胡姍姍,劉 云,郭丹妮,朱欣婷,田應(yīng)彪
1遵義醫(yī)學(xué)院藥學(xué)院;2遵義醫(yī)學(xué)院醫(yī)學(xué)與生物學(xué)研究中心;3遵義醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院,遵義 563000
斑褐孔菌[Fuscoporia punctata(Fr.)Cunn]為多孔菌科(Polyporaceae),褐孔菌屬(Fuscoporia),又名層臥孔菌、斑點(diǎn)嗜藍(lán)孢孔菌,生于闊葉樹倒木上,主產(chǎn)于河北、吉林、江蘇、陜西等地[1,2]?,F(xiàn)代藥理研究表明斑褐孔菌具有抗心肌缺血、調(diào)節(jié)心率、改善心功能、降壓、阻滯腎上腺素能β-受體的作用,還具有凝血活性,可治療心絞痛、痛經(jīng)閉經(jīng)等疾癥[3-5]。在預(yù)實(shí)驗(yàn)中,課題組發(fā)現(xiàn)斑褐孔菌提取物表現(xiàn)出較好的體外抗腫瘤活性,課題組由此推測斑褐孔菌可能含有抗腫瘤活性的先導(dǎo)化合物。本研究對其極性較小的石油醚提取部分進(jìn)行了抗腫瘤活性的初探,旨在為后期捕捉具有抗腫瘤活性的先導(dǎo)化合物以及為其能在臨床應(yīng)用提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
人肝癌細(xì)胞 SMMC-7721、人胃癌細(xì)胞 SGC-7901、人喉癌上皮細(xì)胞Hep-2由遵義醫(yī)學(xué)院醫(yī)學(xué)與生物學(xué)研究中心饋贈,斑褐孔菌采自吉林省敦化市。
RPMI-1640培養(yǎng)基、胎牛血清,美國 Gibco公司;DMSO、胰蛋白酶、青霉素、鏈霉素、Tris,美國Amresco公司;磺酰羅丹明,美國 Sigma公司;GenMed通用型細(xì)胞周期流式細(xì)胞分析試劑盒,上海杰美基因醫(yī)藥科技有限公司;其余試劑均為國產(chǎn)分析純。
702型超低溫冰箱、3131型CO2培養(yǎng)箱、全波長酶標(biāo)儀,美國Thermo公司;R-210型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀,瑞士Buchi公司;倒置相差顯微鏡,日本OLYMPUS公司;H-7650型透射電鏡,日本日立公司;FACS Calibur流式細(xì)胞儀,美國BD公司。
斑褐孔菌子實(shí)體60℃烘干、粉碎、過60目篩。稱取斑褐孔菌粉末100 g,1 L石油醚60℃連續(xù)回流提取兩次,每次3 h。合并提取液,減壓旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去溶劑,自然干燥后得斑褐孔菌石油醚提取物(以下簡稱PEFP)200 mg。實(shí)驗(yàn)前精密稱取PEFP 10 mg,100 μL DMSO溶解,臨用前用完全培養(yǎng)基稀釋成所需濃度。
人肝癌細(xì)胞 SMMC-7721、人胃癌細(xì)胞 SGC-7901、人喉癌上皮細(xì)胞Hep-2用RPMI-1640完全培養(yǎng)基(含10%胎牛血清,100 U/mL青霉素和100 U/mL鏈霉素)于37℃、5%CO2培養(yǎng)箱常規(guī)培養(yǎng)。待細(xì)胞生長至對數(shù)生長期,棄培養(yǎng)液,PBS沖洗,0.25%胰蛋白酶消化,以1∶3比例傳代繼續(xù)培養(yǎng)。
取對數(shù)生長期SMMC-7721、SGC-7901、Hep-2細(xì)胞,消化后調(diào)整細(xì)胞濃度為80000個/mL,每種細(xì)胞平行接種兩塊96孔板,分別為對照板(實(shí)驗(yàn)組:T0)和實(shí)驗(yàn)板(實(shí)驗(yàn)組:T)。每孔加入細(xì)胞懸液100 μL,平板周圍一圈加入200 μL PBS,十字交叉搖勻,置培養(yǎng)箱培養(yǎng)20 h后,對照板細(xì)胞用預(yù)冷的50%三氯乙酸(TCA)固定,待測;同時實(shí)驗(yàn)板中加入 PEFP 100 μL(PEFP 終濃度分別為 10、20、40、60、80、100 μg/mL),陰性對照孔(陰性對照組:C)加完全培養(yǎng)基,陽性對照空(順鉑:10 μg/mL),每組設(shè)5個復(fù)
孔。繼續(xù)培養(yǎng)48 h后取出培養(yǎng)板,TCA固定1 h,去離子水洗板,自然干燥,SRB染色,10 min后用醋酸洗板,自然干燥,200 μL Tris液溶解,530 nm 處測吸光度值(OD值),按下列公式計(jì)算生長抑制率[6]。采用改良寇氏法計(jì)算PEFP對三種細(xì)胞的半數(shù)抑制濃度(IC50)。
Xm:lg最大劑量;I:lg(最大劑量/相臨劑量);P:陽性反應(yīng)率之和;Pm:最大陽性反應(yīng)率;Pn:最小陽性反應(yīng)率。
取對數(shù)生長期細(xì)胞,消化后調(diào)整細(xì)胞濃度為10000個/mL,取細(xì)胞懸液2 mL接種到25 cm2培養(yǎng)瓶,培養(yǎng)20 h后棄培養(yǎng)液,加入4 mL濃度為1/2 IC50的PEFP,并設(shè)陰性對照組。48 h后倒置相差顯微鏡觀察SMMC-7721細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)的變化情況。
取對數(shù)生長期細(xì)胞,消化后調(diào)整細(xì)胞濃度為10000個/mL,取細(xì)胞懸液2 mL接種到25 cm2培養(yǎng)瓶,培養(yǎng)20 h后棄培養(yǎng)液,加入4 mL濃度為1/2 IC50的PEFP,并設(shè)置陰性對照組。繼續(xù)培養(yǎng)48 h后,4%戊二醛固定,透射電鏡待檢。
實(shí)驗(yàn)前細(xì)胞處理及分組同實(shí)驗(yàn)方法2.5,每組三個重復(fù),繼續(xù)培養(yǎng)48 h。隨后按GenMed細(xì)胞周期試劑盒說明書操作。收集細(xì)胞,加入1 mL預(yù)冷的GenMed清理液,300 g離心5 min,棄上清液。加入500 μL 預(yù)冷的 GenMed 1 號工作液(由 500 μL GenMed裂解液和2.5 μL的GenMed染色液以及10 μL的GenMed去干擾劑組成),小心混勻,避光孵育1 h,再加入 500 μL 2 號工作液(由 500 μL 的GenMed保存液和4 μL的GenMed染色液組成),混勻;移入細(xì)胞流式儀專用測試管。流式細(xì)胞儀待檢。
由表1可知,PEFP對 SMMC-7721、SGC-7901、Hep-2三種腫瘤細(xì)胞表現(xiàn)出較為明顯的抑制作用,抑制率隨PEFP濃度的增加逐漸上升,且呈劑量效應(yīng)關(guān)系。其中,PEFP對SMMC-7721的抑制作用最明顯,在40 μg/mL時,抑制率高達(dá)46.96%,而在100 μg/mL濃度時,細(xì)胞趨于完全死亡。濃度為80 μg/mL時,抑制率和陽性對照相當(dāng)。PEFP對三種細(xì)胞的 IC50分別為 52.72、69.18、58.88 μg/mL。
表1 PEFP對三種腫瘤細(xì)胞增殖的影響(±s,n=5)Table 1 Effect of PEFP on the proliferation of 3 tumor cells(±s,n=5)
表1 PEFP對三種腫瘤細(xì)胞增殖的影響(±s,n=5)Table 1 Effect of PEFP on the proliferation of 3 tumor cells(±s,n=5)
注:“-”表示無;*與陰性對照組比較,P<0.05。Note:“- ”indicates not detected;* compare with negative control,P <0.05.
組別Group PEFP濃度PEFP concentration(μg/mL)SMMC-7721 SGC-7901 Hep-2 OD值OD value抑制率Inhibition rate(%)OD值OD value抑制率Inhibition rate(%)OD值OD value抑制率Inhibition rate(%)對照組Control(T0)- 0.26±0.00 - 0.31±0.00 0.25±0.00 -陰性對照組Negative control(C) - 1.41±0.05 - 1.41±0.03 1.68±0.07 -實(shí)驗(yàn)組Sample(T) 10 1.30±0.04* 9.57 1.29±0.03* 10.91 1.42±0.05* 18.18 20 1.16±0.06* 21.74 1.24±0.03* 15.45 1.35±0.06* 23.08 40 0.87±0.04* 46.96 1.11±0.04* 27.28 1.27±0.04* 28.67 60 0.62±0.06* 68.70 0.88±0.04* 48.19 0.90±0.06* 54.54 80 0.40±0.06* 86.96 0.77±0.03* 58.19 0.62±0.06* 74.13 100 0.28±0.01* 99.98 0.67±0.07* 62.28 0.47±0.02* 84.62順鉑Cis-platinum 10 0.46±0.05* 82.44 0.46±0.02* 86.50 0.57±0.01*77.37
如圖1A所示,陰性對照組的細(xì)胞生長旺盛,細(xì)胞膜完整,形態(tài)規(guī)則,細(xì)胞貼壁緊密。而如圖1B所示,細(xì)胞經(jīng)1/2 IC50濃度的PEFP作用48 h后,細(xì)胞數(shù)量明顯減少,細(xì)胞間的連接減少,細(xì)胞體積變小、變圓、變亮,大部分細(xì)胞凋亡或壞死,細(xì)胞膜破裂,懸浮在培養(yǎng)液中。
圖1 PEFP對SMCC-7721細(xì)胞形態(tài)的影響(×100)Fig.1 Effect of PEFP on the cellular morphology of SMCC-7721(×100)
細(xì)胞經(jīng)1/2 IC50濃度的PEFP作用48 h以后,對照組(圖2A)細(xì)胞核漿并無異常,胞質(zhì)內(nèi)染色質(zhì)豐富,可見多個核仁,胞漿內(nèi)線粒體豐富,嵴致密,絨毛結(jié)構(gòu)清晰;實(shí)驗(yàn)組(圖2B)細(xì)胞核明顯縮小,異染色質(zhì)消散,線粒體腫脹,空泡化,絨毛斷裂消失。
圖2 PEFP對SMCC-7721細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)的影響Fig.2 Effect of PEFP on the cellular ultrastructure of SMCC-7721
如表2和圖3所示,細(xì)胞經(jīng)1/2 IC50濃度的PEFP作用后,G0/G1期細(xì)胞增多,S期細(xì)胞明顯減少。出現(xiàn)G0/G1期阻滯。
表2 PEFP對人肝癌細(xì)胞SMCC-7721細(xì)胞周期的影響(±s,n=3)Table 2 Effect of PEFP on the cell cycle of SMCC-7721(±s,n=3)
表2 PEFP對人肝癌細(xì)胞SMCC-7721細(xì)胞周期的影響(±s,n=3)Table 2 Effect of PEFP on the cell cycle of SMCC-7721(±s,n=3)
*:與陰性對照組比較,P<0.05。*:Compare with Negative control,P <0.05.
組別Group PEFP濃度PEFP concentration(μg/mL)G0/G1(%)S(%)G2/M(%)陰性對照組Negative control 0 61.95±2.07 30.96±1.23 8.09±1.01實(shí)驗(yàn)組Sample 26.36 66.34±2.56*24.03±3.98*9.62±1.42
圖3 PEFP對SMCC-7721細(xì)胞DNA含量的影響Fig.3 Effect of PEFP on the DNA content of SMCC-7721
斑褐孔菌在民間是作為一種用于治療冠心病的藥用真菌[7],以它為原料制成的冠脈樂片已用于臨床治療心絞疼,但對于斑褐孔菌的藥用價值的研究和利用不應(yīng)僅限于此,還有待挖掘。本實(shí)驗(yàn)以石油醚為溶劑,提取其弱極性成分PEFP。利用SRB法證實(shí)了PEFP對人肝癌細(xì)胞SMMC-7721、人胃癌細(xì)胞SGC-7901、人喉癌上皮細(xì)胞Hep-2三種人惡性腫瘤細(xì)胞的體外增殖具有明顯的抑制作用,且呈劑量效應(yīng)關(guān)系。其中,PEFP對人肝癌細(xì)胞SMMC-7721的抑制作用最強(qiáng),IC50為52.72 μg/mL。細(xì)胞周期與腫瘤的關(guān)系是近年來抗腫瘤藥物研究的熱點(diǎn),人類惡性腫瘤的分子特征是細(xì)胞周期調(diào)節(jié)失控,引起細(xì)胞分化的缺乏和細(xì)胞生長的失常,導(dǎo)致細(xì)胞無限增殖[8,9]。在實(shí)驗(yàn)中,課題組繼續(xù)考察了 PEFP 抑制SMMC-7721細(xì)胞體外增殖可能的機(jī)制。本實(shí)驗(yàn)通過流式細(xì)胞儀監(jiān)測了PEFP對SMMC-7721細(xì)胞周期的影響,發(fā)現(xiàn)PEFP能使SMMC-7721細(xì)胞G0/G1期細(xì)胞增多,S期細(xì)胞減少。由此推測PEFP能阻止SMMC-7721細(xì)胞由G0/G1期向S期轉(zhuǎn)變,將細(xì)胞阻滯于G0/G1期,從而阻斷細(xì)胞的生長與分裂,抑制細(xì)胞增殖,但引起SMMC-7721細(xì)胞G0/G1期阻滯的機(jī)制還有待研究。從Gl期進(jìn)入S期是細(xì)胞增殖周期中的一個限速位點(diǎn),臨床使用的很多抗腫瘤藥物可以引起腫瘤細(xì)胞的G0/G1期阻滯[10]。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果我們推測,PEFP中可能會分離獲得高效抑制SMMC-7721細(xì)胞增殖的單體化合物,此工作將會陸續(xù)開展。此次研究結(jié)果豐富了我國大型真菌斑褐孔菌的藥理活性研究內(nèi)容,并為進(jìn)一步的開發(fā)利用這一藥用真菌資源提供了理論依據(jù)。
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