林 力,鄧 碧,壽 鑄,梁 佳,陳鴻雁△
(1.重慶醫(yī)科大學附屬第一醫(yī)院耳鼻咽喉科 400016;2.重慶市渝北區(qū)人民醫(yī)院麻醉科 401120)
硫鏈絲菌肽(thiostrepton,TST)是一種噻唑類抗生素,可從多株青鏈霉菌中分離獲得[1]。最近,有研究發(fā)現(xiàn)TST可通過靶向作用于Forkhead box protein M1(Foxm1)轉錄因子抑制腫瘤細胞增殖,并且對其他轉錄因子的轉錄活性無影響;此外,用此類抗生素處理不同來源的人腫瘤細胞株,可在下調Foxml基因表達的同時誘導細胞凋亡[2]。
Foxm1是一種上調細胞增殖的轉錄因子,屬叉頭框家族(Fox家族)。有研究表明,它與胚胎發(fā)育、再生、衰老和腫瘤發(fā)生等許多病理生理過程密切相關[3]。本研究前期工作中發(fā)現(xiàn)Foxm1在鼻咽癌(nasopharyngeal carcinoma,NPC)組織中高表達,與NPC的分期及轉移程度呈正相關。因此,本研究從細胞角度檢測Foxm1在鼻咽癌HNE-1細胞株中的表達;同時檢測TST對鼻咽癌HNE-1細胞株增殖抑制的作用及可能機制,現(xiàn)報道如下。
1.1材料
1.1.1腫瘤細胞系 人鼻咽癌HNE-1細胞株(購自中科院上海細胞所)。
1.1.2試劑與藥品 RPIM1640(Gibco公司),新生小牛血清(杭州四季青公司),四甲基偶氮唑鹽(MTT,上海華舜生物工程有限公司),二甲亞砜(DMSO,重慶醫(yī)藥股份有限公司),TST(Merck公司),免疫組化SABC試劑盒、DAB顯色試劑盒、山羊抗兔二抗(北京中杉公司),兔抗人Foxm1多克隆抗體(Santa Cruz公司),Western blot相關試劑(碧云天生物技術公司)。
1.2方法
1.2.1細胞培養(yǎng) 將HNE-1細胞接種到含10%熱滅活小牛血清的RPMI1640培養(yǎng)液中,置37℃、5%CO2飽和濕度孵箱內培養(yǎng),細胞呈單層黏壁生長。傳代時用0.1%胰酶-0.02%EDTA溶液消化,臺盼藍拒染法計算成活細胞數(shù)。
1.2.2TST對HNE-1細胞體外抑制實驗 取對數(shù)生長期的HNE-1細胞,胰酶消化,離心,制成細胞懸液,調整細胞數(shù)為5×104/mL。取96孔培養(yǎng)板,每孔加入200μL細胞懸液,加入TST,使其終濃度分別為1、2、4、8、12、16μmol/L,每一濃度重復6孔,設試劑對照組及細胞對照組,置37℃、5%CO2孵箱內培養(yǎng)48h。離心后,小心去除上清液,每孔加無血清培養(yǎng)液200μL及5mg/mL MTT 20μL繼續(xù)培養(yǎng)4h。離心,吸去上清液,每孔加200μL DMSO,置于振蕩器上振蕩10min,自動酶標儀上測出各孔吸光度值[D(490)],檢測波長為490nm。上述實驗均重復3次,計算細胞生長抑制率。
1.2.3TST對HNE-1細胞周期變化的影響 分別將濃度為1、2μmol/L的TST處理細胞48h后,實驗設置對照組,收集HNE-1細胞,PBS洗滌2次。離心,去上清液,緩慢加入-20℃預冷的75%乙醇,固定1h。PBS洗滌2次,將等體積的細胞懸液和PI染液混合,4℃放置30min。將樣品放入流式細胞儀(FCM)的樣品室,以激發(fā)波長488nm測定,并用Modfit LT2.0軟件分析細胞周期分布。
1.2.4免疫細胞化學法測定不同濃度TST作用于HNE-1細胞48h后Foxm1的蛋白表達 分別將終濃度為1、2μmol/L的TST處理細胞48h,同時設細胞對照組和以PBS代替Foxm1一抗的陰性對照組。參照免疫組化SABC試劑盒說明書進行。
1.2.5Western blot檢測細胞Foxm1蛋白表達 將終濃度分別為1、2μmol/L的TST作用HNE-1細胞48h后,細胞裂解液提取胞漿蛋白,Bradford法測定含量后,取等質量的蛋白進行SDS-PAGE電泳分離,轉膜(220mA 2h)后封閉1h,加入兔抗人Foxm1、β-actin一抗37℃孵育。洗滌后加入羊抗兔二抗孵育2h,TBST液洗滌膜3次,加入ECL化學發(fā)光試劑,曝光,成像。用Quantity one分析軟件測定各條帶光密度值。
1.3統(tǒng)計學處理 采用SPSS 17.0統(tǒng)計軟件進行分析。計量資料采用s表示,進行多組均數(shù)比較的單因素方差分析,以P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。
2.1MTT法檢測TST對HNE-1細胞的生長抑制作用 通過MTT觀察到,TST對HNE-1細胞生長抑制作用明顯。經各濃度TST作用48h后,HNE-1細胞的生長抑制率分別在8.31%、17.46%、34.28%、58.68%、87.91%、99.05% (表 1)。由此計算出TST作用于 HNE-1細胞48h的IC50為4.015 μmol/L。根據本結果,本文后續(xù)實驗均選擇濃度為1、2μmol/L的TST藥物作用于HNE-1細胞。
表1 TST作用48h后對HNE-1細胞增殖抑制作用的影響(s)
表1 TST作用48h后對HNE-1細胞增殖抑制作用的影響(s)
組別 OD490 抑制率(%)
2.2TST對 HNE-1細胞周期變化的影響 用FCM檢測TST作用于HNE-1細胞48h細胞周期的變化顯示,經TST處理的兩組細胞的G0/G1期細胞百分率(68.49±3.16%)%、(72.31±2.43)%均高于對照組(53.91±5.13)%,且差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。結果還顯示2μmol/L TST組G0/G1期百分率高于1μmol/L TST組(P<0.05),見表2。
2.3免疫細胞化學法測定不同濃度TST作用于HNE-1細胞48h的Foxm1蛋白表達量 Foxm1在對照組細胞質內表達明顯,不同濃度TST作用于HNE-1細胞48h的Foxm1蛋白表達減少,并且TST濃度越大,F(xiàn)oxm1蛋白表達減少越明顯。利用分析測量圖像軟件Imagepro-Plus5.0進行半定量分析,各濃度TST組的平均光密度值(TST 1μmol/L組:0.207±0.008,TST 2μmol/L組:0.186±0.006)與對照組(0.224±0.008)比較,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05),見封3圖1。
表2 TST對HNE1細胞周期變化的影響(s,%)
表2 TST對HNE1細胞周期變化的影響(s,%)
a:P<0.05,與空白對照組比較;b:P<0.05,與 TST 1μmol/L組比較。
組別 G0~G1 S G2/M 53.01±5.13 26.66±1.04 20.33±1.03 TST 1μmol/L組 68.49±3.16a18.33±1.13a13.18±2.31a TST 2μmol/L組 72.31±2.43ab 14.18±1.21ab 13.51±2.52對照組ab
2.4Western blot檢測不同濃度 TST作用于 HNE-1細胞48h的Foxm1蛋白表達 作用48h后對照組和各濃度TST組均可見明顯的Foxm1蛋白表達,在經TST處理的細胞上表達尤其明顯。將各濃度TST組Foxm1/內參灰度比值(TST 1 μmol/L組:0.831±0.014,TST 2μmol/L組:0.758±0.026),與對照組(0.962±0.016)進行比較,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05),見圖2。
圖2 Western blot檢測不同濃度TST作用于HNE-1細胞48h的Foxm1蛋白表達
鼻咽癌是中國南方常見的頭頸部惡性腫瘤之一,化療是目前晚期鼻咽癌的主要治療方案之一,但由于化療藥物毒副作用大,臨床應用受到限制[4]。腫瘤的發(fā)生、發(fā)展是一個多因素協(xié)同作用的過程,包括病毒感染、致癌物作用、癌基因激活和抑癌基因失活、細胞凋亡和增殖調節(jié)失調等多個因素多個環(huán)節(jié)[5]。隨著腫瘤發(fā)生、發(fā)展過程中新的腫瘤分子機制的不斷闡明,全新的腫瘤治療策略應運而生。其中靶向治療是目前腫瘤治療的研究熱點[6]。
Foxm1基因是一種增殖特異性基因,與胚胎發(fā)育、衰老、再生和腫瘤等許多病理、生理過程關系密切[7]。目前,有研究發(fā)現(xiàn),F(xiàn)oxm1在肝癌、基底細胞癌、乳腺癌 、肺癌等多種腫瘤中高表達,參與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展[8-12]。Foxm1有望成為一種潛在的全新腫瘤治療靶點。另有報道,TST可特異性抑制乳腺癌細胞中Foxm1,而達到抑制腫瘤生長的作用[7]。
作者的前期研究發(fā)現(xiàn),F(xiàn)oxm1在人鼻咽癌組織中高表達,并與鼻咽癌的分期及轉移程度呈正相關。因此,本研究從細胞角度檢測Foxm1在鼻咽癌HNE-1細胞株中的表達;同時檢測TST對鼻咽癌HNE-1細胞株增殖抑制的作用及與Foxm1相關的可能機制,結果顯示:(1)TST對HNE-1有明顯的增殖抑制作用,并且隨濃度的增加,增殖抑制作用增強,這與Nicolaou等[13]報道TST對肺癌細胞株具有較強的增殖抑制作用相符。(2)在TST作用后的 HNE-1細胞中,G0/G1期細胞百分率增加,導致HNE-1細胞阻滯在G0/G1期,并且呈劑量依賴性,這與Koo等[2]報道TST阻滯乳腺癌細胞株于G0/G1期是相符的。(3)隨TST濃度的增加,F(xiàn)oxm1蛋白表達量的表達逐漸減少;TST對 HNE-1細胞的增殖抑制作用可能是通過抑制Foxm1蛋白表達實現(xiàn)的,這與Bhat等[14]報道相符。
綜上所述,TST對人鼻咽癌HNE-1細胞株具有較好的體外增殖抑制作用,其機制可能是通過抑制腫瘤細胞中Foxm1轉錄因子的蛋白表達實現(xiàn)的。本實驗可為Foxm1基因成為腫瘤治療的新靶點及其特異性抑制劑TST的臨床應用提供一定的實驗室基礎。
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