閻優(yōu)優(yōu) 張博 張琪 周冬梅 林能明
中圖分類號(hào) R966;R735.9 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 A 文章編號(hào) 1001-0408(2019)04-0499-08
DOI 10.6039/j.issn.1001-0408.2019.04.14
摘 要 目的:觀察新型小分子激酶抑制劑Ibr-7[依魯替尼(Ibr)衍生物]對(duì)人胰腺癌Capan-2 細(xì)胞的抑制作用及其可能機(jī)制。方法:以Capan-2細(xì)胞為對(duì)象,采用CCK-8法檢測(cè)1、2、4、8 μmol/L Ibr、Ibr-7作用48 h后的細(xì)胞增殖情況,計(jì)算細(xì)胞存活率;同法檢測(cè)1 μmol/L Ibr、Ibr-7對(duì)不同劑量吉西他濱/紫杉醇(均分別為0.062 5、0.125、0.25、0.5、1 μmol/L)的增敏作用。采用克隆形成試驗(yàn)檢測(cè)1、2、4 μmol/L Ibr、Ibr-7作用48 h后的細(xì)胞克隆形成情況,并記錄細(xì)胞集落形成數(shù)量。采用流式細(xì)胞術(shù)或JC-1法檢測(cè)2、4、8 μmol/L Ibr-7作用24或16 h后細(xì)胞凋亡情況和線粒體膜電位變化情況,并計(jì)算總凋亡率及細(xì)胞線粒體膜電位下降比例。采用Western blotting法檢測(cè)細(xì)胞中相關(guān)凋亡蛋白[多聚二磷酸腺苷核糖聚合酶(PARP)、Noxa、Bcl-2、Bax、髓樣細(xì)胞白血病1(Mcl-1)、B淋巴細(xì)胞瘤xL(Bcl-xL)]的表達(dá)情況。結(jié)果:1、2、4、8 μmol/L Ibr、Ibr-7作用48 h后,細(xì)胞的存活率均顯著下降,各劑量Ibr-7組均顯著低于同劑量Ibr組,且Ibr-7的半數(shù)抑制濃度顯著低于Ibr(P<0.05或P<0.01)。聯(lián)用Ibr、Ibr-7后,細(xì)胞的存活率均顯著低于同劑量吉西他濱/紫杉醇單用組,且Ibr-7聯(lián)用組顯著低于同劑量Ibr聯(lián)用組(P<0.05或P<0.01)。經(jīng)2、4 μmol/L Ibr以及1、2、4 μmol/L Ibr-7作用48 h后,細(xì)胞集落形成數(shù)量均顯著減少,且各劑量Ibr-7組均顯著低于同劑量Ibr組(P<0.01)。經(jīng)不同劑量Ibr-7作用24或16 h后,Capan-2細(xì)胞的總凋亡率(2、4、8 μmol/L組)、細(xì)胞線粒體膜電位下降比例(8 μmol/L組)以及Noxa(2、4、8 μmol/L組)、Bax(8 μmol/L組)蛋白的相對(duì)表達(dá)量均顯著上升,PARP(8 μmol/L組)、Bcl-2(4 μmol/L組)、Mcl-1(2、4、8 μmol/L組)蛋白的相對(duì)表達(dá)量均顯著下降,且8 μmol/L Ibr-7組上述指標(biāo)(PARP、Bcl-2相對(duì)表達(dá)量除外)均顯著優(yōu)于同劑量Ibr組(P<0.05或P<0.01)。而各組細(xì)胞Bcl-xL蛋白的相對(duì)表達(dá)量差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。結(jié)論:與Ibr相比,Ibr-7對(duì)人胰腺癌Capan-2細(xì)胞具有更強(qiáng)的體外增殖抑制作用和促凋亡作用,且具有更強(qiáng)的化療藥物增敏活性;其作用機(jī)制可能與降低細(xì)胞線粒體膜電位,下調(diào)細(xì)胞中PARP、Bcl-2、Mcl-1蛋白的表達(dá),上調(diào)Noxa、Bax蛋白的表達(dá)有關(guān)。
關(guān)鍵詞 依魯替尼;依魯替尼衍生物;人胰腺癌Capan-2 細(xì)胞;增殖;凋亡;線粒體膜電位;凋亡相關(guān)蛋白
ABSTRACT OBJECTIVE: To observe the inhibitory effects and possible mechanism of new small molecular kinase inhibitors Ibr-7 [Irutinil(Ibr) derivatives] on human pancreatic cancer Capan-2 cells. METHODS: Taking Capan-2 cells as objects, CCK-8 method was used to determine the proliferation of cells after treated with 1, 2, 4, 8 μmol/L Ibr/Ibr-7 for 48 h. The survival rates of cells were calculated. Sensitization effects of 1 μmol/L Ibr/Ibr-7 on different doses of gemcitabine/paclitaxel (0.062 5, 0.125, 0.25, 0.5, 1 μmol/L) were detected. Clone formation test was used to detect the situation of cell clone formation after treated with 1, 2, 4 μmol/L Ibr/Ibr-7 for 48 h. The number of cell colony formation was recorded. Flow cytometry or JC-1 method was used to detect the apoptosis of cells after treated with 2, 4, 8 μmol/L Ibr-7 for 24 or 16 h and the changes of mitochondrial transmembrane potential; total apoptotic rate and the percentage of mitochondrial membrane potential decrease were calculated. Western blotting was used to detect the expression of related apoptotic protein (PARP, Noxa, Bcl-2, Bax, Mcl-1, Bcl-xL). RESULTS: After treated with 1, 2, 4, 8 μmol/L Ibr/Ibr-7 for 48 h, the survival rates of cells were decreased significantly; those of Ibr-7 groups were significantly lower than those of same-dose Ibr groups; IC50 of Ibr-7 was significantly lower than that of Ibr (P<0.05 or P<0.01). After combined with Ibr/Ibr-7, the survival rate of cells was significantly lower than that of same-dose gemcitabine/paclitaxel alone group, and the Ibr-7 combination group was significantly lower than same-dose Ibr combination group (P<0.05 or P<0.01). After treated with 2, 4 μmol/L Ibr and 1, 2, 4 μmol/L Ibr-7 for 48 h, the number of cell clone formation was decreased significantly, while Ibr-7 groups were significantly lower than same-dose Ibr groups (P<0.01). After treated with different doses of Ibr-7 for 24 or 16 h, total apoptosis rate of cells (2, 4, 8 μmol/L), the proportion of cell mitochondrial membrane potential decrease (8 μmol/L), the relative protein expression of Noxa (2, 4, 8 μmol/L) and Bax (8 μmol/L) were increased significantly, while the protein expression of PARP (8 μmol/L), Bcl-2 (4 μmol/L), Mcl-1 (2, 4, 8 μmol/L) were decreased significantly; above indexes (except for relative expression of PARP and Bcl-2) of 8 μmol/L Ibr-7 group were significantly better than same-dose Ibr group (P<0.05 or P<0.01). There was no statistical significance in protein expression of Bcl-xL among those groups (P>0.05). CONCLUSIONS: Compared with Ibr, Ibr-7 has better inhibitory and apoptotic effects on human pancreatic cancer Capan-2 cells in vitro, and has stronger chemotherapeutic drug sensitization activity, the mechanism of which may be associated with reducing mitochondrial transmembrane potential, down-regulating the protein expression of PARP, Bcl-2 and Mcl-1 and up-regulating the protein expression of Noxa and Bax.
KEYWORDS Ibrutinib; Irutinil derivatives; Human pancreatic cancer Capan-2 cells; Proliferation; Apoptosis; Mitochondrial transmembrane potential; Apoptosis-related protein
胰腺癌是目前臨床患者5年生存率最低(僅為5%)的惡性腫瘤之一,因其發(fā)病隱匿,絕大多數(shù)患者在確診時(shí)已處于晚期;加之晚期胰腺癌極易復(fù)發(fā)、轉(zhuǎn)移及藥物耐受,使得其臨床治療處于瓶頸期[1-2]。吉西他濱作為胰腺癌化療的一線藥物,其臨床有效率僅為10%~15%[3-4]。盡管紫杉醇、伊立替康等藥物的出現(xiàn)在一定程度上優(yōu)化了胰腺癌的化療方案,但其靶向藥物的相關(guān)研究一直沒有突破性進(jìn)展[5]。因此,尋找有效的針對(duì)胰腺癌治療的小分子靶向藥物或合理的聯(lián)合給藥方案迫在眉睫。
依魯替尼(Ibr,結(jié)構(gòu)式見圖1A)是作用于B細(xì)胞抗原識(shí)別受體(BCR)信號(hào)通路的新型小分子靶向藥物,可靶向于Bruton酪氨酸激酶(Btk),目前已被美國FDA批準(zhǔn)用于慢性淋巴細(xì)胞白血?。–LL)、套細(xì)胞淋巴瘤(MCL)、華氏巨球蛋白血癥(WM)、小淋巴細(xì)胞性淋巴瘤(SLL)和邊緣區(qū)淋巴瘤(MZL)等B細(xì)胞惡性腫瘤的臨床治療。近年多項(xiàng)臨床前和臨床研究均顯示,Ibr對(duì)乳腺癌、前列腺癌、結(jié)腸癌等多種實(shí)體瘤均有較好的療效,但對(duì)胰腺癌細(xì)胞的體外抑制活性較差[6-8]。本課題組前期篩選發(fā)現(xiàn),與Ibr比較,其衍生物Ibr-7(結(jié)構(gòu)式見圖1B)對(duì)胰腺癌細(xì)胞株具有更明顯的體外抑制作用。在此基礎(chǔ)上,本研究考察了Ibr-7對(duì)人胰腺癌Capan-2細(xì)胞增殖的影響,并初步探討其可能機(jī)制,以期為胰腺癌治療藥物的開發(fā)和聯(lián)合用藥方案的設(shè)計(jì)提供新的治療靶點(diǎn)和理論依據(jù)。
1 材料
1.1 儀器
SpectraMax M3型全波長(zhǎng)多功能酶標(biāo)儀(美國Molecular Devices公司);FACSCanto Ⅱ型流式細(xì)胞儀(美國BD公司);Micro 21R型高速冷凍離心機(jī)、3111型細(xì)胞培養(yǎng)箱(美國Thermo Fisher Scientific公司);ChemiDoc XRS+型凝膠成像系統(tǒng)(美國Bio-Rad公司);SZ61型體式顯微鏡(日本Olympus公司)。
1.2 藥品與試劑
Ibr原料藥(美國Selleck公司,批號(hào):PCI-32765,純度:99.92%);Ibr-7原料藥(杭州和正醫(yī)藥有限公司,批號(hào):20161216,純度:>95%);注射用鹽酸吉西他濱(江蘇豪森藥業(yè)集團(tuán)有限公司,批號(hào):160901,規(guī)格:0.2 g);紫杉醇注射液(江蘇奧賽康藥業(yè)股份有限公司,批號(hào):E150101,規(guī)格:16.7 mL ∶ 100 mg);RPMI 1640培養(yǎng)基、胎牛血清(FBS)、0.25%胰蛋白酶-乙二胺四乙酸(EDTA)消化液(美國Gibco公司,批號(hào)分別為1930017、1891605、1929955);CCK-8檢測(cè)試劑盒(美國MedChemExpress公司,批號(hào):30116);二喹啉甲酸(BCA)蛋白定量檢測(cè)試劑盒(美國Thermo Fisher Scientific公司,批號(hào):SI255483);膜聯(lián)蛋白Ⅴ-異硫氰酸熒光素(Annexin Ⅴ-FITC)/碘化丙啶(PI)細(xì)胞凋亡檢測(cè)試劑盒(美國BD公司,批號(hào):6119908);線粒體膜電位檢測(cè)試劑盒(JC-1)(碧云天生物技術(shù)研究所,批號(hào):022618180620);RIPA裂解液、5×Loading上樣緩沖液(北京艾德萊生物科技有限公司,批號(hào)分別為292343、291925AX);10%蛋白電泳通用型預(yù)制膠(12孔)(杭州奧謙生物科技有限公司,批號(hào):C30621712);聚偏二氟乙烯(PVDF)膜(0.45 μm,美國Millpore公司,批號(hào):R7E8785B);免疫印跡化學(xué)發(fā)光(ECL)試劑盒以及辣根過氧化酶(HRP)標(biāo)記的羊抗兔二抗、羊抗鼠二抗(美國Abbkine公司,批號(hào)分別為ATRFE2801、ATRFE0501、ATRFE2801);三羥甲基氨基甲烷鹽酸鹽(TBST)(杭州昊鑫生物科技股份有限公司,批號(hào):20180608XF;臨用前加水1 L混勻,即得TBST溶液);兔抗人多聚二磷酸腺苷核糖聚合酶(PARP)單克隆抗體(美國Cell Signaling Technology公司,批號(hào):9);兔抗人PMAIP1(又稱Noxa)、Bax、Bcl-2、髓樣細(xì)胞白血病1(Mcl-1)、Bcl-xL單克隆抗體(美國Abcam公司,批號(hào)分別為GR1030343-9、GR3180247-17、GR251056-12、GR168628-1、GR26786-9);鼠抗人β-肌動(dòng)蛋白(β-actin)抗體(內(nèi)參,美國Santa Cruz Biotechnology公司,批號(hào):J0914);其余試劑均為分析純,水為三蒸水。
1.3 細(xì)胞
人胰腺癌Capan-2細(xì)胞購于中國科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院生物化學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)研究所,以含10%FBS的RPMI 1640培養(yǎng)基于37 ℃、5%CO2培養(yǎng)箱中常規(guī)培養(yǎng)。
2 方法
2.1 CCK-8法檢測(cè)Ibr、Ibr-7對(duì)細(xì)胞增殖活性和藥物敏感性的影響
2.1.1 細(xì)胞的增殖活性 收集對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的Capan-2細(xì)胞,以5×103個(gè)/孔的密度接種于96孔板中(每孔100 μL),于37 ℃、5%CO2條件下培養(yǎng)24 h后,將細(xì)胞隨機(jī)分為空白對(duì)照組和給藥組[Ibr、Ibr-7劑量均分別為1、2、4、8 μmol/L,劑量設(shè)置參考本課題組前期試驗(yàn)的半數(shù)抑制濃度(IC50)]。每組設(shè)置3個(gè)復(fù)孔??瞻讓?duì)照組加入RPMI 1640培養(yǎng)基200 μL,各給藥組分別加入含相應(yīng)藥物的RPMI 1640培養(yǎng)基200 μL,于37 ℃、5%CO2條件下培養(yǎng)48 h后,棄去培養(yǎng)基,每孔加入含10%CCK-8檢測(cè)試劑的RPMI 1640培養(yǎng)基100 μL,于37 ℃、5%CO2條件下培養(yǎng)1 h。采用全波長(zhǎng)多功能酶標(biāo)儀于450 nm波長(zhǎng)處檢測(cè)各孔的光密度(OD)值,并計(jì)算細(xì)胞存活率[細(xì)胞存活率(%)=給藥組細(xì)胞的平均OD值/空白對(duì)照組細(xì)胞的平均OD值×100%];采用GraphPad Prism 5軟件計(jì)算IC50。上述試驗(yàn)重復(fù)操作3次(下同)。
2.1.2 細(xì)胞的藥物敏感性 收集對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的Capan-2細(xì)胞,以5×103個(gè)/孔的密度接種于96孔板中(每孔100 μL),于37 ℃、5%CO2條件下培養(yǎng)24 h后,將細(xì)胞隨機(jī)分為空白對(duì)照組和吉西他濱單用組(0.062 5、0.125、0.25、0.5、1 μmol/L)、紫杉醇單用組(0.062 5、0.125、0.25、0.5、1 μmol/L)、Ibr單用組(1 μmol/L)、Ibr-7單用組(1 μmol/L)以及Ibr+吉西他濱聯(lián)用組、Ibr-7+吉西他濱聯(lián)用組、Ibr+紫杉醇聯(lián)用組和Ibr-7+紫杉醇聯(lián)用組(聯(lián)用組劑量均為1 μmol/L+0.062 5、0.125、0.25、0.5、1 μmol/L),各給藥組劑量設(shè)置均參考本課題組前期預(yù)試驗(yàn)結(jié)果。每組設(shè)置3個(gè)復(fù)孔??瞻讓?duì)照組加入RPMI 1640培養(yǎng)基200 μL,各給藥組分別加入含相應(yīng)藥物的RPMI 1640培養(yǎng)基200 μL,于37 ℃、5%CO2下培養(yǎng)48 h后,棄去培養(yǎng)基,每孔加入含10%CCK-8檢測(cè)試劑的RPMI 1640培養(yǎng)基100 μL,于37 ℃、5%CO2條件下培養(yǎng)1 h后,按“2.1.1”項(xiàng)下方法測(cè)定并計(jì)算細(xì)胞存活率。
2.2 克隆形成試驗(yàn)檢測(cè)細(xì)胞的克隆形成能力
收集對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的Capan-2細(xì)胞,以1×103個(gè)/孔的密度接種于6孔板中(每孔2 mL),于37 ℃、5%CO2條件下培養(yǎng)24 h后,將細(xì)胞隨機(jī)分為空白對(duì)照組和給藥組(Ibr、Ibr-7劑量分別均為1、2、4 μmol/L,劑量設(shè)置依據(jù)參考“2.1.1”項(xiàng))。每組設(shè)置3個(gè)復(fù)孔??瞻讓?duì)照組加入RPMI 1640培養(yǎng)基2 mL,各給藥組分別加入含相應(yīng)藥物的RPMI 1640培養(yǎng)基2 mL,于37 ℃、5%CO2條件下培養(yǎng)48 h后,棄去培養(yǎng)基,用磷酸鹽緩沖液(PBS,pH 7.4)清洗2次,棄去上清液,加入含10%FBS的RPIM 1640培養(yǎng)基2 mL,于37 ℃、5%CO2條件下培養(yǎng)1~2周。待克隆形成后,棄去培養(yǎng)基,用PBS清洗2次,用0.1%結(jié)晶紫染色液染色1 h,用PBS洗凈后,晾干,用體式顯微鏡觀察細(xì)胞集落形成數(shù)量并拍照。
2.3 流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)細(xì)胞的凋亡情況
收集對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的Capan-2細(xì)胞,以2×105個(gè)/孔的密度接種于6孔板中(每孔2 mL),于37 ℃、5%CO2條件下培養(yǎng)24 h后,將細(xì)胞隨機(jī)分為空白對(duì)照組和給藥組(Ibr-7劑量分別為2、4、8 μmol/L,Ibr、吉西他濱的劑量均為8 μmol/L,劑量設(shè)置依據(jù)參考“2.1.1”項(xiàng))。每組設(shè)置3個(gè)復(fù)孔。空白對(duì)照組加入RPMI 1640培養(yǎng)基2 mL,各給藥組分別加入含相應(yīng)藥物的RPMI 1640培養(yǎng)基2 mL,于37 ℃、5%CO2條件下培養(yǎng)24 h后,收集貼壁細(xì)胞。貼壁細(xì)胞用PBS清洗2次后,依次加入AnnexinⅤ-FITC/PI細(xì)胞凋亡檢測(cè)試劑盒中的緩沖液100 μL以及AnnexinⅤ-FITC染液、PI染液各5 μL,混勻,染色15 min后,采用流式細(xì)胞儀檢測(cè)細(xì)胞凋亡情況,使用FACSDiva v8.0.1軟件計(jì)算細(xì)胞總凋亡率[細(xì)胞總凋亡率(%)=早期凋亡率+晚期凋亡率]。
2.4 JC-1染色法檢測(cè)細(xì)胞內(nèi)線粒體膜電位變化情況
收集對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的Capan-2細(xì)胞,以2×105個(gè)/孔的密度接種于6孔板中(每孔2 mL),于37 ℃、5%CO2條件下培養(yǎng)24 h后,按“2.3”項(xiàng)下方法分組。每組設(shè)置3個(gè)復(fù)孔??瞻讓?duì)照組加入RPMI 1640培養(yǎng)基2 mL,各給藥組分別加入含相應(yīng)藥物的RPMI 1640培養(yǎng)基2 mL,于37 ℃、5%CO2下培養(yǎng)16 h后,用0.25%胰蛋白酶-EDTA消化液消化,收集細(xì)胞。細(xì)胞用PBS清洗2次后,加入RPIM 1640培養(yǎng)基500 μL和JC-1工作液500 μL,混勻,染色30 min后,采用流式細(xì)胞儀檢測(cè)細(xì)胞膜電位變化情況,使用FACSDiva v8.0.1軟件計(jì)算細(xì)胞線粒體膜電位下降比例。
2.5 Western blotting法檢測(cè)細(xì)胞中凋亡相關(guān)蛋白的表達(dá)情況
收集對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的Capan-2細(xì)胞,以2×105個(gè)/孔的密度接種于6孔板中(每孔2 mL),于37 ℃、5%CO2條件下培養(yǎng)24 h后,按“2.3”項(xiàng)下方法分組。每組設(shè)置3個(gè)復(fù)孔。空白對(duì)照組加入RPMI 1640培養(yǎng)基2 mL,各給藥組分別加入含相應(yīng)藥物的RPMI 1640培養(yǎng)基2 mL,于37 ℃、5%CO2條件下培養(yǎng)24 h。各孔細(xì)胞經(jīng)RIPA裂解液裂解后,采用BCA法以蛋白定量檢測(cè)試劑盒測(cè)定其總蛋白濃度。蛋白經(jīng)上樣緩沖液稀釋后,于100 ℃沸水中變性5 min,冷卻,1 000 r/min離心5 min,將沉淀置于-80 ℃保存,備用。以β-actin為內(nèi)參進(jìn)行十二烷基硫酸鈉-聚丙烯酰胺凝膠電泳(SDS-PAGE),隨后轉(zhuǎn)移至PVDF膜上,脫脂奶粉室溫封閉1 h后,分別加入PARP、Noxa、Bax、Bcl-2、Mcl-1、Bcl-xL、β-actin一抗(1 ∶ 1 000),于4 ℃孵育過夜;用TBST溶液洗膜3次,每次10 min,加入HRP標(biāo)記的二抗(1 ∶ 5 000),室溫孵育1 h,再用TBST溶液洗膜3次,每次10 min。以ECL顯色后,置于凝膠成像系統(tǒng)上成像并采用ImageJ 1.46r軟件進(jìn)行分析。以目標(biāo)蛋白條帶與內(nèi)參條帶的灰度值之比表示目標(biāo)蛋白的相對(duì)表達(dá)量。
2.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法
采用SPSS 19.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。計(jì)量資料以x±s表示,組間比較采用t檢驗(yàn)。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
3 結(jié)果
3.1 Ibr、Ibr-7對(duì)Capan-2細(xì)胞增殖活性和藥物敏感性的影響
3.1.1 細(xì)胞的增殖活性 與空白對(duì)照組比較,經(jīng)不同劑量Ibr、Ibr-7作用48 h后,Capan-2細(xì)胞的存活率均顯著下降,且各劑量Ibr-7組的細(xì)胞存活率均顯著低于同劑量Ibr組,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05或P<0.01);Ibr-7的IC50值為(2.3±0.2)μmol/L,顯著低于Ibr的(20.4±1.1)μmol/L,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01),詳見表1。
3.1.2 細(xì)胞的藥物敏感性 與空白對(duì)照組比較,經(jīng)不同劑量吉西他濱(0.125、0.25、0.5、1 μmol/L)、紫杉醇(0.062 5、0.125、0.25、0.5、1 μmol/L)分別作用48 h后,Capan-2細(xì)胞的存活率均顯著降低,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05或P<0.01);聯(lián)用Ibr或Ibr-7后,Capan-2細(xì)胞的存活率均顯著低于同劑量吉西他濱、紫杉醇單用組,且聯(lián)用Ibr-7組的細(xì)胞存活率均顯著低于同劑量聯(lián)用Ibr組,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05或P<0.01),詳見表2、表3。
3.2 Ibr、Ibr-7對(duì)Capan-2細(xì)胞克隆形成的影響
與空白對(duì)照組比較,各劑量Ibr、Ibr-7組的細(xì)胞集落形成明顯減少,2、4 μmol/L Ibr組以及1、2、4 μmol/L Ibr-7組的細(xì)胞集落形成數(shù)量均顯著減少,且各劑量Ibr-7組均顯著低于同劑量Ibr組,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01),詳見圖2、表4。
3.3 Ibr、Ibr-7對(duì)Capan-2細(xì)胞凋亡的影響
與空白對(duì)照組比較,各劑量Ibr-7組細(xì)胞的總凋亡率均顯著升高,且8 μmol/L Ibr-7組顯著高于同劑量Ibr組,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05或P<0.01),詳見圖3、表5。
3.4 Ibr、Ibr-7對(duì)Capan-2細(xì)胞線粒體膜電位的影響
與空白對(duì)照組比較,各劑量Ibr-7組細(xì)胞的線粒體膜電位均不同程度地降低,8 μmol/L Ibr-7組細(xì)胞的線粒體膜電位下降比例顯著升高,且顯著高于同劑量Ibr組,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),詳見圖4、表5。
3.5 Ibr、Ibr-7對(duì)Capan-2細(xì)胞線粒體凋亡相關(guān)蛋白表達(dá)的影響
與空白對(duì)照組比較,各劑量Ibr-7組細(xì)胞PARP(8 μmol/L組)、Bcl-2(4 μmol/L組)、Mcl-1(2、4、8 μmol/L組)蛋白的相對(duì)表達(dá)量均顯著下降,Noxa(2、4、8 μmol/L組)、Bax(8 μmol/L組)蛋白的相對(duì)表達(dá)量顯著升高;且8 μmol/L Ibr-7組Noxa、Bax、Mcl-1蛋白的相對(duì)表達(dá)量均顯著高于同劑量Ibr組,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05或P<0.01);而Bcl-xL蛋白的相對(duì)表達(dá)量均未見顯著變化(P>0.05),詳見圖5、表6。
4 討論
Ibr是一種靶向B細(xì)胞淋巴瘤中BtK的小分子抑制劑,但對(duì)胰腺癌細(xì)胞的體外抑制效果不佳。本課題組在前期研究中合成并篩選了一系列Ibr衍生物,發(fā)現(xiàn)Ibr-7對(duì)胰腺癌Capan-2細(xì)胞具有較強(qiáng)的抑制增殖和誘導(dǎo)凋亡的作用。故在此基礎(chǔ)上,本研究采用CCK-8法檢測(cè)了Ibr、Ibr-7對(duì)細(xì)胞增殖活性和藥物敏感性的影響。結(jié)果顯示,經(jīng)不同劑量Ibr、Ibr-7(1~8 μmol/L)作用48 h后,Capan-2細(xì)胞的存活率均較空白對(duì)照組顯著降低,且Ibr-7的IC50值顯著低于Ibr。這提示這兩種化合物對(duì)Capan-2細(xì)胞的體外增殖均有一定的抑制作用,且Ibr-7的作用明顯強(qiáng)于Ibr。同時(shí)本研究結(jié)果還顯示,聯(lián)用1 μmol/L的Ibr或Ibr-7后,吉西他濱和紫杉醇對(duì)Capan-2細(xì)胞增殖的抑制作用均顯著增強(qiáng)(聯(lián)用組細(xì)胞的存活率均顯著低于同劑量吉西他濱、紫杉醇單用組);且與聯(lián)用Ibr相比,聯(lián)用Ibr-7后抑制作用增強(qiáng)更為明顯。這提示Ibr-7可更明顯地提高Capan-2細(xì)胞對(duì)吉西他濱、紫杉醇的敏感性,但具體的增敏機(jī)制仍有待后續(xù)研究進(jìn)一步探討。
克隆形成試驗(yàn)結(jié)果顯示,經(jīng)不同劑量(根據(jù)增殖試驗(yàn)和藥物敏感性試驗(yàn)結(jié)果,將劑量確定為1~4 μmol/L)Ibr、Ibr-7作用48 h后,Capan-2細(xì)胞的克隆形成受到明顯抑制,其細(xì)胞集落形成數(shù)量均較空白對(duì)照組顯著降低,且Ibr-7組顯著低于同劑量Ibr組,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。這提示這兩種化合物對(duì)Capan-2細(xì)胞的克隆形成具有一定的抑制作用,且Ibr-7的抑制作用強(qiáng)于Ibr。
線粒體膜電位下降是細(xì)胞早期凋亡的重要標(biāo)志之一[9]。JC-1是一種陽離子染料,當(dāng)線粒體膜電位較高時(shí),其可聚集至細(xì)胞基質(zhì)中,形成復(fù)合物而發(fā)出紅色熒光;而當(dāng)線粒體膜電位降低時(shí),JC-1則無法聚集,以單體形式存在而發(fā)出綠色熒光,故可根據(jù)熒光的變化來檢測(cè)細(xì)胞線粒體膜電位的改變情況[9]。本研究對(duì)細(xì)胞凋亡和線粒體膜電位的檢測(cè)結(jié)果顯示,經(jīng)不同劑量Ibr-7作用后,Capan-2細(xì)胞的總凋亡率(2、4、8 μmol/L組)和線粒體膜電位下降比例(8 μmol/L組)均較空白對(duì)照組顯著上升,且8 μmol/L Ibr-7組顯著高于同劑量Ibr組,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。這提示與Ibr相比,Ibr-7可更明顯地促進(jìn)Capan-2細(xì)胞的凋亡、降低其線粒體膜電位。
腫瘤細(xì)胞凋亡過程中,Bcl-2家族蛋白可通過與其他凋亡蛋白的協(xié)同作用來調(diào)控線粒體結(jié)構(gòu)和功能的穩(wěn)定性,具有細(xì)胞凋亡“主開關(guān)”的作用[10]。該家族蛋白可根據(jù)功能差異分為抗凋亡蛋白(Bcl-2、Mcl-1、Bcl-xL等)和促凋亡蛋白(Noxa、Bax等)。其中,Bcl-2主要存在于線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和核膜上,其在增強(qiáng)線粒體膜電位、保持線粒體內(nèi)外膜的完整性等方面起著重要作用;而Bax蛋白則可直接激活死亡效應(yīng)因子胱天蛋白酶(Caspase),從而導(dǎo)致細(xì)胞凋亡;此外,Bcl-2還可與Bax結(jié)合形成異源二聚體,抑制細(xì)胞凋亡;故當(dāng)Bcl-2表達(dá)下調(diào)時(shí),兩者的動(dòng)態(tài)平衡受到破壞,異源二聚體的合成明顯減少,細(xì)胞凋亡得以發(fā)生[11]。由此可見,以Bcl-2為代表的抗凋亡蛋白是腫瘤治療的有效靶點(diǎn)之一。Mcl-1是Bcl-2家族蛋白中主要的抗凋亡蛋白,可通過與Noxa等促凋亡蛋白的結(jié)合來調(diào)控其自身的表達(dá)水平和降解能力[12-13]。Bcl-xL可通過降低細(xì)胞線粒體膜的通透性、抑制細(xì)胞色素等一系列物質(zhì)的釋放來發(fā)揮抗細(xì)胞凋亡的作用[14]。PARP作為細(xì)胞凋亡核心成員Caspase的切割底物,其在DNA損傷修復(fù)和細(xì)胞凋亡中發(fā)揮著重要作用[15]。由此可見,調(diào)節(jié)凋亡相關(guān)蛋白的表達(dá)水平可能成為有效的抗癌策略之一。本研究結(jié)果顯示,不同劑量Ibr-7組細(xì)胞中PARP(8 μmol/L組)、Bcl-2(4 μmol/L組)、Mcl-1(2、4、8 μmol/L組)蛋白的相對(duì)表達(dá)量均顯著下降,Noxa(2、4、8 μmol/L組)、Bax(8 μmol/L組)蛋白的相對(duì)表達(dá)量均顯著升高,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。這提示Ibr-7可通過調(diào)控線粒體凋亡蛋白PARP、Noxa、Bax、Bcl-2、Mcl-1等的表達(dá)來發(fā)揮促細(xì)胞凋亡的作用。此外本研究結(jié)果還顯示,8 μmol/L Ibr-7組細(xì)胞Noxa、Bax、Mcl-1蛋白的相對(duì)表達(dá)量均顯著高于同劑量Ibr組,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。這提示與Ibr比較,Ibr-7對(duì)促凋亡蛋白Noxa、Bax具有更強(qiáng)的上調(diào)作用,而對(duì)Mcl-1的下調(diào)作用則相對(duì)較弱。但本研究并未發(fā)現(xiàn)Ibr-7對(duì)Bcl-xL表達(dá)的影響。
綜上所述,與Ibr相比,Ibr-7對(duì)人胰腺癌Capan-2細(xì)胞具有更強(qiáng)的體外增殖抑制作用和促凋亡作用,且具有更強(qiáng)的化療藥物增敏活性;其作用機(jī)制可能與降低線粒體膜電位,下調(diào)細(xì)胞中PARP、Bcl-2、Mcl-1蛋白的表達(dá),上調(diào)Noxa、Bax蛋白的表達(dá)有關(guān)。由此可見,Ibr-7有望成為一種有效的新型抗胰腺癌小分子靶向藥物,具有一定的開發(fā)價(jià)值。但本研究?jī)H初步探討和比較了Ibr、Ibr-7的體外增殖抑制作用、增敏作用和促凋亡作用,而其具體作用機(jī)制仍有待后續(xù)研究進(jìn)一步完善。
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(收稿日期:2018-05-10 修回日期:2018-12-06)
(編輯:張?jiān)拢?/p>