10mg/L大蒜素提前孵育24h时可以保护细胞免受PMA氧化应激带来的ROS含量升高的影响。对不同大蒜素孵育组别的GSH-Px(GlutathionePeroxidase，谷胱甘肽过氧化物酶)等5种氧化还原生物标志物酶体系进行表达测定，并利用该组指标计算权重因子组成系统的综合评价体系，从而解决了生物体系中复杂的抗氧化能力评估难题。在受试组中10mg/L大蒜素提前孵育24h后经PMA干扰的细胞组得到了最高的得分，这与响应面模型模拟到的结果一致。通过测定各组别中的氧化损伤产物MDA(Malondialdehyde，丙二醛)、8-oxo-dG的表达含量，推测出经过10mg/L大蒜素提前孵育24h后的大蒜素，可以保护Hela细胞免受脂质过氧化损伤和DNA过氧化损伤。这两者不良影响的结果与综合评分结果成反向相关，推测出大蒜素调控机体氧化还原水平，可能与机体中的基因损伤修复途径相关，这为后续研究大蒜素保护细胞免受PMA氧化损伤的相关机制机理科学问题提供了方向。 为了更加可视化地阐述大蒜素对肿瘤细胞中的ROS和APE1酶(调控基因损伤及氧化还原水平)的表达影响，本研究基于DNA分子模拟的数据，开发了一种可以同时检测细胞中多种物质的DNA框架探针。经实验表征，所建的DNA四面体框架被认为是一种多功能的3D立体结构，可以通过PCR梯度退火组装而成，该结构具有结构可控性、细胞相容性、高度稳定性、低毒性，并能以荧光强度的方式特异性地呈现细胞中ROS、APE1酶等物质的时空共定位。经实验证明，DNA纳米框架手段可视化地对多种物质之间的时间-空间变化以及与线粒体之间的关系进行了分析，得出了ROS和APE1酶的表达不仅在剂量上存在协同关系，在空间上也存在着一定的协同递增递减的变化关系。与此同时，验证了大蒜素可以调控细胞中的ROS含量、APE1酶表达这一上述结论，更为创新的是提出了ROS、APE1在时空上的共定位这一概念，由此我们推测大蒜素通过调控肿瘤细胞中的ROS含量从而影响APE1酶的表达，进而对肿瘤细胞的基因修复能力有所改变，最终形成细胞中的氧化还原与基因氧化损伤的保护机制。
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