劉 亮,左 靜,左連富*,郭建文
(河北醫(yī)科大學第四醫(yī)院1.腫瘤研究所流式細胞室,河北石家莊050011;2.腫瘤內(nèi)科,河北石家莊050011)
食管癌是我國較常見的惡性腫瘤,尤其是河北省的磁縣,食管癌發(fā)病率及死亡率較高??鼓[瘤藥物較大的不良反應(yīng)是導致化療效果下降的主要原因之一,尋找高效低毒的抗腫瘤藥物,是腫瘤學研究者長期從事的工作。中藥治療腫瘤已具有幾千年的歷史,具有低毒、價廉等優(yōu)點。青蒿琥酯 (Artesunate,Art)化學名為二氫青蒿素-1,2-α-2琥珀酸單酯,是具有倍半萜結(jié)構(gòu)的抗瘧藥青蒿素的衍生物之一,研究發(fā)現(xiàn),青蒿琥酯除了具有抗瘧作用以外還具有抗腫瘤活性[1-2],但在食管癌中的研究較少。本實驗主要研究青蒿琥酯誘導食管癌細胞凋亡的作用。
1.1.1 細胞系來源:人食管癌細胞系Eca109細胞為本實驗室傳代培養(yǎng)。
1.1.2 主要實驗儀器及試劑:Epics-XLⅡ型流式細胞儀 (Beckman-Coulter公司);BCL-2抗體(克隆號:sc-7480)及BAX抗體(克隆號:sc-7382)(Santa Cruz公司);青蒿琥酯(批號:ZA070802)(桂林南藥有限公司);胎牛血清(杭州四季青公司)。
1.2.1 藥物干預實驗:取對數(shù)生長期的Eca109細胞以1×106/mL接種至細胞培養(yǎng)瓶中,待細胞貼壁后,加入不同濃度的青蒿琥酯,使終濃度分別達到10、20、40 mg/L,對照組使用0.9%氯化鈉代替青蒿琥酯,作用24 h后,收集細胞,PBS液洗滌2次,部分細胞70%乙醇固定放入4℃冰箱保存用于流式細胞術(shù)檢測,部分細胞用于Western blot檢測。每組實驗重復3次。
1.2.2 流式細胞術(shù)檢測細胞凋亡率及細胞周期:調(diào)整每份樣品的細胞數(shù)為1×106/100μL,加入50 mg/L PI染液1 mL,在4℃冰箱中染色30 min,上機檢測DNA含量。應(yīng)用Expo 32 ADC軟件對凋亡
1.2.3 流式細胞術(shù)檢測細胞中BCL-2及BAX蛋白表達量:調(diào)整每份樣品的細胞數(shù)為1×106/100μL,分別加入小鼠抗人BCL-2及BAX抗體,常溫放置30 min,PBS液洗滌2次,加入1∶50稀釋的羊抗小鼠FITC標記的IgG二抗,常溫下放置30 min,PBS液洗滌2次,上流式細胞儀檢測。流式細胞術(shù)檢測蛋白含量以平均熒光強度表示。
1.2.4 Western blot方法檢測細胞中BCL-2及BAX蛋白表達水平:冷PBS洗滌細胞2次,使用RIPA試劑常規(guī)方法提取細胞蛋白。常規(guī)Western blot方法檢測細胞中BCL-2及BAX蛋白,其中β-actin為內(nèi)參照。
10、20、40 mg/L青蒿琥酯作用 Eca109細胞24 h后,與對照組相比,細胞凋亡率顯著增高(p<0.05),細胞增殖指數(shù)顯著降低(p<0.05),細胞G0/G1期顯著增高(p<0.05),且具有劑量依賴性(表1,圖 1,2)。
表1 流式細胞術(shù)檢測不同濃度Art作用Eca109細胞24 h細胞凋亡率及細胞周期Table 1 The cell apoptosis rate and cell cycle of Eca109 cells after the treatment of different concentrations of Art for 24 hours assayed by flow cytometry,n=3)
表1 流式細胞術(shù)檢測不同濃度Art作用Eca109細胞24 h細胞凋亡率及細胞周期Table 1 The cell apoptosis rate and cell cycle of Eca109 cells after the treatment of different concentrations of Art for 24 hours assayed by flow cytometry,n=3)
*p<0.05 compared with Art 40 mg/L group
Art(mg/L)apoptosis rate(%)G0/1 phase(%)PI(%)0 1.52±0.09* 44.53±0.51* 55.46±0.51*10 5.26±0.20* 50.90±1.51* 49.10±1.51*20 18.39±1.58* 56.53±1.58* 43.47±1.58*40 26.78±1.09 61.60±2.44 38.40±2.44
青蒿琥酯組與對照組相比,細胞中BCL-2蛋白表達水平顯著降低(p<0.05),細胞中BAX蛋白表達水平顯著增高(p<0.05),且具有劑量依賴性(表2,圖3,4)。
青蒿琥酯實驗組與對照組相比,Eca109細胞中BCL-2蛋白表達水平降低,BAX蛋白表達水平增高(圖5),與流式細胞術(shù)檢測結(jié)果一致。
表2 流式細胞術(shù)檢測不同濃度Art作用Eca109細胞24 h細胞中BCL-2和BAX蛋白表達水平Table 2 The BCL-2 and BAX protein expression level of Eca109 cells after the treatment of different concentrations of Art for 24 hours assayed by flow cytometry(,n=3)
表2 流式細胞術(shù)檢測不同濃度Art作用Eca109細胞24 h細胞中BCL-2和BAX蛋白表達水平Table 2 The BCL-2 and BAX protein expression level of Eca109 cells after the treatment of different concentrations of Art for 24 hours assayed by flow cytometry(,n=3)
*P <0.05 compared with Art 40 mg/L group.
Art(mg/L)BCL-2 protein BAX protein 0 420.28±6.04* 248.95±5.47*10 369.99±16.22* 292.65±9.47*20 322.34±14.11* 422.23±7.46*40 179.01±10.35 479.22±8.33
青蒿琥酯作用后,Eca109細胞中BCL-2及BAX蛋白表達呈顯著負相關(guān)(pearson相關(guān)系數(shù)=-0.922,P=0.000)。
圖3 流式細胞術(shù)檢測不同濃度Art作用Eca109細胞24h細胞中BCL-2蛋白表達水平Fig 3 The BCL-2 protein expression level of Eca109 cells after the treatment of different concentrations of Art for 24 hours assayed by flow cytometry
圖4 流式細胞術(shù)檢測不同濃度Art作用Eca109細胞24h細胞中BAX蛋白表達水平Fig 4 The BAX protein expression level of Eca109 cells after the treatment of different concentrations of Art for 24 hours assayed by flow cytometry
圖5 Western blot方法檢測Eca109細胞中BCL-2及BAX蛋白表達水平Fig 5 The BCL-2 and BAX protein expression of Eca109 cells assayed by Western blot
食管癌是我國較常見的惡性腫瘤,目前食管癌的化療效果欠佳,主要原因在于藥物不良反應(yīng)較大和多藥耐藥的產(chǎn)生,尋找低毒、不耐藥的抗腫瘤藥物就顯得十分重要。中藥治療腫瘤已有久遠的歷史,具有不良反應(yīng)少,價格低等優(yōu)點。青蒿琥酯是青蒿素衍生物之一,具有較好的抗瘧作用[3-4],尤其對重型和耐藥型瘧疾具有較好的療效[5-7],進一步研究發(fā)現(xiàn),青蒿琥酯還具有調(diào)節(jié)免疫、抗血吸蟲及抗腫瘤作用[8-9]。本實驗主要研究青蒿琥酯誘導食管癌細胞凋亡作用,為臨床上尋找高效、低毒的抗食管癌藥物提供實驗基礎(chǔ)。
大量文獻報道,青蒿琥酯抗腫瘤主要是通過誘導細胞凋亡而發(fā)揮作用[10-11],但少見在食管癌中的研究,在本實驗中選取了青蒿琥酯的3個濃度,發(fā)現(xiàn)青蒿琥酯可以誘導食管癌Eca109細胞產(chǎn)生凋亡,而起到抗食管癌作用,且誘導細胞凋亡作用具有青蒿琥酯劑量依賴性。進一步研究發(fā)現(xiàn),青蒿琥酯作用后抗凋亡基因蛋白BCL-2表達水平顯著降低,而BAX蛋白表達水平顯著升高,其兩者之間具有顯著的負相關(guān)性。降低細胞中BCL-2蛋白表達水平,升高BAX蛋白表達水平可以誘導細胞凋亡。本研究除了發(fā)現(xiàn)青蒿琥酯通過誘導細胞凋亡而起到抗食管癌作用外,實驗中還發(fā)現(xiàn),青蒿琥酯可以顯著降低Eca109細胞增殖指數(shù),抑制食管癌細胞增殖,將其細胞周期阻滯在G0/G1期。
綜合本實驗研究,提示青蒿琥酯具有抗食管癌作用。青蒿琥酯抗食管癌作用與誘導細胞凋亡、細胞周期阻滯及抑制細胞增殖有關(guān)。青蒿琥酯具有低毒、高效及價廉等優(yōu)點,如果能將其開發(fā)為抗腫瘤藥物,將具有廣泛的應(yīng)用前景。
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