黑龍江省中醫(yī)藥大學(xué)附屬第一醫(yī)院(150040)姚晶萍
黑龍江省哈爾濱市社會(huì)保險(xiǎn)局醫(yī)院(150030)倪延群
黑龍江省中醫(yī)藥大學(xué)附屬第一醫(yī)院(150040)王瑩威 張潔玉 吳效科
芫花Daphne genkwa Sieb.et Zucc.為瑞香科植物。廣泛分布于我國長江流域各省和黃河流域的部分地區(qū)。芫花的葉、花及根均為傳統(tǒng)中藥。芫花根在民間曾被用來治療多種癌腫,療效顯著。芫花根還可以治療腹水、急性乳腺炎等。化學(xué)成分研究表明,芫花根主要含有黃酮、香豆素和萜類化合物。芫花根總黃酮 (TFRD)主要由瑞香素系列的雙黃酮組成,毛瑞香素是其主要成分,含量為42 .79%[1]。本研究探討TFRD抗腫瘤活性、其對(duì)不同腫瘤及裸鼠種植瘤的抑制作用。
1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物及瘤株 BALB/c(nu/nu)裸小鼠,4周齡,雌性,體重 18~20g;C57BL/6小鼠,由北京維通利華實(shí)驗(yàn)動(dòng)物技術(shù)有限公司提供。飼養(yǎng)于屏障系統(tǒng)潔凈層流架內(nèi)(SPF級(jí)),飲用酸水(pH3~4),進(jìn)食添加復(fù)合維生素B的標(biāo)準(zhǔn)飼料。飼料、墊料及其他裸鼠接觸物品均經(jīng)高壓滅菌。室內(nèi)每日保持10h光照,14h無光的明暗周期,定期紫外線照射和高壓滅菌消毒。室溫控制在(25±1)℃,相對(duì)濕度40%~60%。Hela、Walk-250、MCF-7、HA-116、K293-T細(xì)胞、人卵巢癌HO8910細(xì)胞株由哈醫(yī)大三院腫瘤研究所惠贈(zèng)。細(xì)胞置于含10%滅活胎牛血清的RPMI1640培養(yǎng)基中(青霉素100U/ml、鏈霉素100μg/ml、谷氨酰胺30μg/ml),放入37℃、5% CO2孵箱,按常規(guī)方法培養(yǎng),取對(duì)數(shù)生長期的細(xì)胞用于試驗(yàn)。
1.2 藥品及試劑 胎牛血清(美國Sigma公司);氟尿嘧啶(上海旭東海普藥業(yè)有限公司,批號(hào):031106);二甲基亞砜(DMSO)、刀豆蛋白(ConA)、脂多糖(LPS)、MTT以及臺(tái)盼藍(lán)(均為美國 Sigma公司);RMP I-1640與DMEM/f-12培養(yǎng)基(美國Sigma公司);淋巴分離液TBD (中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院生物工程研究所);其余試劑為國產(chǎn)分析純;96孔細(xì)胞培養(yǎng)板以及細(xì)胞培養(yǎng)瓶(美國Sigma公司)。
1.3 芫花根總黃酮的制備 取芫花根2kg粉碎,以無水乙醇(固液比1∶4)60℃浸提24h,浸提液離心除渣,上清液合并濃縮得粗浸膏,粗浸膏過ADS217大孔樹脂,以去離子水洗滌除去水溶性雜質(zhì),再以無水乙醇洗脫得黃色乙醇洗脫液,減壓蒸餾后過200~300目硅膠柱,氯仿-甲醇(1∶1)洗脫物經(jīng)濃縮即得芫花根總黃酮(TFRD)239g,得率11.95%。TFRD經(jīng)吐溫 280乳化,以氯化鈉注射液配制成濃度確定的乳液,備用。
1.4 細(xì)胞毒活性實(shí)驗(yàn) 定量稱取TFRD、DMSO溶解后以DMEM/f-12基本培養(yǎng)基稀釋成6個(gè)不同濃度梯度,加入預(yù)先培養(yǎng)24h的Hela、Walk-250、MCF-7、HA-116、K2932 T細(xì)胞株、人卵巢癌HO8910細(xì)胞的96孔培養(yǎng)板中,每個(gè)濃度梯度重復(fù)5次。繼續(xù)在37℃,含有5%CO2的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)48h。MTT法測定 TFRD對(duì)腫瘤細(xì)胞以及K293-T細(xì)胞的毒性。
1.5 抗實(shí)體瘤活性實(shí)驗(yàn) 取BALB/c(nu/nu)裸小鼠120只,隨機(jī)分為12組,每組10只,雌雄各半。人卵巢漿液性上皮癌細(xì)胞株HO8910按每鼠5×107個(gè)細(xì)胞接入小鼠的后肢腋下。TFRD乳液按30mg?kg-1、55mg?kg-1、85mg?kg-13個(gè)劑量對(duì)小鼠灌胃給藥。其中3組在腫瘤接種前3d給藥,3組在腫瘤接種的同時(shí)給藥,3組在腫瘤接種3d后給藥,1次/d,連續(xù)灌胃14d。另設(shè)正常對(duì)照組每天灌胃等體積的生理氯化鈉溶液;模型組,與腫瘤接種的同時(shí)灌胃等體積的生理氯化鈉溶液;陽性對(duì)照組,與腫瘤接種的同時(shí)按30mg?kg-1灌胃氟尿嘧啶。每天記錄小鼠體重,并在接入腫瘤的第7天開始用游標(biāo)卡尺量取腫瘤體積,每2d測量1次。根據(jù)公式:腫瘤體積=長×寬2/2計(jì)算瘤體積[2],末次給藥24h后,先眼眶取血0.5ml,制備淋巴細(xì)胞懸液,臺(tái)盼藍(lán)染色,用血球計(jì)數(shù)板統(tǒng)計(jì)活性細(xì)胞數(shù)。然后處死小鼠,取腫瘤稱重,按公式:抑瘤率(%)=(模型組瘤重-給藥組瘤重)/模型組瘤重×100%
同時(shí)取胸腺、脾臟,計(jì)算胸腺指數(shù)與脾指數(shù)。
1.6 荷瘤小鼠脾淋巴細(xì)胞增殖實(shí)驗(yàn) 無菌制備上述條件處理的小鼠脾淋巴細(xì)胞,經(jīng)臺(tái)盼藍(lán)染色檢測細(xì)胞活力>95%,用適量完全培養(yǎng)基RMPI-1640調(diào)整細(xì)胞濃度為1×106個(gè)/ml,加入96孔板,每孔100μl。將各處理組小鼠脾淋巴細(xì)胞分為3組,其中2組分別加入ConA,使其終濃度為5μg?ml-1,或加入LPS,使其終濃度為10μg?ml-1。另一組作為平行對(duì)照,不加Con A或LPS。每組設(shè)5個(gè)重復(fù)孔。在37℃、5%CO2的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)72h,MTT法測定570nm處A值。淋巴細(xì)胞增殖能力以刺激指數(shù)(Stimulation Index,SI)表示,即SI =ACon /A或ALPS /A[2]。
1.7 荷瘤小鼠NK細(xì)胞的殺傷活性實(shí)驗(yàn) 同上無菌制備上述各種處理的小鼠脾淋巴細(xì)胞作為效應(yīng)細(xì)胞,用完全培養(yǎng)基RPMI-1640調(diào)整細(xì)胞濃度為5×106ml-1,加入96孔板,每孔100μl。另取Hela細(xì)胞作靶細(xì)胞,用完全RPM I-1640培養(yǎng)基調(diào)整細(xì)胞濃度為1×105ml-1,加入含有小鼠脾淋巴細(xì)胞的96孔板中,每孔100μl。同時(shí)設(shè)效應(yīng)細(xì)胞對(duì)照組(淋巴細(xì)胞200μl)與靶細(xì)胞對(duì)照組(Hela細(xì)胞200μl)。在37℃,5%CO2的恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)8h。MTT法測定570nm處A值。根據(jù)公式[3]計(jì)算NK細(xì)胞的殺傷活性:
NK細(xì)胞殺傷率(%) = 1- (實(shí)驗(yàn)組A值-效應(yīng)細(xì)胞對(duì)照組A值)/靶細(xì)胞對(duì)照組A值×100%
1.8 荷瘤小鼠脾淋巴細(xì)胞分泌白介素-2 (IL-2)取BALB/c(nu/nu)裸小鼠50只,雌雄各半,隨機(jī)分為5組,每組10只。人卵巢癌HO8910細(xì)胞按每鼠5×107個(gè)細(xì)胞接入小鼠的后肢腋下。接種后24h開始灌胃,其中3組按30 mg?kg-1、55 mg?kg-1、85mg?kg-1個(gè)劑量對(duì)小鼠灌胃TFRD乳液。一組為模型組,灌胃等體積的生理氯化鈉溶液;一組為陽性對(duì)照組,灌胃30mg?kg-1氟尿嘧啶;另設(shè)正常對(duì)照組,灌胃等體積的生理氯化鈉溶液,灌胃14d。最后一次灌胃24h后處死小鼠,無菌制備脾淋巴細(xì)胞懸液加入96孔培養(yǎng)板中,每孔100μl,含有淋巴細(xì)胞5×106個(gè),每孔加入終濃度為5μg?ml-1ConA溶液,置37℃、5%CO2培養(yǎng)箱培養(yǎng)24h,離心,吸取上清液即為IL-2的待測品。另取C57BL /6小鼠(20±2)g 6只,眼球放血處死,無菌制備小鼠胸腺細(xì)胞懸液加入96孔板中,每孔100μl,含胸腺細(xì)胞1×106個(gè)。將上述IL-2樣品分別加入培養(yǎng)板中,每孔50μl,然后每孔加入終濃度為1μg?ml-1ConA溶液,另設(shè)Co2nA對(duì)照孔,參照文獻(xiàn)[4]方法測定IL-2的活性。
1.9 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)均采用SPSS13.0軟件進(jìn)行t檢驗(yàn),統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)采用x±s表示。
2.1 對(duì)細(xì)胞毒活性的影響 TFRD對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)[瘤細(xì)胞和K2932T細(xì)胞表現(xiàn)出不同的細(xì)胞毒活性。在設(shè)定的5個(gè)濃度中,TFRD對(duì)Hela細(xì)胞、人卵巢癌HO8910細(xì)胞顯示出顯著的細(xì)胞毒活性。在濃度為0.125mg?ml-1時(shí),對(duì)這兩個(gè)腫瘤細(xì)胞的抑制率分別達(dá)到65.95%和45.43%。對(duì)Walk2250、MCF27和HA-116細(xì)胞也表現(xiàn)出較強(qiáng)的細(xì)胞毒活性,在濃度為0.25mg?ml-1時(shí)對(duì)這3 個(gè)腫瘤細(xì)胞的抑制率分別為36.83%、43.19%和39.06%。與之對(duì)比,TFRD對(duì)K293-T細(xì)胞則表現(xiàn)出較低的細(xì)胞毒活性。在同等劑量下,抑制率僅為腫瘤細(xì)胞的1/2~1/10,見附表1。
2.2 對(duì)人卵巢癌HO8910細(xì)胞瘤生長的抑制作用 3個(gè)劑量的TFRD對(duì)人卵巢癌HO8910細(xì)胞瘤均表現(xiàn)出不同程度的抑制作用,并隨給藥時(shí)間的延長和給藥劑量的增加而呈增強(qiáng)的趨勢。3種不同時(shí)間給藥對(duì)人卵巢癌HO8910細(xì)胞瘤的生長的抑制作用略有差異。接種腫瘤前3d預(yù)給藥或后3d給藥,3個(gè)劑量組對(duì)卵巢癌腫瘤的生長均表現(xiàn)出顯著的抑制作用,與接種腫瘤同時(shí)給藥的中劑量(50mg?kg-1)組也顯示出較強(qiáng)的抑制作用。腫瘤接種前3d或腫瘤接種后3d給藥的3個(gè)劑量組以及與腫瘤接種同時(shí)給藥的中劑量(50mg?kg-1)組對(duì)人卵巢癌HO8910細(xì)胞瘤生長的抑制作用均明顯地高于陽性對(duì)照組,見附表2。
附表1 TFRD對(duì)腫瘤細(xì)胞和K2932T細(xì)胞生長抑制率(±s,n =5)
附表1 TFRD對(duì)腫瘤細(xì)胞和K2932T細(xì)胞生長抑制率(±s,n =5)
注:與TFRD對(duì)K293-T細(xì)胞的抑制率比較,bP<0.05,cP<0.01
組別 抑制率(%)0.625 0.125 0.25 0.5 1(mg?ml-1)K293-T 2.43±0.23 8.90±1.04 20.68±3.06 27.92±2.65 29.03±3.61 Hela 27.38±1.53c 66.42±5.67c 71.12±5.86c 77.7±5.32c 84.05±7. 21c HO8910 16.21±1.73b 45.39±4.04c 61.13±6.08c 60.18±4.93c 79.04±8.19c Walk-250 16.20±2.61b 19.43±2.65b 37.32±3.21c 38.32±3.21c 56.10±5.21c MCF-7 6.92±1.08b 23.51±2.65b 42.29±3.80c 9.51±5.54b 53.94±4.93c HA-116 30.45±2.89c 6.35±3.79b 38.96±3.79c 43.62±4.93b 49.83±5.15c
附表2 TFRD對(duì)HO8190腫瘤細(xì)胞生長抑制作用(x±s,n =10)
附表3 對(duì)小鼠體重免疫器官及血液中淋巴細(xì)胞細(xì)胞數(shù)的影響以及對(duì)腫瘤的抑制率(x±s,n=10)
附表4 對(duì)荷瘤小鼠脾淋巴細(xì)胞增殖的影響(x±s,n =10)
2.3 對(duì)荷瘤小鼠體重免疫器官血液淋巴細(xì)胞數(shù)量的影響和對(duì)腫瘤的抑制作用 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,荷瘤小鼠體重增長明顯低于正常小鼠(P<0.05) 。TFRD在腫瘤接種同時(shí)給藥或提前3d給藥,則使荷瘤小鼠體重恢復(fù)至正常水平以上。腫瘤接種3d后給藥小鼠只有低劑量組小鼠體重恢復(fù)正常水平,中高劑量組小鼠體重則低于對(duì)照組。荷瘤小鼠的脾指數(shù)、胸腺指數(shù)顯著低于正常小鼠(P<0.05,P<0.01) 。TFRD 3種不同給藥時(shí)間給藥可使荷瘤小鼠脾指數(shù)恢復(fù)正常水平。與接種腫瘤同時(shí)給藥的3個(gè)劑量組、提前3d給藥的高劑量組和腫瘤接種3d后給藥的中劑量組可使荷瘤小鼠胸腺指數(shù)恢復(fù)至正常水平。荷瘤小鼠淋巴細(xì)胞數(shù)量顯著減少(P<0.01) 。與腫瘤接種同時(shí)給藥的TFRD可使小鼠血液淋巴細(xì)胞數(shù)量恢復(fù)至正常水平,提前3d給藥或接種3d后給藥的小鼠血液淋巴細(xì)胞數(shù)量顯著高于陽性對(duì)照組小鼠。3種不同時(shí)間給藥對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)[瘤的抑制率均在44.5%以上。其中,提前3d給藥和接種后3d給藥的TFRD對(duì)腫瘤的抑制作用呈現(xiàn)出一定的量效關(guān)系。與腫瘤接種同時(shí)給藥或提前3d給藥的3個(gè)劑量組,以及腫瘤接種后給藥的中高劑量組對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)[瘤的抑制作用均顯著地高于陽性對(duì)照,見附表3。
2.4 對(duì)荷瘤小鼠脾淋巴細(xì)胞增殖的影響 實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,荷瘤小鼠脾淋巴細(xì)胞對(duì)ConA引起的增殖反應(yīng)略低于正常小鼠,而對(duì)LPS引起的增殖反應(yīng)則明顯低于正常小鼠。TFRD預(yù)給藥的荷瘤小鼠脾淋巴細(xì)胞增殖反應(yīng)顯著地高于陽性對(duì)照組小鼠,其中中劑量組可使荷瘤小鼠的脾淋巴細(xì)胞增殖反應(yīng)水平超過正常小鼠。與腫瘤接種的同時(shí)給藥或接種3d后給藥的荷瘤小鼠脾淋巴細(xì)胞增殖隨劑量的增加呈上升趨勢。其中經(jīng)中高劑量組處理的荷瘤小鼠淋巴細(xì)胞增殖水平高于正常小鼠,見附表4。
2.5 對(duì)荷瘤小鼠脾淋巴細(xì)胞分泌IL-2的影響 與正常對(duì)照組相比,荷瘤小鼠脾淋巴細(xì)胞分泌IL-2的水平有所下降(P<0.05)。與模型組相比,TFRD的3個(gè)劑量對(duì)荷瘤小鼠脾淋巴細(xì)胞產(chǎn)生IL-2水平有明顯的促進(jìn)作用,隨著劑量的增加而作用逐漸增強(qiáng),并且TFRD的中高劑量組顯著(P<0.05)高于陽性對(duì)照氟尿嘧啶組,見附圖2。
從TFRD組成來看,毛瑞香素B為主要成分,占總黃酮的42.79%;其次為毛瑞香素G和H。而芫花素和芫根苷等單黃酮僅占很小的比例。研究表明,毛瑞香素B是腫瘤細(xì)胞有絲分裂的抑制劑[5]。從結(jié)構(gòu)上看,毛瑞香素B與G、H以及芫花醇A等雙黃酮具有十分相似的分子骨架和官能團(tuán),因而這些化合物也可能具有抗腫瘤活性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,TFRD對(duì)人卵巢癌HO8910細(xì)胞的生長有顯著的抑制作用。3種不同給藥時(shí)間對(duì)小鼠腫瘤的抑制作用無顯著差異。但就腫瘤體積而言,預(yù)給藥組小鼠腫瘤增長的速度明顯小于與接種腫瘤同時(shí)給藥組小鼠。值得指出的是,TFRD在接種腫瘤7d后,給藥對(duì)腫瘤的生長仍然有顯著的抑制作用。體外實(shí)驗(yàn)表明,TFRD對(duì)Hela、HO8910、Walk-250、MFC-7和HA-116有顯著的抑制作用,而對(duì)K293-T細(xì)胞生長的抑制作用相對(duì)較弱。說明TFRD對(duì)腫瘤細(xì)胞具有一定的選擇性,具有潛在的抗腫瘤活性。
淋巴細(xì)胞是機(jī)體免疫系統(tǒng)的重要組成部分,直接參與腫瘤免疫[6]。荷瘤小鼠的淋巴細(xì)胞由于受到腫瘤細(xì)胞的誘導(dǎo)而逐漸凋亡[7],同時(shí)胸腺與脾臟開始萎縮,血液淋巴細(xì)胞數(shù)量大大減少。脾臟和胸腺是淋巴細(xì)胞成熟的重要場所,這兩個(gè)免疫器官的萎縮是導(dǎo)致淋巴細(xì)胞數(shù)量減少的重要原因。ConA主要是引起T淋巴細(xì)胞增殖,LPS主要引起B(yǎng)淋巴細(xì)胞增殖。TFRD能顯著提高荷瘤小鼠脾臟指數(shù)和胸腺指數(shù),這說明TFRD的抗腫瘤活性可能是通過促進(jìn)荷瘤小鼠胸腺與脾臟的發(fā)育,從而增加淋巴細(xì)胞增殖來實(shí)現(xiàn)的[8~10]。
NK細(xì)胞是細(xì)胞免疫中的非特異性細(xì)胞,是機(jī)體免疫監(jiān)視功能的重要執(zhí)行者,先于T細(xì)胞發(fā)揮作用,能非特異性殺傷腫瘤細(xì)胞,其殺傷作用毋需抗原預(yù)先致敏,也不需要抗體參加,不受MHC限制,為機(jī)體抗腫瘤的第一道防線[11]。TFRD能顯著提高荷瘤小鼠NK細(xì)胞的殺傷活性。
附圖1 NK 細(xì)胞殺傷率比較
附圖2 對(duì)荷瘤小鼠脾淋巴細(xì)胞產(chǎn)生IL-2水平的影響(A570,x±s,n =10)
TFRD對(duì)荷瘤小鼠脾淋巴細(xì)胞產(chǎn)生IL-2水平有明顯的促進(jìn)作用,并隨著劑量的增加,作用逐漸增強(qiáng)。IL-2是刺激T淋巴細(xì)胞由細(xì)胞周期的G 1 期 向S 期 過 渡 的 主要調(diào)節(jié)因子,這說明TFRD是通過IL-2來間接的調(diào)控T淋巴細(xì)胞,促進(jìn)T淋巴細(xì)胞增殖。
綜上所述,TFRD對(duì)小鼠和人卵巢癌HO8910細(xì)胞的生長有顯著的抑制作用,其抗腫瘤活性是通過選擇性殺死腫瘤細(xì)胞和提高外周血淋巴細(xì)胞數(shù)量、促進(jìn)淋巴細(xì)胞的增殖和提高NK細(xì)胞的殺傷活性來實(shí)現(xiàn)的。