周牡娜,劉檢,石雕,劉蓉,鄒自征,歐陽方丹*(.益陽醫(yī)學(xué)高等??茖W(xué)校,湖南 益陽 4000;.湖南中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院,長沙 40000;.湖南省直中醫(yī)醫(yī)院,湖南 株洲 4000)
由于惡性腫瘤性質(zhì)類型各異、累及的組織和器官不同、病期不同以及現(xiàn)在診斷技術(shù)的局限,大多數(shù)惡性腫瘤患者在確診時已為中晚期,手術(shù)治療無法實現(xiàn),因而治療藥物的研發(fā)十分必要[1]。目前中醫(yī)藥治療腫瘤的臨床研究正進(jìn)入循證醫(yī)學(xué)、個體化、規(guī)范化的時代,因其有降低毒副作用、減輕癥狀或延長帶瘤生存期等特點得到了廣泛認(rèn)可[2]。順鉑是臨床治療中常用的化療藥物,但順鉑產(chǎn)生的腎毒性、耳毒性、耐藥性等在臨床上不可避免,近年來以順鉑為核心聯(lián)合用藥的“增效減毒”研究較多[3],而六味地黃具有改善腎功能、抗氧化、改善免疫功能、消除自由基、抗腫瘤等作用[4]。研究發(fā)現(xiàn)六味地黃丸能夠?qū)Ψ暖熅哂性鲂p毒的作用[5],同時通過減少誘發(fā)腫瘤炎癥因子的生成,調(diào)節(jié)免疫力,增強(qiáng)抗癌基因和抑制原癌基因表達(dá)等來發(fā)揮抗腫瘤作用[6]。本文通過觀察六味地黃提取物及其聯(lián)合順鉑對人肝癌BEL-7402 一般形態(tài)學(xué)和細(xì)胞遷移的影響,并探討其對血管新生因子基因表達(dá)水平的影響,闡述其抗腫瘤的可能機(jī)制,為臨床治療肝癌提供參考依據(jù)。
六味地黃由熟地黃(玄參科植物地黃干燥塊根,益陽三和中藥飲片有限公司)24 g,山萸肉(山茱萸科植物山茱萸果肉,三湘中藥飲片有限公司)12 g,山藥(薯蕷科植物薯蕷干燥根莖,永靛中藥飲片有限公司)12 g 及澤瀉(澤瀉科植物澤瀉的干燥塊莖,三湘中藥飲片有限公司)、牡丹皮(毛茛科植物牡丹干燥根皮,三湘中藥飲片有限公司)、茯苓(多孔菌科真菌茯苓干燥菌核,博世康中醫(yī)藥有限公司)各9 g 組成,經(jīng)湖南省直中醫(yī)醫(yī)院藥學(xué)部主管藥師石雕鑒定以上中藥飲片均符合用藥標(biāo)準(zhǔn)。
CO2培養(yǎng)箱(美國Thermo 公司);胎牛血清、胰蛋白酶、1640 培養(yǎng)基(Gibco 公司);血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)、血管素-2(Ang-2)、血小板反應(yīng)素(TSP)、金屬蛋白酶-2 組織抑制因子(TIMP2)人抗體(武漢博士德公司);順鉑(齊魯制藥有限公司,規(guī)格:10 mg,批號:8C0214B02)。
人肝癌BEL-7402 細(xì)胞(Procell)。
按“1.1”項下藥材量打粉過篩后稱取粉末25 g,用60%乙醇50 mL 浸潤6 h,超聲(25 Hz,60 ℃)提取40 min,過濾,濾渣用60%乙醇50 mL 提取40 min,過濾,合并濾液,揮干乙醇,定容至25 mL,制備成生藥含量為1 g·mL-1的提取物待用。作用于細(xì)胞前,先用培養(yǎng)基稀釋至500 mg·mL-1,再用0.22 μm 微孔濾膜過濾,滅菌,并用培養(yǎng)基稀釋至所需的藥物濃度。
調(diào)整BEL-7402 細(xì)胞密度至5000 個/孔接種于96 孔培養(yǎng)板,靜置培養(yǎng)24 h,設(shè)置六味地黃提取物質(zhì)量濃度梯度(500、400、300、200、100、50、25、12.5 mg·mL-1,即C1 ~C8),另設(shè)對照組,合計9 組,每組3 個復(fù)孔。待細(xì)胞充分貼壁后,加入不同質(zhì)量濃度六味地黃提取物,正常組則加入等體積的培養(yǎng)液。分別繼續(xù)培養(yǎng)48 h、72 h 后,每孔加入完全培養(yǎng)基180 μL、CCK8 溶液20 μL,孵育4 h 后用酶標(biāo)儀于450 nm 波長下測定各孔吸光度值(A),并計算各組細(xì)胞的相對抑制率。
胰蛋白酶溶液消化BEL-7402 細(xì)胞后接種于6孔細(xì)胞培養(yǎng)板中,每組設(shè)置3 個復(fù)孔。培養(yǎng)至細(xì)胞完全貼壁后,順鉑(1 mg·mL-1)組、六味地黃提取物(100 mg·mL-1)組、聯(lián)合用藥(六味地黃提取物100 mg·mL-1+順鉑1 mg·mL-1)組加入相應(yīng)藥物,對照組加入等量培養(yǎng)液。分別處理48 h 后,倒置顯微鏡下觀察細(xì)胞生長狀態(tài)及形態(tài)學(xué)。
將對數(shù)生長期細(xì)胞用0.25%胰蛋白酶溶液消化后,調(diào)整至適宜密度,接種于6 孔細(xì)胞培養(yǎng)板,每組設(shè)置3 個復(fù)孔。培養(yǎng)至細(xì)胞完全貼壁后,棄掉孔內(nèi)液體,換成無血清基礎(chǔ)培養(yǎng)基過夜,次日采用200 μL 規(guī)格的槍頭,同時用直尺比著均勻劃出“十”字,PBS 潤洗3 次,加入低血清(含5%FBS)培養(yǎng)基,除對照組給予等量培養(yǎng)液外,其余各組加入相應(yīng)藥物,繼續(xù)培養(yǎng)48 h 后,對各孔“十”字的四個邊進(jìn)行觀察,并拍照記錄細(xì)胞生長及遷移情況,隨機(jī)選取10 個視野進(jìn)行計數(shù),并計算細(xì)胞遷移率。
按“2.3”項下方法培養(yǎng)后收集細(xì)胞,加入RIPA 細(xì)胞裂解液和含1%PMSF 蛋白酶抑制劑混合液,于4℃條件下裂解2 h,12 000 r·min-1離心15 min,吸取上清液,分裝備用。采用BCA 法進(jìn)行蛋白(TSP、TIMP2、VEGF、Ang-2)含量測定,依據(jù)蛋白分子質(zhì)量大小選擇適宜的電泳濃縮膠和分離膠。待上樣緩沖液和蛋白樣品混勻、變性后,進(jìn)行上樣、電泳、轉(zhuǎn)模、封閉后,加入一抗稀釋液(VEGF、Ang-2、TSP、TIMP2),孵育過夜(4℃),加入二抗緩沖液(HRP 標(biāo)記),室溫振搖孵育1 h,通過定量分析和蛋白印跡成像系統(tǒng)進(jìn)行掃描,計算各蛋白目標(biāo)蛋白條帶與內(nèi)參蛋白條帶的光密度比值以表示目標(biāo)蛋白的相對表達(dá)量。
將細(xì)胞用0.25%胰蛋白酶溶液消化后,調(diào)整至適宜密度,接種于6 孔細(xì)胞培養(yǎng)板,每組設(shè)置3 個復(fù)孔。培養(yǎng)至細(xì)胞完全貼壁后,各干預(yù)組加入對應(yīng)的藥物,對照組加入等量培養(yǎng)液。37℃、5%CO2培養(yǎng)箱培養(yǎng)48 h,吸棄培養(yǎng)基,PBS 潤洗2 次,采用Trizol 法(4℃,60 min)提取細(xì)胞總RNA,按照逆轉(zhuǎn)錄試劑盒轉(zhuǎn)錄合成cDNA,以real-time PCR 儀進(jìn)行擴(kuò)增,用2-△△Ct法檢測目標(biāo)基因mRNA 的相對表達(dá)量。
實驗數(shù)據(jù)用±s表示,SPSS 20.0 軟件統(tǒng)計分析,組間比較采用單因素方差分析,并用LSD-t檢驗進(jìn)行兩兩比較,P<0.05 代表差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
不同質(zhì)量濃度六味地黃提取物對BEL-7402細(xì)胞均具有明顯的抑制作用,質(zhì)量濃度為100 mg·mL-1作用48 h 后的平均細(xì)胞抑制率更接近50%,結(jié)果見圖1,故選擇質(zhì)量濃度為100 mg·mL-1作用時間48 h 進(jìn)行后續(xù)實驗。
圖1 不同濃度六味地黃提取物對BEL-7402 細(xì)胞的影響Fig 1 Effect of different concentrations of Liuwei Dihuang extracts on BEL-7402 cells
對照組細(xì)胞生長狀態(tài)良好,細(xì)胞分布均勻,胞質(zhì)均勻透亮,胞核清晰。與對照組比較,六味地黃提取物組、順鉑組、聯(lián)合用藥組細(xì)胞干預(yù)48 h 后均可見貼壁細(xì)胞減少,部分細(xì)胞變圓變小,細(xì)胞間距增大,脫落浮于培養(yǎng)液中;聯(lián)合用藥組可見有較多待脫落細(xì)胞。結(jié)果見圖2。
與對照組比較,細(xì)胞劃痕面積愈合率順鉑組為(35.6±3.5)%、六味地黃提取物組為(42.6±2.8)%、聯(lián)合用藥組為(28.4±4.2)%,細(xì)胞遷移能力均下降,兩側(cè)細(xì)胞間距明顯加大,無細(xì)胞向劃痕處遷移生長,且死亡細(xì)胞顯著增加。結(jié)果見圖3。
圖3 各組對BEL-7402 細(xì)胞遷移的影響(100×)Fig 3 Effect of each group on the migration of BEL-7402 cells(100×)
與對照組比較,六味地黃提取物組、順鉑組、聯(lián)合用藥組BEL-7402 細(xì)胞內(nèi)TSP、TIMP2 蛋白表達(dá)水平顯著升高,VEGF、Ang-2 蛋白表達(dá)水平顯著降低;與六味地黃提取組和順鉑組比較,聯(lián)合用藥組細(xì)胞內(nèi)TSP、TIMP2 蛋白表達(dá)水平顯著升高,VEGF、Ang-2 蛋白表達(dá)水平顯著降低。結(jié)果見圖4。
圖4 各組細(xì)胞內(nèi)VEGF、Ang-2、TSP 及TIMP2 蛋白表達(dá)水平(± s,n =3)Fig 4 Protein expression of VEGF,Ang-2,TSP,and TIMP2 in each group(± s,n =3)
與對照組比較,六味地黃提取物組、順鉑組、聯(lián)合用藥組細(xì)胞內(nèi)TSP、TIMP2 mRNA 表達(dá)水平顯著升高,VEGF、Ang-2 mRNA 表達(dá)水平顯著降低;與六味地黃提取組和順鉑組比較,聯(lián)合組細(xì)胞內(nèi)TSP、TIMP2 mRNA 表達(dá)水平顯著升高,VEGF、Ang-2 mRNA 表達(dá)水平顯著降低,結(jié)果見圖5。
圖5 各組細(xì)胞內(nèi)VEGF、Ang-2、TSP 及TIMP2 基因表達(dá)情況(± s,n =3)Fig 5 Gene expression of VEGF,Ang-2,TSP,and TIMP2 in each group(± s,n =3)
目前,每年全球新增肝癌患者30 萬~100萬例[7],中國占全世界發(fā)病人數(shù)的50% 以上[8]。血管新生是指從已經(jīng)存在的毛細(xì)血管網(wǎng)上再大量生成新生血管的過程,新生血管為無限增殖的細(xì)胞提供充足的養(yǎng)料和氧氣[9]。當(dāng)腫瘤生長到1 ~2 mm 時,腫瘤內(nèi)部就會有新生血管的生成,以維持腫瘤細(xì)胞對氧氣和營養(yǎng)物質(zhì)的需要,新生血管已成為一個具有腫瘤治療前景的靶點[10]。新生血管功能和結(jié)構(gòu)的不完整可促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的增殖、浸潤和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移[11]。新生血管是腫瘤生長、轉(zhuǎn)移的基礎(chǔ)。腫瘤細(xì)胞的無限增殖和遷移是肝癌相關(guān)死亡的重要原因。細(xì)胞劃痕實驗結(jié)果顯示,與對照組比較,各用藥組BEL-7402 細(xì)胞間距明顯加大,無細(xì)胞向劃痕處遷移生長,且死亡細(xì)胞顯著增加,其中聯(lián)合用藥組的抑制細(xì)胞遷移作用更為明顯,提示六味地黃提取物及其聯(lián)合順鉑對BEL-7402 細(xì)胞遷移生長具有明顯的抑制作用。
腫瘤新生血管形成過程與促血管生成因子和抗血管生成因子正負(fù)調(diào)節(jié)失衡有關(guān),血管系統(tǒng)被激活,導(dǎo)致血管生長過度或退化,新生血管是腫瘤發(fā)生和發(fā)展中一個重要的病理特征。VEGF 是一種同源二聚體糖蛋白,是調(diào)控血管生成的重要表達(dá)因子,VEGF 表達(dá)上調(diào)可促進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞有絲分裂、新生血管生成。此外,VEGF 還可以自分泌的形式促進(jìn)腫瘤細(xì)胞生長[12]。腫瘤組織的缺氧、缺血、ras基因突變等生物因子的變化也會影響VEGF 的表達(dá)等[13]。Ang-2 主要呈點狀分布,僅局限在內(nèi)皮細(xì)胞和相關(guān)的外周細(xì)胞中,通過抑制 Ang-1 活化程度,形成內(nèi)分泌調(diào)節(jié)環(huán)路以維持血管生長、退化的動態(tài)平衡。Ang-2 的表達(dá)增加可促進(jìn)腫瘤血管新生和新的毛細(xì)血管再建及形成[14]。有研究表明,Ang-2 在腫瘤組織中呈高表達(dá)[15]。本實驗結(jié)果顯示,與對照組比較,各干預(yù)組細(xì)胞內(nèi)VEGF、Ang-2 蛋白和mRNA 表達(dá)水平顯著降低;與六味地黃提取組和順鉑組比較,聯(lián)合用藥組細(xì)胞內(nèi)VEGF、Ang-2 蛋白和mRNA表達(dá)水平顯著降低。這提示六味地黃提取物及其聯(lián)合順鉑可能通過抑制VEGF、Ang-2 mRNA 表達(dá),繼而下調(diào)VEGF、Ang-2 蛋白表達(dá)水平來抑制血管新生。血小板反應(yīng)蛋白(TSP)能夠抑制內(nèi)皮細(xì)胞的增殖及遷移、抑制內(nèi)皮細(xì)胞管狀結(jié)構(gòu)形成,是一種有效的抗血管新生活性的分泌蛋白。研究發(fā)現(xiàn),TSP 可通過影響抑制基質(zhì)金屬蛋白酶的轉(zhuǎn)化成有活性的形式以及通過結(jié)合CD36和CD148受體,抑制肝癌細(xì)胞遷移和新生血管生成[16]。基質(zhì)金屬蛋白酶(MMPs)是目前發(fā)現(xiàn)的唯一能分解纖維類膠原的酶,以無活性的酶原形式分泌,在細(xì)胞外基質(zhì)重塑的部位易于誘導(dǎo)表達(dá)。TIMP 是MMPs 的內(nèi)源性特異性抑制因子[17]。MMP2 是明膠酶,能特異性的降解基膜中的Ⅳ型膠原,促進(jìn)腫瘤的轉(zhuǎn)移,TIMP2 是MMP2 的抑制劑,屬于非糖基化蛋白,它以共價鍵的形式與MMP2 相結(jié)合成1∶1 復(fù)合體,對血管新生具有重要的調(diào)節(jié)作用,被證實可抑制多種癌癥的惡性轉(zhuǎn)移過程[18]。本研究結(jié)果顯示,與對照組比較,各用藥組中TSP、TIMP2 的蛋白和mRNA 表達(dá)水平均顯著升高;與順鉑組和六味地黃提取物組比較,聯(lián)合用藥組中TSP、TIMP2 的蛋白和mRNA 表達(dá)水平均顯著升高。這提示六味地黃提取物及其聯(lián)合順鉑可能通過促進(jìn)TSP、TIMP2 mRNA 表達(dá),繼而上調(diào)TSP、TIMP2 蛋白表達(dá)水平發(fā)揮抑制抗血管新生的作用。
綜上,六味地黃提取物及其聯(lián)合順鉑對BEL-7402 細(xì)胞遷移生長具有明顯的抑制作用,并可能通過促進(jìn)BEL-7402 細(xì)胞TSP、TIMP2 的mRNA表達(dá)水平,抑制VEGF、Ang-2 的mRNA 表達(dá)水平來抑制肝癌細(xì)胞血管新生。本研究從基因表達(dá)水平研究六味地黃提取物抗腫瘤的機(jī)制,為其臨床抗腫瘤提供了參考依據(jù),后續(xù)將進(jìn)一步通過體內(nèi)動物實驗探究六味地黃提取物聯(lián)合順鉑抗腫瘤的作用機(jī)制。