(安徽醫(yī)科大學(xué)第三附屬醫(yī)院,合肥230061)
熊果酸(UA)廣泛存在于天然植物和中草藥中,具有抗腫瘤、免疫調(diào)節(jié)等多種生物學(xué)功能[1~4]。熊果酸納米脂質(zhì)體微粒(UA-PL-NP)具有溶解性高、吸收性強、生物利用度高及靶向治療特點[5],提高了UA對腫瘤細胞的殺傷作用[6]。2011年4~11月,我們觀察了UA-PL-NP對人胃癌細胞株SGC-7901增殖活性的影響,并探討其機制。
1.1 材料 SGC-7901由安徽醫(yī)科大學(xué)核醫(yī)學(xué)教研室提供;UA-PL-NP(Sigma公司)用生理鹽水溶解,儲備濃度為20 mg/L;HG-DMEM,胎牛血清,胰蛋白酶;MTT,瑞姬染液,Caspase-3蛋白抗體及S-P免疫組化試劑盒;CO2培養(yǎng)箱,倒置顯微鏡,酶標(biāo)儀(ELX-800);Eppendorf 5417r臺式高速冷凍離心機。
1.2 方法
1.2.1 UA-PL-NP對SGC-7901細胞增殖影響的觀察 調(diào)整細胞懸液濃度為5.0×104/mL,200μL/孔接種96孔板。對照組不加藥物,觀察組分別加入0.01、0.1、1.0、10.0 mg/L 的 UA-PL-NP。每組及各濃度亞組的UA-PL-NP,均設(shè)5個復(fù)孔。分別于培養(yǎng)24、48、72 h后,采用 MTT法觀察細胞增殖情況,按說明書操作,在酶標(biāo)儀570 nm波長下檢測各孔的吸光度(A)值。各組實驗重復(fù)3次,取均值。細胞增殖抑制率=(對照組A值-觀察組A值)/對照組A值×100%;用直線回歸法測定中效濃度,即IC50。
1.2.2 UA-PL-NP對SGC-7901細胞凋亡影響的觀察 調(diào)整細胞懸液濃度為5.0×104/mL,以每孔2 mL接種預(yù)置蓋玻片的24孔板。對照組常規(guī)培養(yǎng),觀察組每孔加入3.73 mg/L的UA-PL-NP;培養(yǎng)72 h后,PBS洗滌3次;4%多聚甲醛室溫固定20 min后,再用PBS洗滌3次;取出蓋玻片用瑞氏染色法染色,倒置顯微鏡觀察細胞形態(tài)。
1.2.3 UA-PL-NP 對SGC-7901細胞中Caspase-3蛋白表達影響的觀察 分組及處理同1.2.2,常規(guī)SP法免疫化學(xué)染色,DAB顯色,蘇木精復(fù)染后光鏡下觀察。結(jié)果分析:排除爬片邊緣細胞,低倍鏡下隨機選取1個細胞均勻分布的視野,中倍鏡下每個視野隨機選50個細胞。Caspase-3蛋白陽性細胞為胞質(zhì)著棕黃色,無著色0分,淡黃色1分,棕黃色2分,棕褐色3分。按公式HSCORE=∑Pi(i+1)(i=0,1,2,3;Pi表示評分為i的比例)計算細胞HSCORE得分,以此表示Caspase-3蛋白的表達量。
1.2.4 統(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS13.0統(tǒng)計軟件。實驗數(shù)據(jù)以±s表示,數(shù)據(jù)處理行t檢驗。P≤0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
2.1 UA-PL-NP對SGC-7901細胞增殖的影響 結(jié)果顯示,UA-PL-NP對SGC-7901細胞具有增殖抑制作用,且呈劑量和時間依賴性(P均<0.05)。見表1。UA-PL-NP 作用 24、48、72 h 的 IC50值分別為8.06、5.17、3.73 mg/L。
表1 UA-PL-NP對SGC-7901細胞增殖的影響(±s)
表1 UA-PL-NP對SGC-7901細胞增殖的影響(±s)
UA-PL-NP(mg/L)增殖抑制率(%)24 h 48 h 72 h 0.01 3.25 ±0.79* 5.71 ±0.87* 25.32 ±2.77*0.10 13.46 ±1.74* 19.11 ±2.13* 42.94 ±3.56*1.00 23.45 ±2.52* 42.62 ±3.63* 61.70 ±4.47*10.00 49.83 ±4.02* 68.54 ±4.55* 84.74 ±5.24*
2.2 UA-PL-NP對SGC-7901細胞凋亡的影響 倒置顯微鏡下觀察,對照組細胞生長旺盛,呈多邊形,可見多核細胞和巨核細胞,胞膜光滑,胞質(zhì)淺藍紫色,胞核紫紅色,核仁深紫色。UA-PL-NP作用后細胞生長受抑,貼壁細胞數(shù)明顯減少,結(jié)構(gòu)模糊,細胞皺縮,密度增高,染色質(zhì)聚集,核固縮,細胞邊緣胞質(zhì)突起呈芽胞狀,從細胞主體上脫離,有的含有染色質(zhì)團塊,形成典型的凋亡小體。
2.3 UA-PL-NP對SGC-7901細胞中Caspase-3蛋白表達的影響 對照組和觀察組Caspase-3蛋白陽性表達細胞的HSCORE得分分別為(2.133±0.149)、(3.307 ±0.069)分,兩組比較,P <0.05。
研究[7~10]已證實,UA 可抑制多種腫瘤細胞增殖并誘導(dǎo)其凋亡,并且其機制可能與下調(diào)COX-2、降低Bcl-2/Bax比值、激活Caspase-3蛋白有關(guān),也可能與抑制血管生成有關(guān)。但由于UA本身生物利用度低的缺陷,限制了其抗腫瘤等生物學(xué)效應(yīng)的發(fā)揮。UA-PL-NP的相關(guān)研究表明,其對其他惡性腫瘤細胞也有生長抑制作用。孫旭芳等[10]研究發(fā)現(xiàn),UAPL-NP對小鼠黑色素瘤B16細胞的增殖有明顯抑制作用,并呈濃度和時間依賴性,UA-PL-NP作用24 h的IC50值為7.68 mg/L;另外,其能促進瘤細胞的凋亡,從而抑制B16小鼠黑色素瘤細胞的增殖;降低MMP-9蛋白的表達,有抑制腫瘤侵襲和轉(zhuǎn)移的作用。與本實驗結(jié)果相似。
本實驗免疫細胞化學(xué)檢測顯示,UA-PL-NP可上調(diào) SGC-7901細胞 Caspase-3蛋白的表達。Caspase是一個半胱氨酸蛋白酶家族,在細胞凋亡的過程中起著關(guān)鍵性的作用。根據(jù)Caspase在級聯(lián)反應(yīng)上下游的位置及功能的不同,分為凋亡始動子、凋亡效應(yīng)子和炎癥組3大類。Caspase-3屬于凋亡效應(yīng)子,能被上游的始動子激活,激活后作用于特異性底物使細胞發(fā)生生化及形態(tài)學(xué)改變,導(dǎo)致細胞凋亡。Caspase-3在細胞凋亡中起關(guān)鍵作用[11],一旦被激活,即發(fā)生下游的級聯(lián)反應(yīng),使凋亡不可避免,因而Caspase-3被稱為“死亡蛋白酶”。Caspase-3活化后大致通過酶解滅活凋亡抑制物、酶解細胞外基質(zhì)及骨架蛋白和裂解DNA修復(fù)相關(guān)分子3種機制使細胞解體[12]。另外 Donepudi等[13]發(fā)現(xiàn),Caspase-3 可導(dǎo)致細胞凋亡最終步驟的執(zhí)行。因此,UA-PL-NP可能通過上調(diào)Caspase-3表達,促進SGC-7901細胞凋亡,有望作為一種新型抗腫瘤藥應(yīng)用于臨床。
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