楊永凈,劉士新,刁建東,曹 玲,柳群麗
(1.吉林省腫瘤醫(yī)院 放療一科,吉林 長春130012;2.吉林大學(xué)中日聯(lián)誼醫(yī)院 腫瘤血液科)
鼻咽癌是我國常見的惡性腫瘤之一,在頭頸部惡性腫瘤中占首位。放射治療是鼻咽癌的主要治療手段,早期病人單純放療效果較好,但因其發(fā)生部位隱蔽,癥狀多樣性,就診病人70%為局部晚期病人,單純放療療效較差,局部復(fù)發(fā)和遠處轉(zhuǎn)移為常見的失敗原因。為提高局部晚期鼻咽癌的治療效果,局部放療和全身化療相結(jié)合成為國內(nèi)外研究的熱點。我們的前期研究發(fā)現(xiàn)紫杉醇可使細胞周期阻滯于G2/M 期,并誘導(dǎo)細胞凋亡和促進腫瘤細胞再氧合,而處于G2/M期的腫瘤細胞對放療敏感。本研究應(yīng)用紫杉醇聯(lián)合放療對鼻咽癌CNE細胞株凋亡蛋白表達的影響,進一步探討紫杉醇對鼻咽癌細胞放療增敏作用的機制。
人鼻咽癌CNE細胞株購自中國科學(xué)院上海細胞庫,紫杉醇為山西普德公司產(chǎn)品。噻唑藍(MTT)、二甲基亞砜(DMSO)購自Sigma公司,RPMI-1640、胰蛋白酶購自GIBCO公司,胎牛血清購自天津TBD公司。
人鼻咽癌細胞培養(yǎng)于含有10%胎牛血清的PRMI-640培養(yǎng)基中,37℃,5%CO2條件下常規(guī)培養(yǎng)。
將對數(shù)生長期的鼻咽癌CNE細胞隨機分為四組:空白對照組(不進行任何處理,給予等體積PBS);放療組(細胞以6Gy劑量進行照射);紫杉醇組(細胞加入亞細胞毒劑量紫杉醇);放療聯(lián)合紫杉醇組(細胞加入亞細胞毒劑量紫杉醇后,以6Gy劑量進行照射),將分組后的細胞株培養(yǎng)24h后,冷PBS洗滌2次,加入預(yù)冷的蛋白裂解液100μl,置于4℃搖床,溫和振蕩15min,14 000rpm,4℃離心15 min,取上清為全蛋白提取物。
根據(jù)樣品數(shù)量,按50體積BCA試劑A加1體積BCA試劑B(50∶1)配制適量BCA工作液,充分混勻;以BSA作為標準品,配制不同濃度(2000、1000、750、500、250、125、62.5、31.25μg/μl)標準溶液,各取10μl置于EP管中;取不同轉(zhuǎn)染組蛋白提取物各10μl,至于不同EP管中;各管加入200μl BCA工作液;各管充分混勻,37℃放置30min,然后在562nm下比色測定;以BSA蛋白含量(μg)為橫坐標,吸光值為縱坐標,繪出標準曲線;根據(jù)所測樣品的吸光值,在標準曲線上查得相應(yīng)的蛋白含量(μg);按相同蛋白濃度,分裝蛋白,-70℃保存。
分別取上述分離總蛋白按4∶1比例加入5×SDS樣品緩沖液,混勻后,煮沸3-5min;取出樣品,冷卻至室溫后,離心(10 000rpm)30s,取上清每孔加樣30μl;40V電泳至濃縮膠與分離膠交界處,調(diào)整電壓到100V,恒壓電泳至分離膠底部。
剪6塊3mm濾紙和一塊PVDF膜,大小與膠相同;將剪好的膜在100%甲醇中短暫浸泡后,再在電轉(zhuǎn)印緩沖液中浸泡平衡10-15min;濾紙用電轉(zhuǎn)液浸泡;待電泳結(jié)束后,取下凝膠,切去積層膠作標記,電轉(zhuǎn)緩沖液漂洗膠并平衡20min。然后按以下順序安裝:陽極側(cè)-海綿-3張濾紙-NC膜-凝膠-3張濾紙-海綿-陰極側(cè)。放置每一層時,均要去除各層間的氣泡,以免影響轉(zhuǎn)移效果;用塑料支架夾緊上述各層,置于轉(zhuǎn)移電泳儀內(nèi),以恒流200mA轉(zhuǎn)移2h;轉(zhuǎn)移結(jié)束后,取下PVDF膜,用鉛筆在膜的上緣作好標記。將膜置于平皿中,加入TBST室溫漂洗10 min。
封閉:將上述PVDF膜放于平皿中,加入20ml封閉液(5%脫脂奶粉),室溫輕輕振蕩1h;TBST室溫漂洗2次,5-10min/次;用抗體稀釋液?。ê?%脫脂奶粉的TBST)釋一抗(鼠抗人caspase3抗體、鼠抗人NF-κB抗體)至1∶500;封閉結(jié)束后,PVDF膜放入一雜交袋中,按0.1ml抗體溶液/cm2膜加入抗體,去除氣泡,封口,4℃過夜;一抗中取出,TBST漂洗,10min/次,3-5次;用抗體稀釋液稀釋辣根過氧化物酶標記的羊抗鼠抗體至1∶5000,加入雜交袋中,室溫振蕩1-2h;TBST 漂洗,10min/次,3-5次。
配制ECL發(fā)光工作液;取出洗滌的PVDF膜,在濾紙上瀝干洗液,然后將膜完全浸入并與發(fā)光工作液充分接觸,室溫孵育1min;瀝干發(fā)光工作液,放入X光片暗盒內(nèi)曝光;顯影沖洗。
放療組、紫杉醇組和放療聯(lián)合紫杉醇組caspase3表達高于空白對照組,放療聯(lián)合紫杉醇組組升高明顯。與此相對應(yīng),放療組、紫杉醇組、放療聯(lián)合紫杉醇組NF-κB表達下降,其中放療聯(lián)合紫杉醇組降低顯著,說明放療對鼻咽癌細胞的殺傷作用是通過誘導(dǎo)細胞凋亡來實現(xiàn)的,而小劑量的紫杉醇增強了對細胞凋亡的誘導(dǎo)作用。見圖1,2。
圖1 鼻咽癌CNE細胞株caspase3蛋白免疫印跡分析
圖2 鼻咽癌CNE細胞株NF-κB蛋白免疫印跡分析
局部晚期鼻咽癌治療失敗的主要原因是局部復(fù)發(fā)和遠處轉(zhuǎn)移,目前國內(nèi)外多項研究報道誘導(dǎo)化療與輔助化療對降低局部晚期鼻咽癌遠處轉(zhuǎn)移和提高局部晚期鼻咽癌總生存率沒有實質(zhì)性的改善。同期放化療不但增加局部療效且可以減少或消滅遠處轉(zhuǎn)移,治療局部晚期鼻咽癌的效果較好,能夠提高局部晚期鼻咽癌的生存率已成共識[1,2]。
紫杉醇是一種新型的微管穩(wěn)定劑,具有獨特抗癌活性,能加快微管蛋白聚合,延緩微管解聚,形成穩(wěn)定的非功能性的微管束,從而破壞有絲分裂和細胞增殖。研究表明其不但能殺滅腫瘤細胞,控制微小的亞臨床轉(zhuǎn)移灶,降低遠處轉(zhuǎn)移的發(fā)生率,同時可作為放射增敏劑提高腫瘤的放射敏感性,與放療具有協(xié)同作用[3]。劉君等[4]用低濃度(4 ×102mmol/L)的紫杉醇作用于喉鱗狀細胞癌細胞株Hep22 12 h或24h后再給予2Gy劑量(直線加速器)進行照射比單純放療或單用紫杉醇能更明顯地抑制細胞的生長,而單獨使用2Gy劑量的照射并不能顯著抑制細胞的生長,初步說明了紫杉醇能起到放療增敏的作用。
本研究前期結(jié)果表明紫杉醇聯(lián)合放療組腫瘤抑制率明顯高于放療組及紫杉醇組,流式細胞檢測紫杉醇可將細胞周期阻滯于G2/M 期,顯著阻滯了細胞的周期進展,從而增強了抑制腫瘤細胞生長的作用。除上述機制外,本研究結(jié)果表明紫杉醇聯(lián)合放療可影響凋亡蛋白Caspase-3、NF-κB的表達,從而促進鼻咽癌細胞凋亡。Caspase蛋白酶家族是細胞凋亡的中心環(huán)節(jié),Caspase-3在細胞中以酶原方式存在,凋亡信號激活上游Caspase進而激活下游Caspase-3,在凋亡執(zhí)行階段由下游Caspase-3對特定的底物進行切割,激活核纖層蛋白、肌動蛋白等蛋白酶及核酸內(nèi)切酶等,抑制DNA修復(fù)酶從而破壞細胞骨架蛋白和核蛋白,使染色體斷裂成小片段,這些不可逆轉(zhuǎn)的改變導(dǎo)致細胞死亡[5]。Caspase-3是細胞凋亡信號中最關(guān)鍵因子之一,在Caspase-3家族的級聯(lián)反應(yīng)中,最后均通過激活Caspase-3使細胞進入凋亡。NF-κB是一種能與免疫球蛋白κ輕鏈基因增強子κB序列特異結(jié)合并調(diào)節(jié)κ輕鏈轉(zhuǎn)錄的核蛋白因子,NF-κB在多種腫瘤的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮了重要作用,NF-κB的活性不僅參與了淋巴瘤和骨髓瘤的發(fā)生,也存在于多種實體瘤中[6]。實驗證明化療藥物引起NF-κB活化能抑制細胞死亡,是腫瘤臨床治療中耐藥性產(chǎn)生的關(guān)鍵因素[7]。NF-κB活化可抑制細胞死亡,因此NF-κB被認為是抗凋亡因子,大量的研究結(jié)果表明抑制NF-κB活性可以誘導(dǎo)多種腫瘤細胞凋亡或使細胞恢復(fù)凋亡現(xiàn)象[8]。
本研究結(jié)果表明紫杉醇組、放療組及紫杉醇聯(lián)合放療組鼻咽癌CNE細胞株Caspase-3表達均較對照組增加,NF-κB表達均較對照組下降,尤以紫杉醇聯(lián)合放療組為著,提示紫杉醇影響凋亡蛋白的表達可能是其放療增敏作用的機制之一。
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