沈云飛 詹建偉
肺癌是當(dāng)今世界上發(fā)病率和死亡率最高的惡性腫瘤之一,其中非小細(xì)胞肺癌(NSCLC)約占肺癌的75%~80%,5 年生存率低于50%,表皮生長(zhǎng)因子受體(EGFR)突變的肺腺癌患者占有較大比例,目前靶向藥物治療被推薦作為一線治療[1]。靶向藥物的廣泛應(yīng)用,導(dǎo)致癌細(xì)胞對(duì)靶向藥物耐藥而嚴(yán)重影響療效,也是治療失敗的主要原因[2]。如何增加肺癌細(xì)胞對(duì)靶向藥物的敏感性、揭示其耐藥機(jī)制,是目前國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)與難點(diǎn)[3]。本實(shí)驗(yàn)采用體外苦參作用于耐吉非替尼人肺腺癌PC9/ZD 細(xì)胞,分別通過(guò)MTT 法、流式細(xì)胞術(shù)、侵襲實(shí)驗(yàn)檢測(cè)經(jīng)苦參干預(yù)的耐藥細(xì)胞株對(duì)吉非替尼藥物敏感性和侵襲轉(zhuǎn)移能力的變化,現(xiàn)報(bào)道如下。
1.1 細(xì)胞株 人肺腺癌耐吉非替尼PC9/ZD 細(xì)胞株由浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院提供。
1.2 主要試劑和材料 吉非替尼(AstraZeneca UK Limited,規(guī)格:0.25g/片,批號(hào)KK429);復(fù)方苦參注射液(山西振東制藥股份有限公司,規(guī)格:5mL/支,批號(hào)990809);磷酸鹽緩沖溶液(批號(hào)YM-S1065)及胰酶(批號(hào)185204)由杭州吉諾生物醫(yī)藥技術(shù)有限公司提供;胎牛血清(批號(hào)10099-141)及DMEM 培養(yǎng)基(批號(hào)SH30023.01B)由北京畢特博生物技術(shù)有限責(zé)任公司提供;β-Actin 抗體(批號(hào)SC-8007)、山羊抗兔IgG 二抗(批號(hào)SC-5123)、甲基偶氮唑藍(lán)(MTT)(批號(hào)185041)由杭州聯(lián)科生物技術(shù)股份有限公司提供。
1.3 方 法
1.3.1 常規(guī)細(xì)胞培養(yǎng) 將處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期人肺腺癌耐吉非替尼PC9/ZD 細(xì)胞株接種至5cm×5cm 大小的培養(yǎng)瓶,在37℃、5%CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。待細(xì)胞鋪滿培養(yǎng)瓶80%進(jìn)行傳代并進(jìn)行下一步實(shí)驗(yàn),傳代時(shí)將部分細(xì)胞凍存至液氮罐中,解凍后細(xì)胞狀態(tài)正常。
1.3.2 MTT 法檢測(cè)細(xì)胞抑制率 將對(duì)數(shù)期生長(zhǎng)的耐吉非替尼PC9/ZD 細(xì)胞株消化離心后鋪板在96 孔板內(nèi),細(xì)胞濃度為(3~5)×104/mL,每孔100μL 細(xì)胞懸液,將細(xì)胞分為對(duì)照組(不含藥物培養(yǎng)液)、吉非替尼組(吉非替尼0.5、2、8、32μg/mL),每個(gè)濃度梯度設(shè)置3 個(gè)復(fù)孔,邊緣孔用無(wú)菌PBS 填充。培養(yǎng)24h 后進(jìn)行MTT 試驗(yàn),酶標(biāo)儀波長(zhǎng)為490nm,測(cè)OD 值,觀察細(xì)胞的生存狀態(tài)從而得出IC50。根據(jù)MTT 結(jié)果篩選出最接近IC50 的吉非替尼濃度8μg/mL 與苦參進(jìn)行聯(lián)合,將細(xì)胞分為對(duì)照組(不含藥物培養(yǎng)液)、吉非替尼組(8μg/mL)和苦參聯(lián)合吉非替尼組(0.5mg/mL 苦參+8μg/mL 吉非替尼)進(jìn)行MTT 試驗(yàn)??鄥舛冗x擇依據(jù):當(dāng)苦參濃度為0.5mg/mL 時(shí)24h 細(xì)胞生長(zhǎng)抑制率小于10%,因此可視為無(wú)細(xì)胞毒性的苦參濃度。
1.3.3 Western blot 檢測(cè)相關(guān)蛋白表達(dá) 將耐吉非替尼PC9/ZD 細(xì)胞懸液傳代至5cm×5cm 大小的培養(yǎng)瓶,對(duì)照組(不加藥物),吉非替尼組(8μg/mL),苦參聯(lián)合吉非替尼組(0.5mg/mL 苦參+8μg/mL 吉非替尼)培養(yǎng)24h,細(xì)胞長(zhǎng)到對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期,采取RIPA 裂解法提取蛋白,選用BSA 母液測(cè)量蛋白濃度,后計(jì)算上樣量跑電泳,PVDF 膜進(jìn)行轉(zhuǎn)膜,室溫脫脂奶粉進(jìn)行封閉,一抗孵育2h,PBST 洗脫3 次,二抗孵育2h,PBST 洗脫3 次,ECL 化學(xué)發(fā)光顯色。
1.3.4 Transwell 實(shí)驗(yàn)檢測(cè)細(xì)胞侵襲能力 將對(duì)數(shù)期生長(zhǎng)的耐吉非替尼PC9/ZD 細(xì)胞株消化離心后,細(xì)胞濃度為5×104/mL,對(duì)照組(不加藥物),吉非替尼組(8μg/mL),苦參聯(lián)合吉非替尼組(0.5mg/mL 苦參+8μg/mL 吉非替尼)。將60μL 的DEME 培養(yǎng)基稀釋6倍的Matrgel 膠加入transwell 小室中,后在transwell上下室中分別加入200μL 細(xì)胞懸液和含500μL 10%FBS 培養(yǎng)基,設(shè)置3 個(gè)復(fù)孔,培養(yǎng)24h 棄液,并用濾紙吸干,4%多聚甲醛常溫固定15min,0.1%結(jié)晶紫染色液染色20min,烤箱烤干后計(jì)數(shù)觀察,每個(gè)小室隨機(jī)抽取5 個(gè)視野。
1.3.5 流式細(xì)胞術(shù)測(cè)量細(xì)胞凋亡 對(duì)照組(不加藥物),吉非替尼組(8μg/mL),苦參聯(lián)合吉非替尼組(0.5mg/mL 苦參+8μg/mL 吉非替尼)培養(yǎng)24h 后,將單細(xì)胞懸液加入離心管中,1500rpm,離心5min 棄上清,加入PBS 洗滌離心棄上清,加入預(yù)冷PFA,4°C固定30min,離心棄上清,PBS 洗滌離心棄上清,加PI室溫避光孵育30min,混勻,上機(jī)檢測(cè)。
1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 應(yīng)用SPSS 19.0 統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行分析與處理數(shù)據(jù),計(jì)量資料采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示,三組間比較采用方差分析,組間兩兩比較采用t檢驗(yàn);計(jì)數(shù)資料采用百分比(%)表示,采用χ2檢驗(yàn),P<0.05 提示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1 苦參對(duì)吉非替尼誘導(dǎo)的人肺腺癌PC9/ZD 細(xì)胞增殖抑制的影響 吉非替尼組人肺腺癌PC9/ZD 細(xì)胞增殖抑制率(33.46±0.84)%,苦參聯(lián)合吉非替尼組細(xì)胞增殖抑制率(74.59±3.21)%,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。
2.2 苦參對(duì)吉非替尼誘導(dǎo)的人肺腺癌PC9/ZD 細(xì)胞EMT 相關(guān)蛋白表達(dá)的影響 在苦參作用下,吉非替尼誘導(dǎo)的人肺腺癌PC9/ZD 細(xì)胞波形蛋白及N 鈣黏蛋白表達(dá)下調(diào),E 鈣黏附分子表達(dá)上調(diào),見(jiàn)插頁(yè)圖1。
2.3 苦參可增強(qiáng)吉非替尼對(duì)人肺腺癌PC9/ZD 細(xì)胞的侵襲抑制能力 對(duì)照組、吉非替尼組及苦參聯(lián)合吉非替尼組人肺腺癌PC9/ZD 細(xì)胞侵襲率分別為(91.03±11.02)%、(64.23±8.04)%、(48.59±7.26)%,組間兩兩比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),見(jiàn)插頁(yè)圖2。
2.4 苦參可增強(qiáng)吉非替尼誘導(dǎo)的人肺腺癌PC9/ZD細(xì)胞凋亡 對(duì)照組人肺腺癌PC9/ZD 細(xì)胞凋亡率(31.14±5.26)%;吉非替尼組細(xì)胞凋亡率(56.48±8.77)%,當(dāng)吉非替尼濃度不變時(shí),聯(lián)合使用苦參組細(xì)胞凋亡率(76.25±10.28)%,組間兩兩比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),見(jiàn)插頁(yè)圖3。
腫瘤細(xì)胞發(fā)生耐藥的原因相當(dāng)復(fù)雜,包括耐藥基因異常表達(dá),DNA 損傷修復(fù)及抑制細(xì)胞凋亡等途徑。苦參的主要活性成分為苦參堿,有報(bào)道顯示,其可通過(guò)抑制細(xì)胞增殖,誘導(dǎo)凋亡克服腫瘤的多藥耐藥現(xiàn)象[4-6]。但是目前,苦參對(duì)吉非替尼誘導(dǎo)的人肺腺癌PC9/ZD 細(xì)胞株耐藥情況尚不明確。本研究結(jié)果顯示,當(dāng)苦參濃度為0.5mg/mL 時(shí),可顯著增強(qiáng)吉非替尼誘導(dǎo)的PC9/ZD 細(xì)胞增殖抑制和凋亡敏感性。提示苦參可調(diào)控肺癌細(xì)胞的吉非替尼藥物敏感性。但是其作用機(jī)制仍需進(jìn)一步研究。
腫瘤細(xì)胞的多種生物學(xué)過(guò)程改變均會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)換(EMT)的異常改變,進(jìn)而改變細(xì)胞的生物學(xué)行為[7]。EMT 以上皮標(biāo)志物蛋白(E-鈣黏蛋白、EpCAM 等)的下調(diào)及間葉標(biāo)志物蛋白(如波形蛋白、纖連蛋白等)的上調(diào)為主要特征,與腫瘤多藥耐藥密切相關(guān)[8-11]。EMT 現(xiàn)象最早在晶狀體細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)[12],其在肺癌的侵襲轉(zhuǎn)移和細(xì)胞細(xì)胞耐藥過(guò)程中扮演著重要角色[13-15]。Shintani 等[16]研究發(fā)現(xiàn),在非小細(xì)胞肺癌組織中,EMT 是造成肺癌細(xì)胞對(duì)紫杉醇和順鉑產(chǎn)生耐藥的主要原因;Su 等[17]對(duì)吉非替尼耐藥的細(xì)胞研究發(fā)現(xiàn),細(xì)胞表現(xiàn)出顯著的E-cad 表達(dá)下調(diào)的EMT 特征;通過(guò)對(duì)比非小細(xì)胞肺癌發(fā)生EMT的程度與癌細(xì)胞對(duì)酪氨酸激酶抑制劑類(TKIs)藥物的敏感性相關(guān)度發(fā)現(xiàn),EMT 程度低得癌細(xì)胞對(duì)TKIs類藥物的敏感性顯著高于EMT 程度高的癌細(xì)胞[18]。提示EMT 可能是TKI 類藥物產(chǎn)生耐藥的重要因素之一。本研究結(jié)果顯示,苦參作用可以顯著增強(qiáng)吉非替尼誘導(dǎo)的PC9/ZD 細(xì)胞波形蛋白、N 鈣黏附蛋白表達(dá)下調(diào),E 鈣黏蛋白表達(dá)上調(diào),增強(qiáng)吉非替尼對(duì)細(xì)胞侵襲能力的抑制。提示在耐吉非替尼人肺腺癌PC9/ZD 細(xì)胞中,苦參對(duì)吉非替尼藥物敏感性的影響可能是通過(guò)調(diào)控EMT 過(guò)程實(shí)現(xiàn)的。
綜上所述,苦參能改善耐吉非替尼細(xì)胞對(duì)吉非替尼的敏感性,可能通過(guò)逆轉(zhuǎn)EMT 過(guò)程改善腫瘤細(xì)胞生物學(xué)過(guò)程,但是苦參逆轉(zhuǎn)上皮間質(zhì)化過(guò)程的具體機(jī)制仍需進(jìn)一步研究。