王 楠,廖 莎,陳 璐,黃 超,曹森林,范利鋒,王 瑩
(1.湖北省十堰市太和醫(yī)院·湖北醫(yī)藥學(xué)院附屬醫(yī)院,湖北 十堰442000;2.湖北省十堰市太和醫(yī)院·湖北醫(yī)藥學(xué)院附屬醫(yī)院生命科學(xué)研究所,湖北 十堰442000)
乳腺癌是女性腫瘤中最常見的、死亡率最高的惡性腫瘤[1],臨床主要通過外科手術(shù)、放射治療和化學(xué)治療(簡稱化療)相結(jié)合的綜合治療方式來提高患者的生存率[2],尤其是轉(zhuǎn)移性腫瘤患者的最佳選擇[3],但化療存在惡心嘔吐、食欲缺乏、毛發(fā)脫落等副作用,導(dǎo)致后期生存質(zhì)量嚴(yán)重下降[4]。體外研究表明,上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)在乳腺癌轉(zhuǎn)移到其他器官的過程中起到重要作用,其作用機制為上皮細(xì)胞獲得間質(zhì)細(xì)胞的生物特性[5]?;熞部赡軐?dǎo)致腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移,促進其發(fā)生、發(fā)展[6],故需找到一種溫和的治療方法來提高乳腺癌患者的生存率。人參為五加科植物,具有補氣養(yǎng)血、增強免疫力、維持細(xì)胞內(nèi)外環(huán)境穩(wěn)定等作用[7],人參有30多種人參皂苷單體,其中人參皂苷Rg1,Re,Rb1為主要效應(yīng)成分[8]。人參皂苷對多種腫瘤都有很好的治療作用,其中人參皂苷Rb1對白血病、胃癌和卵巢癌都有一定的治療效果[9]。Ⅰ型受體酪氨酸激酶樣孤兒受體(ROR1)是一種Ⅰ型跨膜蛋白,在胚胎發(fā)育和腫瘤發(fā)生過程中表達[10]。ROR1在正常組織(甲狀旁腺、胰島、食道、胃和十二指腸[11])等有表達,但在白血病中為過表達,在乳腺癌、黑素瘤、胰腺癌、肺癌、卵巢癌、結(jié)腸癌、腎細(xì)胞癌[12]等實體腫瘤中尤為突出,且具有促進乳腺癌細(xì)胞增殖,抗凋亡和EMT[13]的作用,增強了癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移。本研究中探討了人參皂苷Rb1能否通過影響人乳腺癌MDA-MB-231細(xì)胞EMT及ROR1的表達來減緩乳腺癌的發(fā)生、發(fā)展?,F(xiàn)報道如下。
細(xì)胞:人乳腺癌MDA-MB-231細(xì)胞(武漢普諾賽生命科技有限公司)。
試藥:人參皂苷Rb1(批號為100712-201223,中國食品藥品檢定研究院);RPMI1640培養(yǎng)基(批號為502315),胎牛血清(批號為403652),胰蛋白酶(批號為202314),均購自美國Gibco公司;四甲基偶氮唑鹽(MTT,批號為601452,美國Sun-Shine公司)。
儀器:ClassⅡ型生物安全柜(瑞士Liestal公司);600型CO2細(xì)胞培養(yǎng)箱(美國Labconco公司);SE115B型電泳儀(美國Thermo公司);5320R 4℃離心機,TA500型倒置顯微鏡,均購自德國徠卡公司;LDZX-50K型高壓蒸汽滅菌鍋(上海申安醫(yī)療器械廠)。
細(xì)胞培養(yǎng):細(xì)胞復(fù)蘇后,將人乳腺癌MDA-MB-231細(xì)胞株置含有10%胎牛血清、青霉素(每1 mL 100 U)和鏈霉素(100μg/mL)的RPMI1640培養(yǎng)基中,在5%CO2、37℃培養(yǎng)箱中靜置培養(yǎng),每24 h更換1次培養(yǎng)基,在細(xì)胞覆蓋率達70%時使用胰蛋白酶消化、傳代。
MTT法檢測細(xì)胞存活率:取對數(shù)生長期的人乳腺癌MDA-MB-231細(xì)胞,胰蛋白酶消化2 min,輕微吹打,制作細(xì)胞懸液,2 000 r/min離心10 min,棄上清液,加入含有10%胎牛血清的RPMI1640培養(yǎng)基中,輕微吹打,使細(xì)胞懸浮,接種至96孔板,每孔100μL,放入培養(yǎng)箱培養(yǎng)24 h,去除培養(yǎng)基,加入培養(yǎng)基稀釋的人參皂苷Rb1溶液,使溶液質(zhì)量濃度分別為500,250,125,62,31,15,7.5,3.75μg/mL,設(shè)置為人參皂苷Rb11~8組,另設(shè)空白對照組和陽性對照組(順鉑,10μg/mL),各組6個復(fù)孔,培養(yǎng)24 h,去除培養(yǎng)基,加入100μL 10%MTT的空白培養(yǎng)基(5 mg/mL MTT)中,培養(yǎng)4 h后,棄去孔內(nèi)培養(yǎng)基,加入二甲基亞砜100μL,振蕩混勻10 min,采用酶標(biāo)儀分別于470 nm和590 nm波長處檢測吸光度值(A),重復(fù)3次,按公式計算細(xì)胞生長抑制率[IC50為15.42μg/mL]。
細(xì)胞抑制率(%)=給藥組吸光度/對照組吸光度×100%
細(xì)胞劃痕法檢測人乳腺癌MDA-MB-231細(xì)胞遷移能力:指定時間內(nèi),用不同質(zhì)量濃度的人參皂苷Rb1(3.75~500μg/mL)處理細(xì)胞,并確定后續(xù)試驗的最佳質(zhì)量濃度。將細(xì)胞以高密度接種于培養(yǎng)板,粘附,過夜。分別加入質(zhì)量濃度為60,120,240μg/mL的人參皂苷Rb1、陽性對照藥物阿霉素75 nmol/L和空白對照,24 h后觀察細(xì)胞遷移。在劃痕(0 h)和24 h后使用TA500型倒置顯微鏡獲得刮擦的圖像。檢查劃痕間隙,并將間隙差異標(biāo)準(zhǔn)化為劃痕的0 h間隙距離。
人參皂苷Rb1干預(yù)后人乳腺癌MDA-MB-231細(xì)胞ROR1 mRNA表達水平檢測:提取各組人乳腺癌MDA-MB-231細(xì)胞總RNA,進行反轉(zhuǎn)錄反應(yīng),反應(yīng)體系為總RNA 1μL,10mM dNTP混合物1μL,Oligo(dT)20(50μmol/L)1μL,DEPC水9μL,混勻后65℃加熱5 min,迅速置冰上冷卻,瞬時離心后加入,第一鏈合成緩沖液4μL,0.1 mmol/L DDT 2μL,核酸酶抑制劑1μL,充分混勻,37℃孵育2 min,加 入1μL(200 U)M-MLV逆轉(zhuǎn)錄酶,混勻,37℃孵育50 min后再70℃加熱15 min,終止反應(yīng)。實時定量PCR試劑盒測定相關(guān)mRNA表達水平,PCR引物序列,ROR1正向引物5′-ATAGGCTCTATATATGCGAGTACG-3′,反向引物5′-TACCATCAGCAGAAGCATATTCAC-3′。實時定量反應(yīng)體系為SYBR Green qPCR SuperMix 16.00μL,上游引物(5μmol/L)3.50μL,下游引物(5μmol/L)3.50μL,模板DNA 3.00μL,DEPC水6.5μL,總共32.5μL。反應(yīng)條件:95℃,10 min;95℃,15 s;60℃,20 s;72℃,10 s;共40個循環(huán)。每個樣品做3個復(fù)孔,通過相對基因定量方法(2-ΔΔCT法)計算、分析mRNA表達水平。
人參皂苷Rb1干預(yù)后人乳腺癌MDA-MB-231細(xì)胞ROR1蛋白表達水平檢測:在無菌操作臺上去除細(xì)胞培養(yǎng)皿,棄去培養(yǎng)基,加入1 mL PBS溶液和100μL蛋白酶K溶液,刮培養(yǎng)皿底部10 min,使細(xì)胞懸浮于溶液中,將液體轉(zhuǎn)移至1.5 mL EP管中,用超聲細(xì)胞破碎儀(3 000 r/min,2 min)使細(xì)胞破碎,4℃離心20 min,取上清液,置1支新的1.5 mL EP管中。采用酶聯(lián)免疫吸附(ELISA)法檢測細(xì)胞中的ROR1蛋白水平。
采用SPSS 19.0統(tǒng)計學(xué)軟件進行分析。計量資料以X±s表示,通過單因素方差分析并采用LSD-t法進行多重比較。P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
隨著人參皂苷Rb1質(zhì)量濃度的增加,人乳腺癌MDA-MB-231細(xì)胞存活率逐漸降低。與空白對照組比較,陽性對照組和人參皂苷Rb1組(1~8組)人乳腺癌MDA-MB-231細(xì)胞存活率顯著降低(P<0.05),人乳腺癌MDA-MB-231細(xì)胞存活率與人參皂苷Rb1的質(zhì)量濃度呈負(fù)相關(guān),人參皂苷Rb11組(500.00μg/mL)與陽性對照組比較,對人乳腺癌MDA-MB-231細(xì)胞存活率的影響無明顯差異(P>0.05)。結(jié)果見表1。
表1 不同質(zhì)量濃度人參皂苷Rb1對人乳腺癌MDA-MB-231細(xì)胞生長的影響(n=3)
與空白對照組比較,給予人參皂苷Rb1和阿霉素處理后,人乳腺癌MDA-MB-231細(xì)胞的遷移能力降低,隨著人參皂苷Rb1質(zhì)量濃度的增加,人乳腺癌MDA-MB-231細(xì)胞的遷移能力逐漸降低(P<0.05),且呈明顯的量-效關(guān)系。人參皂苷Rb1高劑量組和陽性對照組對人乳腺癌MDA-MB-231細(xì)胞遷移能力的影響效果無顯著差異(P>0.05)。詳見表2和圖1。
圖1 人參皂苷Rb1對人乳腺癌MDA-MB-231細(xì)胞遷移能力的影響
表2 不同質(zhì)量濃度人參皂苷Rb1對人乳腺癌MDA-MB-231細(xì)胞遷移能力、ROR1 mRNA表達和ROR1蛋白表達的影響(n=3)
與空白對照組比較,人參皂苷Rb1各劑量組和陽性對照組,人乳腺癌MDA-MB-231細(xì)胞ROR1 mRNA表達水平降低,隨著人參皂苷Rb1質(zhì)量濃度的增加,人乳腺癌MDA-MB-231細(xì)胞ROR1 mRNA表達水平逐漸降低(P<0.05),且呈明顯的量-效關(guān)系。人參皂苷Rb1高劑量組和陽性對照組對人乳腺癌MDA-MB-231細(xì)胞ROR1 mRNA表達水平的影響無顯著差異。結(jié)果見表2。
與空白對照組比較,人參皂苷Rb1各劑量組和陽性對照組,人乳腺癌MDA-MB-231細(xì)胞ROR1蛋白表達水平降低,隨著人參皂苷Rb1質(zhì)量濃度的增加,人乳腺癌MDA-MB-231細(xì)胞ROR1蛋白表達水平逐漸降低,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),且呈明顯的量-效關(guān)系。人參皂苷Rb1高劑量組和陽性對照組對人乳腺癌MDA-MB-231細(xì)胞ROR1蛋白表達水平的影響無顯著差異。結(jié)果見表2。
乳腺癌的分子異質(zhì)性導(dǎo)致亞命名,而這些亞命名對預(yù)后、治療反應(yīng)和/或疾病進程具有信息意義[14]。乳腺癌可通過多種轉(zhuǎn)移侵入機制進入其他組織器官,加重病情,但多數(shù)研究結(jié)果表明,EMT在乳腺癌的侵襲轉(zhuǎn)移過程中起到了重要作用[15]。發(fā)生EMT時,腫瘤細(xì)胞形態(tài)發(fā)生改變,由上皮細(xì)胞形態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樗笮伍g充質(zhì)細(xì)胞形態(tài),導(dǎo)致細(xì)胞間的黏附力和極性喪失,且伴有神經(jīng)型鈣黏蛋白和波形蛋白的表達水平增加,上皮型鈣黏蛋白表達水平降低,導(dǎo)致細(xì)胞遷移能力和侵襲能力增加,促進原發(fā)腫瘤的傳播[16]。
ROR1在胚胎發(fā)育中表達,在許多上皮性腫瘤和某些B細(xì)胞惡性腫瘤中表現(xiàn)出高水平和均勻的細(xì)胞表面表達。許多腫瘤中ROR1的表達與預(yù)后不良密切相關(guān)[17],其在腫瘤中的重要作用促使早期的治療研究,包括抗ROR1抗體、抗體藥物結(jié)合物(抗體與細(xì)菌毒素融合)的開發(fā)、嵌合抗原受體T細(xì)胞治療及小分子抑制劑等[14]。給予iRNA干擾具有轉(zhuǎn)移傾向的乳腺癌細(xì)胞系中ROR1 mRNA的表達,或干擾ROR1蛋白的合成后,能抑制乳腺癌細(xì)胞的遷移和侵襲能力,同時減少EMT相關(guān)基因的表達水平,表明ROR1可能是乳腺癌的治療潛在靶點。
人參中的人參皂苷種類有30多種,其中人參皂苷Rb1為其重要組成成分,可抑制體外細(xì)胞的遷移能力,降低EMT標(biāo)志物的表達,防止乳腺癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移。研究發(fā)現(xiàn),人參皂苷Rg1可激活雌激素反應(yīng)細(xì)胞中相關(guān)通路蛋白的表達,降低乳腺癌細(xì)胞活性,促進其凋亡,同時可抑制乳腺癌患者體內(nèi)相關(guān)促癌因子的表達,降低乳腺癌術(shù)后的復(fù)發(fā)率[18]。
本研究結(jié)果顯示,人參皂苷Rb1可抑制人乳腺癌MDA-MB-231細(xì)胞的生長,在給予人參皂苷Rb1干預(yù)后,人乳腺癌MDA-MB-231細(xì)胞的生長受到抑制,且隨著人參皂苷Rb1干預(yù)劑量的增加,對人乳腺癌MDA-MB-231細(xì)胞的抑制率逐漸升高。通過細(xì)胞遷移結(jié)果顯示,隨著人參皂苷Rb1劑量的增加,細(xì)胞遷移距離逐漸降低,表明人參皂苷Rb1可能通過抑制人乳腺癌MDA-MB-231細(xì)胞EMT轉(zhuǎn)化來抑制細(xì)胞的轉(zhuǎn)移,達到防止乳腺癌細(xì)胞進一步擴散的目的。ROR1可促進人乳腺癌MDA-MB-231細(xì)胞的繁殖及遷移能力,干預(yù)后,ROR1 mRNA和蛋白表達均受到抑制,表明ROR1可能是人參皂苷Rb1的一個作用靶點,通過作用ROR1基因的表達來抑制人乳腺癌MDA-MB-231細(xì)胞的繁殖,達到防止乳腺癌的發(fā)生、發(fā)展,為乳腺癌的治療提供了新思路,與細(xì)胞遷移力和MTT實驗的結(jié)果相一致。因此,人參皂苷Rb1可能是通過抑制人乳腺癌MDA-MB-231細(xì)胞遷移和ROR1的表達來抑制乳腺癌的發(fā)生。
綜上所述,人參皂苷Rb1可能通過抑制人乳腺癌MDA-MB-231細(xì)胞EMT和ROR1表達來減緩乳腺癌的發(fā)生、發(fā)展,為乳腺癌的治療提供了新的研究方向。