尹碩鑫,敖先偉,李 博,張 濤,陳遠能#(1.南陽市中心醫(yī)院,河南 南陽 7000;.荊州市第二人民醫(yī)院消化內(nèi)科,湖北 荊州 000;.南陽市中心醫(yī)院呼吸內(nèi)科,河南 南陽 7000;.廣西中醫(yī)藥大學附屬瑞康醫(yī)院消化內(nèi)科,南寧 50011)
胃癌是全球第五大常見癌癥[1],全球每年約有100萬人診斷為胃癌,其中約40%的新發(fā)病例和死亡病例發(fā)生在中國[2]。目前,胃癌的主要治療方法包括手術(shù)和放化療,但術(shù)后復發(fā)率高,并且晚期胃癌患者化療后5年生存率低于5%[3]。中醫(yī)藥作為我國醫(yī)療事業(yè)中不可或缺的一部分,不僅能提高化療藥的療效、減少副作用、提高患者生活質(zhì)量,還能減慢腫瘤生長速度、緩解臨床癥狀,在腫瘤患者治療中的應用也日益廣泛。
清熱化濕方為經(jīng)典方“藿樸夏苓湯”加黃連、梔子化裁而成。藿樸夏苓湯出自清代的《醫(yī)原》,能宣通氣機、燥濕利水[4]。本課題組前期研究證實,清熱化濕方能夠防治幽門螺桿菌感染相關的胃癌[5—6]。近年來miRNA與胃癌的關系被廣泛報道。本課題組前期通過基因芯片分析發(fā)現(xiàn),胃癌組織中的miRNA-155 會被明顯下調(diào)[7],且穩(wěn)定沉默miRNA-155 可促進胃癌的進展[8]。此外,有研究顯示,miRNA能夠通過調(diào)節(jié)Wnt/β-catenin信號通路參與調(diào)控胃癌細胞的生物學行為[9]?;诖耍狙芯客ㄟ^構(gòu)建胃癌荷瘤裸鼠模型探討清熱化濕方是否能夠通過干預miRNA-155 抑制Wnt/β-catenin 信號通路中Wnt7、β-catenin、T 細胞因子4(T-cell factor-4,TCF-4)表達進而治療胃癌,以期為清熱化濕方的臨床應用提供依據(jù)。
IX71 型熒光倒置顯微鏡購自日本Olympus 公司;RM2135 型切片機購自德國Leica 公司;3K15 型低溫冷凍離心機購自德國Sigma 公司;Mini Protean 3 Cell 型電泳儀購自美國BioRad公司;MK3型酶標儀、ChemiScope 5300 Pro 型一體式化學發(fā)光成像儀均購自美國Thermo Fisher Scientific公司。
清熱化濕方(包括藿香6 g、白豆蔻1.8 g、淡豆豉9 g、川厚樸3 g、姜半夏4.5 g、杏仁9 g、赤茯苓9 g、豬苓4.5 g、澤瀉4.5 g、生薏苡仁12 g、黃連12 g、梔子12 g)購自廣西中醫(yī)藥大學附屬瑞康醫(yī)院。過表達miRNA-155 慢病毒由漢恒生物科技(上海)有限公司構(gòu)建;DMEM高糖培養(yǎng)基、胎牛血清(批號分別為SH30022.01、SH30406.05)均購自美國HyClone 公司;青鏈雙抗(批號E607011)購自生工生物工程(上海)股份有限公司;嘌呤霉素、Trizol RNA 提取試劑、SYBRGreen PCR 試劑盒、逆轉(zhuǎn)錄試劑盒(批號分別為A1113803、15596026、F-415XL、K1622)均購自美國Thermo Fisher Scientific 公司;0.25%胰蛋白酶(批號C0201)購自上海碧云天生物技術(shù)有限公司;BCA蛋白定量試劑盒(批號BL521A)購自廣州碩譜生物科技有限公司;磷酸鹽緩沖液(PBS,批號422300)購自北京索萊寶科技有限公司;ECL發(fā)光液購自美國Millipore公司;兔源Wnt 單克隆抗體(批號10605-1-AP)購自美國Proteintech 公司;兔源β-catenin 單克隆抗體(批號ab32572)購自英國Abcam公司;山羊抗小鼠免疫球蛋白G二抗(批號223120412)購自北京中杉金橋生物技術(shù)有限公司。
本研究所用動物為SPF 級裸鼠,雄性,4 周齡,實驗動物生產(chǎn)許可證號為SCXK(蘇)2021-0010,動物合格證號為202235128。本研究經(jīng)廣西中醫(yī)藥大學動物倫理委員會審核批準,批準號為DW20220621-122。
人胃腺癌AGS 細胞購自賽百慷(上海)生物技術(shù)股份有限公司。
按處方量稱取清熱化濕方藥材,搗碎,先以8倍量水煮沸30 min,用8層紗布過濾;藥渣再以6倍量水煮沸30 min 后同法過濾;合并兩次濾液,濃縮成質(zhì)量濃度為1 g/mL的藥液(以生藥量計),于4 ℃條件下保存?zhèn)溆谩?/p>
將AGS細胞鋪板于培養(yǎng)皿中,密度為5×104個/皿;待細胞匯合度為80%時,以最佳感染復數(shù)(200)進行病毒感染;繼續(xù)培養(yǎng)24 h后更換為DMEM高糖培養(yǎng)基;感染72 h 后,加入含5 μg/mL 嘌呤霉素的完全培養(yǎng)基進行篩選,以后每天用熒光顯微鏡觀察細胞熒光及細胞狀態(tài),當熒光效率在90%以上時表明miRNA-155 過表達AGS細胞株構(gòu)建成功。
將裸鼠適應性喂養(yǎng)1 周后按體重隨機分為模型組、對照組、過表達組和清熱化濕方低、中、高劑量組,每組5只。將裸鼠置于超凈臺內(nèi),以75%乙醇消毒裸鼠右側(cè)腋部皮膚后,除過表達組裸鼠接種過表達miRNA-155 AGS細胞外,其余各組裸鼠接種AGS細胞懸液(密度為1×107個/mL)。清熱化濕方低、中、高劑量組裸鼠從造模第2 天起分別按2.71、5.43、10.86 g/kg 灌胃相應藥液(劑量參考文獻[10]設置),對照組腹腔注射順鉑(0.004 g/kg)+氟尿嘧啶(0.02 g/kg)(劑量根據(jù)臨床等效劑量換算),每天1次,連續(xù)3周;模型組和過表達組灌胃等體積生理鹽水。末次給藥后禁食不禁水,于24 h后采用頸椎脫臼法處死,并取腫瘤組織進行檢測分析。
以生理鹽水沖洗各組裸鼠腫瘤組織,然后測量其質(zhì)量,并計算腫瘤抑制率。腫瘤抑制率=(模型組腫瘤組織質(zhì)量—干預組腫瘤組織質(zhì)量)/模型組腫瘤組織質(zhì)量×100%。
取各組裸鼠部分腫瘤組織,以10%甲醛固定液固定,切開病灶,流水沖洗干凈后放入生物脫水機中逐級脫水、透明、石蠟浸泡、包埋,切片4 μm,以常規(guī)蘇木素-伊紅(HE)染色后,采用顯微鏡觀察并拍照。
采用實時熒光定量聚合酶鏈式反應(qRT-PCR)法進行檢測。取各組裸鼠腫瘤組織各20 mg,加入Trizol裂解液1 mL后提取總RNA;取適量總RNA將其反轉(zhuǎn)錄成cDNA,然后進行PCR 擴增。PCR 反應條件為:95 ℃預變性30 s;95 ℃變 性15 s;循 環(huán)60 次。以U6 或GAPDH為內(nèi)參,采用2—ΔΔCt法計算miRNA-155和目的基因mRNA 的表達水平。PCR 引物序列及擴增產(chǎn)物長度見表1。
表1 PCR引物序列及擴增產(chǎn)物長度
采用Western blot 法進行檢測。取各組裸鼠腫瘤組織各20 mg,剪碎,加入250 μL RIPA 裂解液,并加入適量的PMSF 蛋白酶抑制劑,反復吹打裂解,置于冰上2 h后以12 000 r/min 離心10 min;取上清液加入適量蛋白上樣緩沖液,沸水加熱5 min 變性,采用BCA 試劑盒定量后,進行十二烷基硫酸鈉-聚丙烯酰胺凝膠電泳,轉(zhuǎn)膜;以4%脫脂奶粉封閉2 h,加入Wnt(稀釋度為1∶1 000)、β-catenin(稀釋度為1∶1 000)、TCF-4(稀釋度為1∶2 000)、GAPDH(稀釋度為1∶1 000)一抗,于4 ℃孵育過夜;以1%TBST洗膜,加入相應二抗室溫孵育2 h;以1% TBST洗膜后加入適量ECL顯色液顯影,采用凝膠成像儀曝光成像,并用Image J軟件分析圖像,以目的蛋白與內(nèi)參的灰度值比值表示其表達水平。
采用SPSS 21.0 軟件進行統(tǒng)計分析,計量資料采用-±s表示。方差齊性時組間比較采用方差分析,不符合正態(tài)分布的采用秩和檢驗。檢驗水準α=0.05。
熒光顯微鏡下觀察細胞熒光及細胞狀態(tài)發(fā)現(xiàn),在嘌呤霉素篩選后,細胞初期死亡較多,熒光較弱;隨著時間延長,細胞狀態(tài)好轉(zhuǎn),熒光增強且能穩(wěn)定傳代,說明miRNA-155 過表達AGS 細胞株構(gòu)建成功。結(jié)果見圖1。
圖1 miRNA-155過表達AGS細胞株的構(gòu)建過程
與模型組比較,過表達組、對照組和清熱化濕方中、高劑量組裸鼠腫瘤組織質(zhì)量均顯著降低(P<0.05),腫瘤抑制率分別為90.23%、63.79%、27.01%、44.25%。結(jié)果見圖2、表2。
圖2 各組裸鼠腫瘤組織的觀察結(jié)果
表2 各組裸鼠腫瘤組織質(zhì)量和抑制率的測定結(jié)果(n=5)
模型組裸鼠腫瘤細胞排列緊實,核大且染色較深;與模型組相比,過表達組、對照組及清熱化濕方低、中、高劑量組裸鼠的腫瘤細胞均出現(xiàn)不同程度的排列疏松,核染色較淺,出現(xiàn)壞死灶。其中,過表達組裸鼠腫瘤組織的損傷程度最高,對照組次之;清熱化濕方低、中、高劑量組腫瘤組織的損傷程度表現(xiàn)出劑量依賴性。結(jié)果見圖3。
圖3 各組裸鼠腫瘤組織的病理變化觀察結(jié)果
與模型組比較,過表達組、對照組和清熱化濕方中、高劑量組裸鼠腫瘤組織中Wnt7、β-catenin、TCF-4 mRNA 表達水平均顯著降低(P<0.05),miRNA-155 表達水平均顯著升高(P<0.05)。結(jié)果見圖4。
圖4 各組裸鼠腫瘤組織中miRNA-155、Wnt7、β-catenin、TCF-4 mRNA表達水平的檢測結(jié)果(n=5)
與模型組比較,過表達組、對照組和清熱化濕方高劑量組裸鼠腫瘤組織中Wnt7、β-catenin、TCF-4 蛋白表達水平,以及清熱化濕方中劑量組Wnt7 蛋白表達水平均顯著降低(P<0.05)。結(jié)果見圖5。
圖5 各組裸鼠腫瘤組織中Wnt7、β-catenin、TCF-4 蛋白的表達情況
中醫(yī)理論認為,胃癌的形成是在脾胃虛寒的基礎上,飲食生冷,感受濕熱寒邪,日久郁積引起的氣血運行不暢;最常見的證型為脾氣虛證、肝胃不和證、痰濕證、熱毒證、血虛證、血瘀證等;治療原則一般以益氣補脾、活血化瘀、清熱解毒為主[4]。清熱化濕方為經(jīng)典方“藿樸夏苓湯”加黃連、梔子化裁而成,可宣化表里之濕邪,對胃癌有一定的療效[11]。
miRNAs 是一種長度為19~25 個核苷酸的短鏈非編碼RNA[12],已被證明參與了多種腫瘤的發(fā)生發(fā)展[13]。一項研究發(fā)現(xiàn),miRNA-155是胃癌組織中下調(diào)程度最高的miRNAs之一,可能是胃癌的腫瘤抑制因子[14],這一結(jié)果與本課題組前期的基因芯片分析結(jié)果一致[7]。本研究發(fā)現(xiàn),過表達的miRNA-155可顯著抑制胃癌荷瘤模型裸鼠腫瘤的生長,與上述研究結(jié)果一致。
Wnt/β-catenin 信號通路是一個關鍵的級聯(lián)反應,對許多生理過程至關重要,如細胞增殖和分化、干細胞更新、胚胎發(fā)生和組織穩(wěn)態(tài)[15]。既往研究也提示,Wnt信號通路的病理紊亂可能與胃癌進展有關[16]。其中,Wnt 家族蛋白成員中的Wnt7a蛋白在胃癌組織中高表達,且與患者惡性病理特征顯著相關[17]。β-catenin是Wnt信號通路的關鍵下游效應因子,當Wnt配體與其膜受體復合體結(jié)合時,β-catenin 穩(wěn)定并在細胞質(zhì)中積累,然后與TCF一起進入細胞核,從而驅(qū)動多重增殖和凋亡相關基因的轉(zhuǎn)錄[18]。本研究證實清熱化濕方能夠上調(diào)miRNA-155表達,抑制Wnt/β-catenin 信號通路中Wnt7、β-catenin 和TCF-4的表達,從而抑制胃癌細胞的生長,進一步闡明了清熱化濕方防治胃癌的效用機制。
綜上所述,清熱化濕方可通過上調(diào)miRNA-155,抑制Wnt/β-catenin信號通路,進而抑制胃癌荷瘤模型裸鼠瘤體生長。但本研究只對miRNA-155進行過表達處理,未進行沉默,后續(xù)筆者將從正反兩方面研究清熱化濕方和miRNA-155之間的關系,積極闡明清熱化濕方治療胃癌的作用機制,為清熱化濕方在臨床中的應用提供更多、更可靠的循證依據(jù)。