趙丹懿,戴朝霞,陳駿,李丹Δ,高文濤
(1.大連醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院腫瘤科,遼寧大連116023;2.南京醫(yī)科大學(xué),江蘇南京210029)
白藜蘆醇對肝癌細胞Bel-7402的抑制作用及其效應(yīng)機制分析
趙丹懿1,戴朝霞1,陳駿1,李丹1Δ,高文濤2
(1.大連醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院腫瘤科,遼寧大連116023;2.南京醫(yī)科大學(xué),江蘇南京210029)
目的通過體內(nèi)體外實驗,觀察白藜蘆醇(resveratrol,Res)對肝癌細胞Bel-7402的增殖抑制作用,并對其抑癌的可能效應(yīng)機制進行分析。方法實驗中設(shè)4個Res藥物組,終濃度分別為12.5、25、50、100μmol/L,同時設(shè)置不含Res藥物的對照組,采用MTT法測試Res對體外培養(yǎng)肝癌Bel-7402細胞的增殖抑制作用,反轉(zhuǎn)錄PCR(reverse transcription-PCR,RT-PCR)檢測Bcl-2 mRNA的表達,Western Blot檢測Bcl-2蛋白的表達,ELISA測定Res對荷瘤小鼠細胞因子水平的影響。結(jié)果與對照組相比,Res可以呈劑量和時間依賴性方式抑制肝癌Bel-7402細胞的增殖和Bcl-2 mRNA及其蛋白的表達(P<0.05)。同時Res能明顯抑制荷瘤小鼠腫瘤的生長,并能明顯升高荷瘤小鼠體內(nèi)細胞因子IL-2、IL-6、IL-12和TNF-α的水平(P<0.05)。結(jié)論Res體內(nèi)與體外對肝癌細胞Bel-7402均有明顯的增殖抑制活性,其抗腫瘤的效應(yīng)機制可能與其下調(diào)Bcl-2的表達和提高細胞因子IL-2、IL-6、IL-12及TNF-α的水平有關(guān)。
白藜蘆醇;肝癌細胞Bel-7402;抑制作用;效應(yīng)機制
肝癌是一種十分常見的惡性消化道腫瘤,其病死率高、危害性大,已經(jīng)位居世界腫瘤性疾病的第3位,且有逐年升高的趨勢[1-3]。中國是肝癌的高發(fā)區(qū),其發(fā)病人數(shù)約占全世界總發(fā)病數(shù)的一半,而其死亡率也位居世界之首[4]。目前,治療肝癌的首選方法是進行手術(shù)切除,約有40%的肝癌患者均采用手術(shù)切除治療[5]。近年來,隨著外科手術(shù)技術(shù)的快速發(fā)展,肝癌的手術(shù)治療效果也在一定程度上得到改善。但是,肝癌術(shù)后復(fù)發(fā)率相當(dāng)高,5年后復(fù)發(fā)率高達80%左右,患者的總體生存率并未得到明顯提高[6]。因此,尋找和開發(fā)高效低毒的抗肝癌藥物具有十分重要的意義。白藜蘆醇(resveratrol,Res)作為一種天然的多酚化合物,廣泛存在于葡萄、花生等天然植物中,具有顯著的抗炎、抗自由基和抑制血小板凝聚等作用,對動脈粥樣硬化和冠心病也有一定的預(yù)防作用[7]。有研究表明,Res能夠抑制體外培養(yǎng)的多種人腫瘤細胞的增殖,同時對移植在小鼠體內(nèi)的腫瘤細胞也顯示出一定的增殖抑制活性[8]。目前,Res在治療肝癌方面也有一定的研究,并顯示出良好的應(yīng)用前景,但其具體的作用機制并不十分清楚。本研究通過體內(nèi)體外實驗,觀察白藜蘆醇對肝癌細胞Bel-7402的增殖抑制作用,并對其抑癌的可能效應(yīng)機制進行分析。
1.1 實驗試劑 白藜蘆醇(Sigma公司,美國);DMEM培養(yǎng)基、FBS胎牛血清(Hyclone公司,美國);MTT噻唑藍(Amresco公司,美國);Trizol RNA試劑盒(Invitrogen公司,美國);反轉(zhuǎn)錄酶(NEB公司,美國);Taq DNA聚合酶(東盛生物科技有限公司,中國);人Bcl-2單克隆抗體(中衫金橋公司,中國),羊抗兔二抗(DAKO公司,美國)。
1.2 實驗細胞與動物 肝癌細胞Bel-7402購于美國ATTC公司,Bel-7402荷瘤小鼠購于中國科學(xué)院萊克實驗動物中心,合格證號:S015732-21。
1.3 方法
1.3.1 肝癌Bel-7402細胞體外培養(yǎng):Bel-7402細胞用含10%胎牛血清、青霉素105IU/L、鏈霉素100mg/L的DMEM高糖培養(yǎng)基于37℃,CO2體積分數(shù)為5%的細胞培養(yǎng)箱內(nèi)培養(yǎng)。細胞融合到85%左右時,用0.25%胰酶消化,傳代[9]。
1.3.2 MTT比色法測定肝癌Bel-7402細胞增殖:取對數(shù)生長期的細胞,以1×104個/mL的密度接種于96孔培養(yǎng)板中,每孔接種100μL,培養(yǎng)待細胞貼壁后,再加入用培養(yǎng)基稀釋的不同濃度的Res藥物100μL,Res的最終濃度為12.5、25、50、100 μmol/L,共4組,每組設(shè)置6個復(fù)孔,同時設(shè)置不含Res藥物的對照組,也設(shè)置6個復(fù)孔。分別培養(yǎng)24 h和48 h后,每孔加入25 μL的MTT噻唑藍,繼續(xù)培養(yǎng)4 h后小心棄去培養(yǎng)液,再每孔加入150μL的DMSO,于搖床上振搖10 min,充分溶解生成的結(jié)晶,然后于490 nm波長處測定各組的光吸收值(OD值),重復(fù)3次,取均值。用下面的公式計算各組藥物的細胞的抑制率[10-11]:抑制率=(1-藥物組OD值/對照組OD值)×100%。
1.3.3 RT-PCR法檢測肝癌Bel-7402細胞Bcl-2 mRNA的表達:肝癌Bel-7402細胞用Res作用培養(yǎng)48 h后,收集細胞,然后提取各組細胞總RNA,再立刻逆轉(zhuǎn)錄成cDNA,置于-20℃的冰箱保存?zhèn)溆?。Bcl-2 mRNA的擴增實驗操作按照RT-PCR試劑盒的說明進行,反應(yīng)體系為50μL,94℃下先預(yù)變性5 min,然后按照94℃30 s,56℃60 s,72℃120 s,反復(fù)進行30個循環(huán),最后在72℃下延伸10min。然后取RT-PCR的產(chǎn)物10μL進行電泳,相對分子質(zhì)量標(biāo)準采用puc Mix Marker,使用凝膠掃描系統(tǒng)掃描目的基因和β-actin基因的光密度值,目的基因光密度與β-actin基因光密度的比值反映該目的基因mRNA的表達水平。
1.3.4 Western blot法檢測肝癌Bel-7402細胞Bcl-2蛋白的表達:肝癌Bel-7402細胞用Res作用培養(yǎng)48 h后,收集細胞,然后提取各組細胞蛋白。取煮沸后的蛋白質(zhì)樣品用SDS-PAGE電泳分離,然后轉(zhuǎn)移至Millipore膜。用脫脂奶粉封閉1 h后,用Bcl-2單克隆抗體孵育,緊接著用二抗孵育,采用ECL放射自顯影。最后將膠片掃描,分析目標(biāo)帶的分子量和光密度值,β-actin作為內(nèi)參對照,2者光密度比值即為目的蛋白的相對表達水平。
1.3.5 肝癌Bel-7402荷瘤小鼠建模:將正常培養(yǎng)的肝癌Bel-7402細胞制成懸液,注射進80只小鼠體內(nèi)。然后隨機分為對照組和實驗組,每組各40只。實驗組小鼠再分為4組,每組各10只,按照25、50、100、200mg/kg的Res劑量進行灌胃,對照組每日用相同體積的蒸餾水灌胃。每隔1周測量腫瘤的體積。
1.3.6 ELISA法檢測細胞因子水平:采用雙抗體夾心法檢測細胞因子IL-2、IL-6、IL-12和TNF-α的水平。
1.4 統(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS 17.0統(tǒng)計軟件包建立數(shù)據(jù)庫并進行統(tǒng)計分析。所有資料行正態(tài)分布檢驗,呈正態(tài)分布的計量資料以±s”表示,非正態(tài)分布的計量資料以中位數(shù)和四分位間距M(Q3-Q1)表示;正態(tài)資料組間比較采用t檢驗,等級資料組間比較采用秩和檢驗,樣本率的比較采用卡方檢驗分析;以P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
2.1 MTT法測試Res對體外培養(yǎng)肝癌Bel-7402細胞的增殖抑制作用 由圖1可知,與對照組相比,Res呈劑量和時間依賴性抑制體外培養(yǎng)肝癌細胞Bel-7402的增殖(P<0.05)。由圖2可知,對照組細胞形態(tài)正常,密度大,Res組的細胞,隨著濃度的不斷增大,Bel-7402細胞出現(xiàn)了典型的凋亡特征:細胞的染色質(zhì)固縮,且出現(xiàn)了凋亡小體。
圖1 Res對肝癌Bel-7402細胞的增殖抑制Fig.1 The inhibition of Res on Bel-7402
圖2 不同濃度Res作用48 h后肝癌Bel-7402細胞的形態(tài)變化(SP×400)A:對照組細胞;B:12.5μmol/L Res組;C:25μmol/L Res組;D:50μmol/L Res組;E:100μmol/L Res組Fig.2 Themorphological changes of Bel-7402 cells after 48 h of different concentrations of Res(SP×400)A:Control group;B:12.5μmol/L Res group;C:25μmol/L Res group;D:50μmol/L Res group;E:100μmol/L Res group
2.2 RT-PCR法檢測Res對體外培養(yǎng)肝癌Bel-7402細胞Bcl-2 mRNA表達的影響 使用RT-PCR法檢測對照組和Res組Bel-7402細胞中Bcl-2 mRNA的表達情況。由圖3檢測結(jié)果所示,Res組Bcl-2 mRNA的表達顯著低于對照組,其中100μmol/L Res組表達最低,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。
圖3 Res對肝癌Bel-7402細胞Bcl-2 mRNA表達的影響M:DNA分子量標(biāo)準;1.100μmol/L Res組;2.50μmol/LRes組;3.25μmol/L Res組;4.12.5μmol/L Res組Fig.3 Effects of Res on the expression of Bcl-2 mRNA in Bel-7402 cellsM:Standard of DNA molecular weight;1.100μmol/L Res group;2.50μmol/L Res group;3.25μmol/LRes group;4.12.5μmol/L Res group
2.3 Western Blot法檢測Res對肝癌Bel-7402細胞Bcl-2蛋白表達的影響 由圖4 Western Blot的實驗結(jié)果可知,與對照組相比,肝癌Bel-7402細胞的Bcl-2蛋白表達明顯減少,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),說明Res抑制了Bel-7402細胞Bcl-2的蛋白表達。
圖4 Res對肝癌Bel-7402細胞Bcl-2蛋白表達的影響Fig.4 Effects of Res on the expression of Bcl-2 protein in Bel-7402 cells
2.4 Res對荷瘤小鼠腫瘤生長的抑制 由表1可知,與對照組相比,Res能顯著抑制荷瘤小鼠移植性肝癌細胞Bel-7402的生長,腫瘤重量比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。
表1 Res對Bel-7402荷瘤小鼠腫瘤生長的影響Tab.1 Effects of Res on tumor growth ofmice with Bel-7402 tumor
2.5 ELISA法測定Res對荷瘤小鼠細胞因子的影響 由表2可知,與對照組相比,Res組荷瘤小鼠血清中的IL-2、IL-6、IL-12和TNF-α的水平明顯升高,有顯著性差異(P<0.05)。
表2 Res對Bel-7402荷瘤小鼠血清細胞因子水平的影響Tab.2 Effect of Res on cytokine levels ofmice with Bel-7402 tumor
細胞凋亡能夠清除體內(nèi)老化變異的細胞,從而維持機體的穩(wěn)定。當(dāng)在基因水平上失去對某個細胞的正常調(diào)控時往往就會導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生。故而,細胞凋亡機制對于腫瘤的發(fā)生發(fā)展具有十分重要的意義。有研究顯示,白藜蘆醇能夠誘導(dǎo)腫瘤細胞的分化凋亡,但其具體的作用機制并不十分清楚。本研究通過體內(nèi)體外實驗,觀察白藜蘆醇對肝癌細胞Bel-7402的增殖抑制作用,并對其抑癌的可能效應(yīng)機制進行分析。研究發(fā)現(xiàn),無論是在體內(nèi)還是在體外,白藜蘆醇對肝癌Bel-7402的增殖都顯示出了良好的抑制活性。此外還發(fā)現(xiàn)白藜蘆醇下調(diào)了Bel-7402細胞Bcl-2的表達。Bcl-2是一種十分重要的細胞凋亡調(diào)控基因,位于線粒體膜和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上,它能夠抑制細胞發(fā)生凋亡,從而導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生[12-13]。所以,白藜蘆醇下調(diào)Bcl-2的表達,可能就是其抑制Bel-7402細胞增殖并誘導(dǎo)其凋亡的原因。
機體免疫調(diào)節(jié)發(fā)生紊亂也是導(dǎo)致肝癌的重要因素,而導(dǎo)致免疫異常通常是由于血清細胞因子的作用。本研究發(fā)現(xiàn),白藜蘆醇治療組的荷瘤鼠血清中IL-2、IL-6、IL-12和TNF-α的水平升高。而IL-2是調(diào)節(jié)機體免疫功能中最重要的細胞因子,它能夠誘導(dǎo)免疫T細胞的增殖和促進淋巴B細胞的免疫應(yīng)答,從而發(fā)揮抗腫瘤的作用。IL-6和IL-12也能夠誘導(dǎo)免疫T細胞和自然殺傷細胞NK的產(chǎn)生[14-15]。大量的實驗表明,IL-6和IL-12具有廣泛的抑瘤作用,甚至可以促進腫瘤轉(zhuǎn)移病灶的消退[16-17]。此外,TNF-α作為一種腫瘤抑制因子,具有直接殺傷或抑制腫瘤的作用,也能夠促進免疫T細胞和其他殺傷細胞對腫瘤的殺傷力,可以作用于腫瘤血管,造成腫瘤血管的損傷,從而“餓死”腫瘤[18]。
總之,本研究證實白藜蘆醇能夠在體內(nèi)體外移植肝癌Bel-7402細胞的增殖。初步闡明了白藜蘆醇通過下調(diào)細胞Bcl-2的表達,提高IL-2、IL-6、IL-12和TNF-α的水平發(fā)揮抗腫瘤的作用。這對于開發(fā)白藜蘆醇衍生物類的抗癌藥物具有十分重要的意義。
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(編校:譚玲)
The inhibition and possiblemechanism of resveratrol on hepatocellular carcinoma cell line Bel-7402 both in vitro and vivo
ZHAO Dan-Yi1,DAIChao-xia1,CHEN Jun1,LIDan1Δ,Gao Wen-tao2
(1.Department of Oncology,The Second Affiliated Hospital of Dalian Medical University,Dalian 116023,China;2.Nanjing Medical University,Nanjing 210029,China)
ObjectiveTo explore the inhibition effect and the possiblemechanism of resveratrol on human hepatocellular carcinoma cell line Bel-7402 both in vitro and vivo.MethodsFour Res drugs in the experiment group,the final concentrations were 12.5,25,50,100μmol/L,the control group at the same time setnot containing Res drugs,MTT assaywas used tomeasure the inhibition of resveratrolon Bel-7402.The expression of Bcl-2 was detected by RT-PCR and Western Blot.The levels of IL-2,IL-6,IL-12 and TNF-αwere detected by ELISA.Results Resveratrol inhibited Bel-7402 cell proliferation in dose and timemanner,and influenced the expression of Bcl-2 mRNA and protein.At the same time,resveratrol inhibited the growth of tumor and improved the levels of IL-2,IL-6,IL-12 and TNF-α.Conclusion Resveratrol could inhibit Bel-7402 cell proliferation both in vitro and vivo,the possiblemechanism may be that resveratrol could low down the expression of Bcl-2 and improve the levels of IL-2,IL-6,IL-12 and TNF-α.
resveratrol;hepatocellular carcinoma cell line Bel-7402;inhibition;mechanism
R735.7
A
1005-1678(2014)07-0006-04
國家自然科學(xué)基金項目計劃書(81172267)
趙丹懿,男,博士,副主任醫(yī)師,研究方向:消化系統(tǒng)腫瘤的介入治療,E-mail:qch1821460048@163.com;李丹,通信作者,女,博士,主治醫(yī)師,研究方向:惡性腫瘤多藥耐藥及侵襲轉(zhuǎn)移機制臨床與基礎(chǔ)研究,E-mail:qch1821460049@163.com。