黃偉煒,楊 瑩,劉 寧
(1海南省人民醫(yī)院,???70311;2黑龍江護(hù)理高等??茖W(xué)校)
青蒿琥酯是青蒿素的衍生物,具有良好的水溶性和抗瘧效果,同時表現(xiàn)出強大的抗腫瘤活性[1]。研究[1,2]發(fā)現(xiàn),青蒿琥酯具有很強的抗結(jié)腸癌作用,但對于其抗癌機制尚不清楚。我們的前期研究結(jié)果表明,較低濃度(<15μmol/L)的青蒿琥酯即可抑制體外培養(yǎng)的人結(jié)腸癌HCT-8細(xì)胞增殖、遷移[3]。2010年6月1日~2011年6月30日,我們觀察了青蒿琥酯對人結(jié)腸癌HCT-8細(xì)胞誘導(dǎo)血管新生的影響,并觀察了經(jīng)青蒿琥酯作用的HCT-8細(xì)胞的血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)、血管生成素-2(Ang-2)的表達(dá)變化?,F(xiàn)將結(jié)果報告如下。
1.1 藥品與試劑 青蒿琥酯購于桂林南藥股份有限公司(批號H10930195),用于實驗時先用0.5%的NaHCO3溶解,再用生理鹽水配置成所需濃度。VEGF鼠單抗和Ang-2兔多抗購于Santa Cruz公司。EliViaionTMplus鼠/兔通用試劑盒和DAB顯色試劑盒購于邁新生物公司。
1.2 細(xì)胞培養(yǎng) 人結(jié)腸癌HCT-8細(xì)胞(由中國科學(xué)院生物化學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)研究所提供)置含10%胎牛血清的RPMI1640培養(yǎng)液,于37℃、5%CO2培養(yǎng)箱培養(yǎng)。待細(xì)胞處于對數(shù)生長期時分組,青蒿琥酯組分別加入不同濃度青蒿琥酯,陽性對照組不加任何藥物;同時設(shè)陰性對照組(為單純RPMI1640培養(yǎng)基)。
1.3 大鼠主動脈環(huán)體外生長實驗 將青蒿琥酯組、陽性對照組細(xì)胞用RPMI1640沖洗3次,放入無血清RPMI1640培養(yǎng)液中孵育4 h;離心收集細(xì)胞后用無血清RPMI1640液稀釋至1×106/mL,繼續(xù)培養(yǎng)24 h。無菌條件下1 200 r/min和12 000 r/min分別離心10 min,獲得條件培養(yǎng)液。取1 mm長大鼠新鮮胸主動脈環(huán)30個,置入由纖維蛋白原、牛凝血酶、無血清培養(yǎng)液MCDB-131等混合制成的凝膠中,于37℃、5%CO2培養(yǎng)箱中孵育3 d。分別加入各組條件培養(yǎng)液,與大鼠主動脈環(huán)一起孵育。每日觀察新生血管生長情況,第14天血管生成達(dá)高峰,每組各取6個主動脈環(huán),計數(shù)新生血管數(shù)。實驗重復(fù)3次,取均值。
1.4 雞胚絨毛尿囊膜(CAM)體內(nèi)血管生長實驗雞胚孵化4 d,在近氣室處開口,暴露接種部位,置孵箱內(nèi)穩(wěn)定24 h后分組并作相應(yīng)處理。①陰性對照組:將浸有RPMI1640、約1 mm×1 mm×1 mm大小的可吸收明膠海綿(無菌)置于雞胚接種部位。②陽性對照組:按照該實驗標(biāo)準(zhǔn)流程,在第6天將浸有100μL HCT-8細(xì)胞懸液的可吸收明膠海綿(無菌)置于雞胚接種部位。③青蒿琥酯組:將部分陰性對照組雞胚額外孵育1 d,分別給予100μL不同濃度青蒿琥酯處理后的HCT-8細(xì)胞懸液于可吸收明膠海綿上。上述三組雞胚用消毒的半透明封口膜封口,置孵箱中孵育,至第12天小心剝離各雞胚絨毛尿囊膜,固定后于400倍光鏡下觀察并拍照,管腔小于8個紅細(xì)胞大小且不帶肌層的小管腔血管為微血管,觀察5個高倍視野,取均值作為每例標(biāo)本的微血管密度。實驗重復(fù)3次,取均值。
1.5 VEGF、Ang-2蛋白的檢測 采用 Western blot法。分別收集“1.2”的各組細(xì)胞,提取細(xì)胞總蛋白,定量后加入等體積2×上樣緩沖液,煮沸。取部分蛋白樣品進(jìn)行聚丙烯酰胺凝膠電泳后,轉(zhuǎn)移至硝酸纖維素膜,脫脂奶粉封閉,加入相應(yīng)一抗,4℃過夜(β-actin為內(nèi)參照),洗滌后加入二抗,室溫孵育2 h,DAB顯色,IPP光密度分析軟件進(jìn)行蛋白條帶的光密度檢測。用目的蛋白條帶與內(nèi)參蛋白條帶的光密度比值表示目的蛋白的表達(dá)水平。
1.6 統(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS10.0統(tǒng)計軟件。實驗數(shù)據(jù)均以ˉx±s表示,樣本均數(shù)的比較用Dunnett's t檢驗。P≤0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
2.1 青蒿琥酯對HCT-8細(xì)胞誘導(dǎo)的血管生成的影響 大鼠主動脈環(huán)體外生長實驗結(jié)果顯示,陽性對照組于第3天起鏡下可見有新生血管生成,第7~13天新生血管迅速增多,第14天后血管生成速度減慢、生成量逐漸減少;青蒿琥酯組新生血管形成時間明顯滯后,于第7~10天才見有新生血管出現(xiàn),同時血管萌芽密度明顯降低,呈青蒿琥酯劑量依賴性。至第14天,陽性對照組新生血管數(shù)為(127.5±7.86)條,陰性對照組為(61.17 ±6.13)條,兩組相比P <0.01;3、6、12 μmol/L 青蒿琥酯組新生血管數(shù)分別為(55.23 ±3.68)、(32.84 ±4.13)、(12.66 ±2.71)條,與陽性對照組相比,P 均<0.05;與陰性對照組相比,P>0.05(3μmol/L青蒿琥酯組)和P<0.05(6、12 μmol/L 青蒿琥酯組)
雞胚絨毛尿囊膜體內(nèi)血管生長實驗結(jié)果顯示,與陰性對照組相比,陽性對照組可見有大量新生微血管呈放射狀排列于海綿周圍,血管密度增大、分支明顯增多、管徑增粗。陽性對照組新生血管數(shù)為(63.00±4.62)條,陰性對照組為(39.00 ±3.25)條,兩組相比,P<0.01。青蒿琥酯組的血管密度、分支減少,管徑變細(xì),3、6、12μmol/L青蒿琥酯處理組血管數(shù)分別(47.00 ±3.65)、(38.00 ±2.41)、(17.00 ±2.67)條,與陽性對照組相比(血管數(shù)分別減少22.9%、36.24%、74.82%),P 均 < 0.01;與陰性對照組相比,P>0.05(3、6μmol/L青蒿琥酯組)和P<0.05(12μmol/L青蒿琥酯組,血管數(shù)減少56.4%)。
2.2 青蒿琥酯對HCT-8細(xì)胞VEGF、Ang-2表達(dá)的影響 各組HCT-8細(xì)胞VEGF、Ang-2表達(dá)比較見表1。
表1 各組HCT-8細(xì)胞VEGF、Ang-2表達(dá)比較(ˉx±s)
目前,手術(shù)切除仍是治療結(jié)腸癌的首選方法,但由于術(shù)后局部復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移率較高,患者5年生存率仍較低。腫瘤浸潤和轉(zhuǎn)移依賴腫瘤新生血管的形成。研究[4]證實,結(jié)腸癌組織中存在明顯的血管新生現(xiàn)象。結(jié)腸癌組織微血管密度與結(jié)腸癌的臨床分期有關(guān),是結(jié)腸癌獨立的預(yù)后因素[4,5]。本觀察結(jié)果顯示,陽性對照組HCT-8新生血管明顯多于陰性對照組和青蒿琥酯組,同時還高表達(dá)血管新生調(diào)控因子VEGF和Ang-2,進(jìn)一步提示結(jié)腸癌細(xì)胞具有極強的血管新生促進(jìn)能力。
體外實驗結(jié)果顯示,青蒿琥酯可抑制體外培養(yǎng)的骨髓瘤、白血病、卵巢癌細(xì)胞等誘導(dǎo)的血管新生[6~8];體內(nèi)實驗亦發(fā)現(xiàn)青蒿琥酯可抑制 Kaposi肉瘤鼠模型中腫瘤組織血管的生長[9]。在本研究中,大鼠主動脈環(huán)體外生長實驗結(jié)果顯示,與陽性對照組相比,青蒿琥酯組主動脈環(huán)上血管萌芽出現(xiàn)時間明顯延遲,密度低,且呈青蒿琥酯濃度依賴性。雞胚尿囊膜體內(nèi)血管生長實驗結(jié)果顯示,與陽性對照組相比,青蒿琥酯組尿囊膜血管分支顯著減少,密度下降。上述體內(nèi)、體外實驗結(jié)果均提示青蒿琥酯具有抗結(jié)腸癌HCT-8細(xì)胞誘導(dǎo)血管新生的能力。
血管新生受多種因素的調(diào)控,其中專一作用于血管內(nèi)皮細(xì)胞的VEGF和Ang-2相互協(xié)調(diào),在血管形成過程中起關(guān)鍵作用[10]。VEGF是經(jīng)典血管生成促進(jìn)因子,主要促進(jìn)血管內(nèi)皮增殖。Ang-2是近年發(fā)現(xiàn)的另一種對血管內(nèi)皮有專一性的促血管新生因子家族成員,其主要作用是促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞滲漏,誘使其出芽,與VEGF相互協(xié)調(diào),促進(jìn)血管新生。已經(jīng)證實 VEGF 和 Ang-2 在結(jié)腸癌中呈高表達(dá)[4,11,12]。本研究結(jié)果顯示,較低濃度的青蒿琥酯(3μmol/L)即可抑制HCT-8細(xì)胞VEGF和Ang-2的表達(dá)。提示青蒿琥酯對HCT-8細(xì)胞誘導(dǎo)血管新生的抑制效應(yīng)可能與其下調(diào)該細(xì)胞VEGF和Ang-2的表達(dá)有關(guān),但其具體作用機制有待進(jìn)一步研究。
綜上所述,青蒿琥酯不但可以抑制結(jié)腸癌細(xì)胞增殖、遷移,還對其誘導(dǎo)血管新生的能力有抑制作用。青蒿琥酯對結(jié)腸癌細(xì)胞誘導(dǎo)血管新生的抑制效應(yīng)可能與其下調(diào)結(jié)腸癌細(xì)胞VEGF和Ang-2的表達(dá)有關(guān)。
[1]He RR,Zhou HJ.Progress in research on the anti-tumor effect of artesunate[J].Chin JIntegr Med,2008,14(4):312-316.
[2]Efferth T,Dunstan H,Sauerbrey A,et al.The anti-malarial artesunate is also active against cancer[J].Int J Oncol,2001,18(4):767-773.
[3]黃偉煒,牛紅軍,劉寧.青蒿琥酯對人結(jié)腸癌HCT-8細(xì)胞侵襲能力影響及機制研究[J].中成藥,2011,33(12):34-36.
[4]鐘世順,張振書,李淑梅,等.結(jié)腸癌血管內(nèi)皮生長因子與微血管密度和p53的關(guān)系[J].中華消化雜志,2001,21(6):339-342.
[5]周衛(wèi)真,陳文明,王世鑫,等.大腸癌患者血管新生及嵌合體血管的臨床研究[J].中華實用內(nèi)科雜志,2005,25(6):522-524.
[6]Chen H,Shi L,Yang X,et al.Artesunate inhibiting angiogenesis induced by human myeloma RPMI8226 cells[J].Int J Hematol,2010,92(4):587-597.
[7]Zhou HJ,Wang WQ,Wu GD,et al.Artesunate inhibits angiogenesis and downregulates vascular endothelial growth factor expression in chronic myeloid leukemia K562 cells[J].Vascul Pharmacol,2007,47(8):131-138.
[8]楊素梅,劉可玲,王立敏,等.青蒿琥酯對人卵巢癌細(xì)胞誘導(dǎo)血管新生的抑制效應(yīng)[J].河北醫(yī)藥,2011,33(13):1949-1951.
[9]Dell'Eva R,Pfeffer U,Vene R,et al.Inhibition of angiogenesis in vivo and growth of Kaposi's sarcoma xenograft tumors by the antimalarial artesunate[J].Biochem Pharmacol,2004,68(9):2359-2366.
[10]Karamysheva AF.Mechanisms of angiogenesis[J].Biochemistry,2008,73(7):751-762.
[11]Ahmad SA,Liu W,Jung YD,et al.The effects of angiopoietin-1 and-2 on tumor growth and angiogenesis in human colon cancer[J].Cancer Res,2001,61(4):1255-1259.
[12]李林海,高青,王永占,等.結(jié)腸癌組織HIF-1α和VEGF-C的表達(dá)及臨床意義[J].腫瘤防治研究,2009,36(8):676-678.