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穿心蓮內(nèi)酯對胰腺癌細胞順鉑敏感性的作用機制研究

2022-03-05 23:00張鈴枝王楠楊麗芳廷荃楊卜瑞
世界中醫(yī)藥 2022年2期
關(guān)鍵詞:內(nèi)酯胰腺癌蛋白

張鈴枝 王楠 楊麗芳 廷荃 楊卜瑞

摘要 目的:探討穿心蓮內(nèi)酯對胰腺癌細胞順鉑敏感性的作用和機制。方法:將人胰腺癌細胞SW1990分成對照組、穿心蓮內(nèi)酯組(穿心蓮內(nèi)酯處理)、順鉑組(順鉑處理)、穿心蓮內(nèi)酯+順鉑組(穿心蓮內(nèi)酯、順鉑處理)、穿心蓮內(nèi)酯+順鉑+轉(zhuǎn)化生長因子-β1(TGF-β1)組(穿心蓮內(nèi)酯、順鉑、TGF-β1處理)、TGF-β1組(TGF-β1處理),Western Blotting檢測TGF-β1、p-Smad2/Smad2、p-Smad3/Smad3蛋白表達,MTT檢測增殖,流式細胞術(shù)檢測凋亡,Transwell小室檢測侵襲和遷移。結(jié)果:與對照組比較,穿心蓮內(nèi)酯組胰腺癌細胞TGF-β1、p-Smad2/Smad2、p-Smad3/Smad3蛋白表達量減少(P<0.05),TGF-β1組胰腺癌細胞p-Smad2/Smad2、p-Smad3/Smad3蛋白表達量增多(P<0.05)。與對照組比較,穿心蓮內(nèi)酯組、順鉑組、穿心蓮內(nèi)酯+順鉑組胰腺癌細胞增殖活性減少,凋亡率增多,細胞侵襲和遷移數(shù)目降低(P<0.05)。與穿心蓮內(nèi)酯組、順鉑組比較,穿心蓮內(nèi)酯+順鉑組胰腺癌細胞增殖活性減少,凋亡率增多,細胞侵襲和遷移數(shù)目降低(P<0.05)。與穿心蓮內(nèi)酯+順鉑組比較,穿心蓮內(nèi)酯+順鉑+TGF-β1組胰腺癌細胞增殖活性增多,凋亡率減少,細胞侵襲和遷移數(shù)目增多(P<0.05)。結(jié)論:穿心蓮內(nèi)酯通過抑制TGF-β1/Smad2/3信號通路提高胰腺癌細胞對順鉑敏感性。

關(guān)鍵詞 穿心蓮內(nèi)酯;胰腺癌;順鉑;TGF-β1/Smad2/3信號;侵襲;遷移;凋亡;增殖

Mechanism of the Sensitivity of Cardiac Linolestide Route to Cisplatin in Pancreatic Cancer Cells

ZHANG Lingzhi1,WANG Nan2,YANG Lifang3,LI Tingquan3,YANG Burui1

(1 Shanxi University of Traditional Chinese Medicine Clinical Sciences,Taiyuan 030024,China; 2 Chengdu University of Traditional Chinese Medicine,Chengdu 610075,China; 3 Affiliated Hospital of Shanxi University of Traditional Chinese Medicine,Taiyuan 030024,China)

Abstract Objective:To investigate the effect and mechanism of andrographolide on the sensitivity of pancreatic cancer cells to cisplatin.Methods:Human pancreatic cancer cells SW1990 were divided into a control group,an andrographolide group(andrographolide treatment),cisplatin group(cisplatin treatment),an andrographolide+cisplatin group(andrographolide,cisplatin treatment),andrographolide+cisplatin+transforming growth factor β1(TGF-β1) group(andrographolide,cisplatin,TGF-β1 treatment),a TGF-β1 group(TGF-β1 treatment),Western blot detection of TGF-β1,p-Smad2/Smad2,p-Smad3/Smad3 protein expression,MTT detection of proliferation,flow cytometry detection of apoptosis,Transwell chamber detection of invasion and migration.Results:Compared with the control group,TGF-β1,p-Smad2/Smad2,p-Smad3/Smad3 protein expression in pancreatic cancer cells in the andrographolide group decreased(P<0.05).Compared with the control group,the expression of p-Smad2/Smad2,p-Smad3/Smad3 protein in pancreatic cancer cells in the TGF-β1 group increased(P<0.05).Compared with the control group,pancreatic cancer cell proliferation activity decreased,apoptosis rate increased,the number of cell invasion and migration decreased in andrographolide group,cisplatin group,and andrographolide+cisplatin group(P<0.05).Compared with the andrographolide group and the cisplatin group,the pancreatic cancer cell proliferation activity in the andrographolide+cisplatin group decreased,and the apoptotic rate increased,the number of cell invasion and migration decreased(P<0.05).Compared with andrographolide+cisplatin group,pancreatic cancer cell proliferation activity increased,apoptosis rate decreased,the number of cell invasion and migration increased in andrographolide+cisplatin+TGF-β1 group(P<0.05).Conclusion:Andrographolide can increase the sensitivity of pancreatic cancer cells to cisplatin by inhibiting the TGF-β1/Smad2/3 signaling pathway.

Keywords Andrographolide; Pancreatic cancer; Cisplatin; TGF-β1/Smad2/3 signal; Invasion; Migration; Apoptosis; Proliferation

中圖分類號:R284;R735文獻標(biāo)識碼:Adoi:10.3969/j.issn.1673-7202.2022.02.008

胰腺癌屬于消化系統(tǒng)惡性腫瘤,早期臨床癥狀不明顯,5年生存率極低,順鉑是常用化療藥物,提高胰腺癌對順鉑的敏感性具有重要意義[1]。穿心蓮內(nèi)酯是穿心蓮的主要活性成分,其屬于二萜內(nèi)酯類的化合物,有調(diào)控免疫、抗炎、抗病毒等作用[2]。穿心蓮內(nèi)酯有抗腫瘤作用,對胃癌等有抑制作用[3-4]。穿心蓮內(nèi)酯還可以提高胰腺癌吉西他濱治療效果[5]。目前尚不清楚穿心蓮內(nèi)酯對胰腺癌順鉑敏感性的影響。本實驗探討穿心蓮內(nèi)酯對胰腺癌細胞SW1990順鉑敏感性的影響及機制,為提高胰腺癌患者順鉑敏感性提供思路。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 細胞株 人胰腺癌細胞SW1990,通派(上海)生物科技有限公司提供。

1.1.2 藥物 穿心蓮內(nèi)酯滴丸(天士力醫(yī)藥集團股份有限公司,批號:20200315);順鉑注射液(諾欣)(江蘇豪森藥業(yè)集團有限公司,批號:20200224)。

1.1.3 試劑與儀器 TGF-β1(ACROBiosystems公司,美國,貨號:TG1-H4212);兔抗TGF-β1抗體(Santa Cruz Biotechnology公司,美國,貨號:sc-130348),兔抗Bax抗體(武漢菲恩生物科技有限公司,貨號:FNab10410);兔抗Bcl-2抗體(Cell Signaling Technology公司,美國,貨號:2876),兔抗E-cadherin抗體(Thermo公司,美國,貨號:33-4000),兔抗N-cadherin抗體(Thermo公司,美國,貨號:MA5-15633),兔抗Smad3抗體(江蘇親科生物研究中心有限公司,貨號:AF6362),兔抗MMP-9抗體(武漢博歐特生物科技有限公司,貨號:orb97357),兔抗p-Smad2抗體(Cell Signaling Technology公司,美國,貨號:3101),兔抗p-Smad3抗體(江蘇親科生物研究中心有限公司,貨號:AF3363),兔抗MMP-2抗體(GeneTex公司,美國,貨號:GTX25704),兔抗Smad2抗體(江蘇親科生物研究中心有限公司,貨號:AF6497),酶標(biāo)儀(北京悅昌行科技有限公司,SpectraMax Plus 384型),流式細胞儀(貝克曼庫爾特公司,美國,CytoFLEX型),倒置顯微鏡(上海蔡康光學(xué)儀器有限公司,XDS-900型)。

1.2 方法

1.2.1 分組與給藥 將胰腺癌細胞分成對照組、穿心蓮內(nèi)酯組、順鉑組、穿心蓮內(nèi)酯+順鉑組、穿心蓮內(nèi)酯+順鉑+TGF-β1組、TGF-β1組,對照組細胞按照常規(guī)方法培養(yǎng),穿心蓮內(nèi)酯組用6 μmol/L的穿心蓮內(nèi)酯處理,順鉑組用0.5 μg/mL的順鉑處理[6],穿心蓮內(nèi)酯+順鉑組用6 μmol/L的穿心蓮內(nèi)酯和0.5 μg/mL的順鉑處理,穿心蓮內(nèi)酯+順鉑+TGF-β1組用6 μmol/L的穿心蓮內(nèi)酯、0.5 μg/mL的順鉑、2 ng/mL的TGF-β1處理[7],TGF-β1組用2 ng/mL的TGF-β1處理。胰腺癌細胞培養(yǎng)液為含有10%胎牛血清的DMEM,在細胞培養(yǎng)液中同時添加1%的青鏈霉素,細胞培養(yǎng)參數(shù)為:飽和濕度、37 ℃、5%CO2、95%空氣。

1.2.2 檢測指標(biāo)與方法

1.2.2.1 MTT檢測細胞增殖 胰腺癌細胞接種到96孔板內(nèi),每個孔中添加5 000個細胞,分別在細胞中加入0、3、6、12、24、48 μmol/L的穿心蓮內(nèi)酯,或者按照對照組、穿心蓮內(nèi)酯組、順鉑組、穿心蓮內(nèi)酯+順鉑組、穿心蓮內(nèi)酯+順鉑+TGF-β1組分組處理,細胞培養(yǎng)24 h后,在細胞中添加10 μL的MTT,放在37 ℃孵育4 h。棄掉上清,添加150 μL的二甲基亞砜,繼續(xù)反應(yīng)10 min,用酶標(biāo)儀測定450 nm的OD值。OD值表示細胞增殖活性。每組設(shè)置3個復(fù)孔,實驗重復(fù)3次。

1.2.2.2 Western Blotting檢測蛋白表達 胰腺癌細胞接種到12孔板內(nèi),按照對照組、穿心蓮內(nèi)酯組、順鉑組、穿心蓮內(nèi)酯+順鉑組、穿心蓮內(nèi)酯+順鉑+TGF-β1組、TGF-β1組處理,細胞培養(yǎng)24 h后,分別提取細胞總蛋白,并將蛋白樣品和5×上樣緩沖液混合,放在100 ℃煮沸5 min。利用10%分離膠、5%濃縮膠進行電泳,每孔上樣40 μg蛋白,首先以90 V電壓電泳,觀察藍色染料即將進入分離膠時,調(diào)整為110 V繼續(xù)電泳。在4 ℃條件轉(zhuǎn)膜,轉(zhuǎn)膜時間為1.5 h,轉(zhuǎn)膜電壓為100 V。將NC膜用5%牛血清白蛋白封閉以后,置于一抗稀釋液內(nèi),在4 ℃過夜。然后將NC膜放在二抗稀釋液內(nèi),在室溫結(jié)合1.5 h。TGF-β1、Bax、Bcl-2、上皮性鈣黏蛋白(E-cadherin)、神經(jīng)性鈣黏蛋白(N-cadherin)、基質(zhì)金屬蛋白酶(MMP)-2、MMP-9一抗按照1∶1 200稀釋,p-Smad2、p-Smad3一抗按照1∶1 000稀釋,Smad2、Smad3一抗按照1∶800稀釋。二抗按照1∶4 000稀釋。ECL發(fā)光。GAPDH作為參照,根據(jù)條帶的灰度值計算目的蛋白表達變化。每組設(shè)置3個復(fù)孔,實驗重復(fù)3次。

1.2.2.3 流式細胞術(shù)檢測凋亡 胰腺癌細胞接種到12孔板內(nèi),按照對照組、穿心蓮內(nèi)酯組、順鉑組、穿心蓮內(nèi)酯+順鉑組、穿心蓮內(nèi)酯+順鉑+TGF-β1組處理,24 h后,每個檢測樣品收集106個細胞,懸浮在500 μL結(jié)合緩沖液中,添加10 μL的Annexin V-FITC和5 μL的PI,在室溫條件下結(jié)合15 min。用流式細胞儀檢測。每組設(shè)置3個復(fù)孔,實驗重復(fù)3次。

1.2.2.4 Transwell小室檢測細胞侵襲、遷移 細胞侵襲實驗首先需要用基質(zhì)膠濕化小室,其余步驟相同。將胰腺癌細胞用不含血清的細胞培養(yǎng)液懸?。芏葹?×106個/mL),吸取100 μL的細胞懸浮液添加到小室的上室,在下室內(nèi)添加600 μL的含血清細胞培養(yǎng)液,放在37 ℃培養(yǎng)24 h。將沒有穿膜的細胞擦掉,無水乙醇固定,結(jié)晶紫染色,在顯微鏡下觀察細胞穿膜數(shù)目,隨機選擇5個視野,結(jié)果取均值。每組設(shè)置3個復(fù)孔,實驗重復(fù)3次。

1.3 統(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS 25.0統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)分析,計量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(±s)表示,采用t檢驗,多組差異比較用單因素方差分析,以P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 穿心蓮內(nèi)酯對胰腺癌細胞增殖的影響 與0 μmol/L比較,6、12、24、48 μmol/L穿心蓮內(nèi)酯處理后胰腺癌細胞增殖活性降低,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。12 μmol/L穿心蓮內(nèi)酯處理后胰腺癌細胞成活率接近50%,選擇6 μmol/L的穿心蓮內(nèi)酯做后續(xù)實驗。見表1。

2.2 穿心蓮內(nèi)酯抑制胰腺癌細胞中TGF-β1/Smad2/3信號激活 與對照組比較,穿心蓮內(nèi)酯組胰腺癌細胞TGF-β1、p-Smad2/Smad2、p-Smad3/Smad3蛋白表達量減少,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。與對照組比較,TGF-β1組胰腺癌細胞p-Smad2/Smad2、p-Smad3/Smad3蛋白表達量增多,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。見圖1~2,表2~3。

2.3 穿心蓮內(nèi)酯調(diào)控TGF-β1/Smad2/3增強順鉑抗胰腺癌細胞增殖和誘導(dǎo)凋亡作用 與對照組比較,穿心蓮內(nèi)酯組、順鉑組、穿心蓮內(nèi)酯+順鉑組胰腺癌細胞增殖活性、Bcl-2蛋白表達量減少,凋亡率和Bax蛋白表達量增多,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。與穿心蓮內(nèi)酯組、順鉑組比較,穿心蓮內(nèi)酯+順鉑組胰腺癌細胞增殖活性、Bcl-2蛋白表達量減少,凋亡率和Bax蛋白表達量增多,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。與穿心蓮內(nèi)酯+順鉑組比較,穿心蓮內(nèi)酯+順鉑+TGF-β1組胰腺癌細胞增殖活性、Bcl-2蛋白表達量增多,凋亡率和Bax蛋白表達量減少,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。見圖3~4,表4。

2.4 穿心蓮內(nèi)酯調(diào)控TGF-β1/Smad2/3增強順鉑抗胰腺癌細胞EMT作用 與對照組比較,穿心蓮內(nèi)酯組、順鉑組、穿心蓮內(nèi)酯+順鉑組胰腺癌細胞E-cadherin蛋白表達量增多,N-cadherin蛋白表達量減少,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。與穿心蓮內(nèi)酯組、順鉑組比較,穿心蓮內(nèi)酯+順鉑組胰腺癌細胞E-cadherin蛋白表達量增多,N-cadherin蛋白表達量減少,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。與穿心蓮內(nèi)酯+順鉑組比較,穿心蓮內(nèi)酯+順鉑+TGF-β1組胰腺癌細胞E-cadherin蛋白表達量減少,N-cadherin蛋白表達量增多,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。見圖5和表5。

2.5 穿心蓮內(nèi)酯調(diào)控TGF-β1/Smad2/3增強順鉑抗胰腺癌細胞侵襲和遷移作用 與對照組比較,穿心蓮內(nèi)酯組、順鉑組、穿心蓮內(nèi)酯+順鉑組胰腺癌細胞侵襲和遷移數(shù)目降低,MMP-2、MMP-9蛋白表達量減少,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。與穿心蓮內(nèi)酯組、順鉑組比較,穿心蓮內(nèi)酯+順鉑組胰腺癌細胞侵襲和遷移數(shù)目降低,MMP-2、MMP-9蛋白表達量減少,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。與穿心蓮內(nèi)酯+順鉑組比較,穿心蓮內(nèi)酯+順鉑+TGF-β1組胰腺癌細胞侵襲和遷移數(shù)目增多,MMP-2、MMP-9蛋白表達量增多,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。見圖6,表6。

3 討論

胰腺癌作為常見的惡性腫瘤,其具有轉(zhuǎn)移速度快、發(fā)展迅速等特點[8]。順鉑是臨床常見化療藥物,具有天然的抗腫瘤活性,可抑制腫瘤細胞增殖、轉(zhuǎn)移,促進細胞凋亡[9]。Bcl-2、Bax是細胞凋亡的標(biāo)志蛋白,其均屬于Bcl-2蛋白家族成員[10]。腫瘤轉(zhuǎn)移的基礎(chǔ)條件之一是降解細胞外基質(zhì),MMPs是細胞外基質(zhì)降解酶,其蛋白成員MMP-2、MMP-9表達改變與腫瘤細胞遷移、侵襲有關(guān)[11]。EMT是指上皮特征逐漸消失而間質(zhì)特征逐漸明顯的過程,腫瘤細胞EMT發(fā)生于腫瘤轉(zhuǎn)移之前,EMT后的細胞轉(zhuǎn)移能力明顯增加[12]。E-cadherin是上皮細胞標(biāo)志蛋白,N-cadherin是間質(zhì)細胞標(biāo)志蛋白,二者表達變化是EMT改變的重要參考指標(biāo)[13]。在腫瘤進展中,TGF-β1/Smad2/3等信號通路參與其中,TGF-β1活化后可在細胞表面與TGF-β1受體結(jié)合,促進下游Smad2/3磷酸化,進而影響腫瘤細胞增殖、凋亡、遷移,TGF-β1/Smad2/3在胰腺癌進展中發(fā)揮促進作用,二甲雙胍可通過抑制TGF-β1活性降低胰腺癌侵襲[7,14-15]。

穿心蓮內(nèi)酯有涼血消腫、保肝利膽、抗糖尿病等作用,提取于中藥穿心蓮[16]。穿心蓮內(nèi)酯對腫瘤有抑制作用,穿心蓮內(nèi)酯可在體外抑制卵巢癌、骨肉瘤等腫瘤細胞增殖、侵襲,并促進細胞凋亡[17-19]。研究發(fā)現(xiàn),穿心蓮內(nèi)酯和化療藥物吉西他濱聯(lián)合治療較單純一種藥物治療效果更好[5]。本實驗顯示,穿心蓮內(nèi)酯和順鉑均可以降低胰腺癌細胞增殖、遷移、侵襲,促進細胞凋亡,抑制MMP-2、MMP-9、Bcl-2、N-cadherin蛋白表達,促進E-cadherin、Bax表達,并且二者聯(lián)合效果更明顯,這提示穿心蓮內(nèi)酯能夠增強順鉑抗胰腺癌作用。本實驗還發(fā)現(xiàn),穿心蓮內(nèi)酯降低胰腺癌細胞中TGF-β1、p-Smad2/Smad2、p-Smad3/Smad3表達量,并且TGF-β1可部分逆轉(zhuǎn)穿心蓮內(nèi)酯對順鉑抗胰腺癌細胞增殖、遷移、侵襲和誘導(dǎo)凋亡的增強作用,說明穿心蓮內(nèi)酯通過抑制TGF-β1/Smad2/3信號提高胰腺癌細胞順鉑敏感性,穿心蓮內(nèi)酯可能是提高胰腺癌患者化療藥物敏感性的藥物之一。本研究存在一定的局限性,僅初步在細胞中證明了穿心蓮內(nèi)酯的作用,尚未在體內(nèi)和臨床應(yīng)用中進行廣泛驗證,以后會繼續(xù)探討穿心蓮內(nèi)酯提高胰腺癌順鉑敏感性的臨床應(yīng)用可能。體外細胞實驗中,在一定范圍內(nèi)的藥物抗腫瘤作用強弱與藥物作用濃度有關(guān),且在本研究中,只選擇了一種作用濃度的穿心蓮內(nèi)酯、順鉑進行了聯(lián)合處理,沒有對比穿心蓮內(nèi)酯和順鉑抗癌作用強弱,這部分內(nèi)容會在以后實驗中進行探討。

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(2021-11-25收稿 本文編輯:楊覺雄)

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