韋云妮,楊斌,梁麗莉,張夢師,許藝齡,王柳萍
(1廣西醫(yī)科大學藥學院,南寧 530021;2廣西中醫(yī)藥大學)
中國最新癌癥數據顯示,肺癌仍是各類癌癥之首,癌癥防治已是人們關注的重點對象[1~3]。非小細胞肺癌(NSCLC)是肺癌中的一種主要類型[4],且由于發(fā)現較晚以及醫(yī)療技術水平的限制,加大了肺癌的醫(yī)治難度和復發(fā)風險[5]。復方夏枯草制劑由夏枯草、淫羊藿等制成。夏枯草味辛,性寒,常用于軟堅散結、消腫、抗腫瘤等[6,7],其機制主要與腫瘤細胞增殖受到抑制、誘導腫瘤細胞凋亡、誘導分化、抗氧化、免疫調節(jié)、逆轉腫瘤耐藥等因素有關[8]。淫羊藿味甘,性溫和,活性成分活躍,其不僅能阻滯前列腺癌細胞腫瘤生長、侵襲和遷移,還能使黑色素B16腫瘤細胞發(fā)生凋亡[9~11]。本課題組成員在前期實驗發(fā)現,由夏枯草、西紅花、膽南星、龍血竭、冰糖草等組成的依癌膠囊對人非小細胞肺癌NCI-H460細胞裸鼠移植瘤有抑制作用,且不良反應小[12]。除此之外,關于淫羊藿和夏枯草對人肺癌H460細胞的影響,至今仍無詳細的研究報道。2015年11月~2018年3月,本研究觀察了不同濃度復方夏枯草制劑對NCI-H460細胞移植裸鼠瘤體生長的影響,并探討其可能機制。
1.1 實驗動物 SPF級裸鼠(BALB/c)36只,雄性,3~5周齡,購于湖南斯萊克景達實驗動物有限責任公司[許可證號碼:SCXK(湘)2016-0002]。
1.2 藥物、試劑及儀器 復方夏枯草制劑中的中藥材由北海天洄生物技術有限公司提供,本課題組制成復方夏枯草制劑,取處方中的淫羊藿、夏枯草等4味藥材,粉碎成粗粉,加入十倍量水進行煎煮,提取3次,1 h/次,合并3次煎煮液濾過,減壓濃縮至每毫升含2 mg生藥,4 ℃保存?zhèn)溆?;環(huán)磷酰胺(CTX,百特醫(yī)療用品貿易有限公司)??捡R斯亮蘭試劑盒(南京建成生物工程研究所)。潔凈凈化工作臺(蘇州凈化設備總廠),二氧化碳培養(yǎng)箱(Thermo Forma公司),倒置顯微鏡(日本Olympus公司),十萬分之一電子天平[梅特勒—托利多國際貿易(上海)有限公司]。
1.3 NCI-H460細胞培養(yǎng) 超凈工作臺經紫外照射30 min后將NCI-H460細胞置于含有配好培養(yǎng)液(由RPMI1640培養(yǎng)基、GIBCO血清、雙抗青鏈霉素按90∶10∶1的比例混合而成)的培養(yǎng)瓶中,于細胞房37 ℃、5%CO2的恒溫培養(yǎng)箱里培養(yǎng),并每天潤洗換液。
1.4 裸鼠移植瘤模型制備、分組及復方夏枯草制劑灌胃 超凈工作臺經紫外照臺30 min后,用0.25的胰蛋白酶消化細胞,按照文獻方法進行操作。在SPF環(huán)境下,碘伏消毒裸鼠右后肢皮膚表面,取醫(yī)院常用的1 mL注射器吸0.2 mL的NCI-H460細胞懸液注射到裸鼠右后肢皮下,注射完畢后用棉簽輕輕按壓30 s,接種完畢后繼續(xù)在SPF環(huán)境下飼養(yǎng),并在每天固定時間范圍內觀察記錄裸鼠活動、精神、生存及瘤體生長情況。腫瘤體積長到60~80 mm3的30只裸鼠分為高劑量組、中劑量組、低劑量組、陽性組、模型組各6只,另取6只正常裸鼠作為對照組,高劑量組、中劑量組、低劑量組分別以2.4、1.2、0.6 g/kg的復方夏枯草制劑灌胃,陽性組注射0.025 g/kg的CTX,對照組和模型組灌胃等體積蒸餾水;陽性組隔兩天給藥1次,其他組每天1次。
1.5 裸鼠一般情況觀察及瘤體積測量和瘤重、藥物抑瘤率計算 在給藥期間,每天固定時間范圍內觀察并記錄已接種細胞的裸鼠生存質量、精神狀態(tài)、行為飲食及腫瘤生長情況。給藥結束次日,在處死裸鼠之前先將裸鼠稱重并用游標卡尺測量移植瘤的近似大小,再用鑷子和小剪刀小心完整剝離取出移植瘤,迅速剔除血塊、脂肪、腫瘤包膜及壞死組織,生理鹽水沖洗,然后拿吸水紙吸去殘余水分,于萬分之電子稱調零之后稱取瘤體的重量,隨后用小剪刀把瘤體分成兩塊,分別放到-80 ℃冰箱里凍存和固定在裝有4多聚甲醛的離心管里,待用。計算腫瘤體積,抑瘤率(IR)=(1-實驗組平均瘤重/模型組平均瘤重)×100%;計算抑瘤率,抑瘤率=(1-復方夏枯草制劑組平均腫瘤體積/模型組平均腫瘤體積)×100%,有標準規(guī)定中藥醫(yī)治腫瘤其抑瘤率>30%被視為有效。
1.6 瘤組織病理形態(tài)學觀察 參照文獻[13]方法,于光學顯微鏡下觀察腫瘤的生長情況和壞死程度等。
1.7 瘤組織中Bcl-2、Bax、Caspase-3檢測 采用免疫組化法。按照試劑盒說明書的實驗步驟進行操作,將組織切片脫蠟至水修復、孵育,血清封閉,加一抗、二抗,DAB顯色,蘇木精染色,酒精分化,水洗返藍,中性樹膠封片,鏡檢。結果判斷標準:若被著色為黃色則發(fā)生陽性反應,Bcl-2、Bax、Caspase主要是胞質呈陽性。隨機取5個視野在200倍光鏡下觀察,并計算呈陽性細胞的百分比,取其平均值。
2.1 各組裸鼠一般情況比較 與模型組相比,給藥組裸鼠的精神,行為活動、食欲均無明顯異常,瘤體生長緩慢;CTX組形體消瘦,體質量減輕,精神萎靡,瘤體積較模型組小。各組給藥前后瘤體積及腫瘤體積比較見表1。高劑量組、中劑量組、低劑量組、模型組、陽性組抑瘤率分別為43.9%、21.5%、13.0%、0、71.7%。
表1 各組給藥前后瘤體積及瘤重比較
注:與模型組比較,*P<0.05。
2.2 各組瘤組織病理形態(tài)比較 各組瘤組織均為細胞核呈藍色,細胞質呈紅色。模型組癌細胞緊密,核仁體積大;陽性組和復方夏枯草制劑低、中、高劑量組細胞有不同程度壞死,癌細胞數目明顯減少,且大小不一,胞質破裂,完整性不好。
2.3 各組瘤組織Bcl-2、Bax、Caspase-3陽性率比較 結果見表2。
表2 各組瘤組織Bcl-2、Bax、Caspase-3陽性率比較
注:與模型組比較,*P<0.05。
癌癥的發(fā)病率和病死率隨著環(huán)境污染的急速加劇而逐漸升高,盡管人類的醫(yī)學水平在科技高速發(fā)展的今天有了很大提高,但是每年死于癌癥的人數還是高得驚人,因此征服惡性腫瘤已成為全世界人們的迫切愿望,也成為各醫(yī)務工作人員最緊要的任務[14]。肺癌在所有惡性腫瘤的病死率中占據首位,可分為小細胞肺癌和非小細胞肺癌。
復方夏枯草制劑由夏枯草、淫羊藿等極具特色的中草藥通過水提取法、蒸餾、濃縮制成。夏枯草味辛,性寒,常用于軟堅散結、消腫、抗腫瘤等[6,7];當前,夏枯草無論是在抗癌方面,還是在機制研究方面,都有大量的文獻記載,其機制主要與腫瘤細胞增殖受到抑制、誘導腫瘤細胞凋亡、誘導分化、抗氧化、免疫調節(jié)、逆轉腫瘤耐藥等因素有關[8]。目前,對于夏枯草的研究匯集在體外,對于體內研究較少。淫羊藿味甘,性溫和,活性成分活躍,尤其是淫羊藿苷成分,近年來在抗腫瘤的研究中獲得顯著進展[9]。有文獻[10,11]報道,淫羊藿苷不僅能阻滯前列腺癌細胞的生長、侵襲和遷移,還能使黑色素B16腫瘤細胞發(fā)生凋亡。本研究顯示,與模型組比較,高劑量組、陽性組給藥后瘤體積、瘤重減小。模型組癌細胞緊密,核仁體積大;陽性組和復方夏枯草制劑低、中、高劑量組細胞有不同程度壞死,癌細胞數目明顯減少,且大小不一,胞質破裂,完整性不好。提示復方夏枯草制劑能抑制NCI-H460細胞裸鼠移植瘤生長,高劑量濃度效果最好。
細胞凋亡中有多種基因蛋白參與,并主要由內、外源性兩種途徑發(fā)生,其內途徑又是細胞發(fā)生凋亡的主要途徑,與線粒體緊密相關,而線粒體的內外膜間腔中含有Caspase、Bax、Bcl-2等多種涉及細胞凋亡的因子[15]。Caspase家族能夠誘導多種蛋白酶系統(tǒng)發(fā)生凋亡,在凋亡途徑中起主導作用并能匯集多條凋亡途徑,致使腫瘤細胞執(zhí)行最終凋亡命名[16]。若Caspase家族被激活,細胞內的蛋白質將被依次慢慢降解,從而致使凋亡的腫瘤細胞不再有復活的可能[17]。Caspase家族中的Caspase-3通過酶切下游底物,直接執(zhí)行細胞凋亡,Bcl-2家族能夠在線粒體途徑中主要調節(jié)控制調亡因子釋放,其中Bcl-2家族中的相關蛋白Bax能促使線粒體上通透轉運孔道的開放,從而Caspase蛋白被激活,誘導細胞調亡[18~20]。Bcl-2家族根據功能的差異主要分為兩種蛋白(抗凋亡和促凋亡),其中抗凋亡蛋白有Bcl-2、Bcl-xL,促凋亡蛋白研究最多的有Bax、Bcl-Xs、Bad。Bcl-2家族能夠在彼此間構成二聚體形式相互調節(jié)對方細胞生與死[21,22]。本研究顯示,與模型組比較,高劑量組、中劑量組、低劑量組、陽性組Bax陽性率升高,高劑量組、中劑量組、陽性組Caspase-3陽性率升高。提示中高劑量組復方夏枯草制劑是直接通過上調Bax、Caspase-3表達促使腫瘤細胞發(fā)生凋亡。
總之,高劑量復方夏枯草制劑能抑制NCI-H460細胞移植裸鼠瘤體的生長,其作用機制可能是通過上調Bax、Caspase-3表達。