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        順鉑增強食管癌相關(guān)基因2蛋白對人食管癌EC9706細(xì)胞的增殖抑制和凋亡誘導(dǎo)作用*

        2013-11-07 06:03:02宋海巖鄧曉慧孫春莉
        中國病理生理雜志 2013年2期
        關(guān)鍵詞:食管癌食管誘導(dǎo)

        宋海巖, 鄧曉慧, 孫春莉

        食管癌是目前全球發(fā)病率、死亡率最高的惡性腫瘤之一,晚期食管鱗癌主要治療手段是化療,順鉑(cisplatin,DDP)是食管鱗癌治療最常用的化療藥物之一,但是DDP的副作用較大且易出現(xiàn)腫瘤細(xì)胞耐藥等情況,限制了其臨床應(yīng)用及療效。食管癌相關(guān)基因2(esophageal cancer-related gene 2,ECRG2)或絲氨酸轉(zhuǎn)肽酶抑制劑Kazal type 7(serine peptidase inhibitor,Kazal type 7,SPINK7)是 Su 等[1]在 1998 年利用mRNA差異顯示技術(shù)在正常食管組織和來自林縣的3對高癌家族中分離與鑒定的新基因(Gen-Bank:AF268198)。體內(nèi)外實驗均證實,ECRG2蛋白能抑制腫瘤細(xì)胞生長,促進(jìn)凋亡[2]。本實驗通過觀察ECRG2蛋白單用或與DDP聯(lián)用時對人食管癌EC9706細(xì)胞增殖和凋亡的影響,為ECRG2蛋白聯(lián)合化療藥物用于抗腫瘤提供理論依據(jù)。

        材料和方法

        1 細(xì)胞培養(yǎng)及分組

        人食管癌EC9706細(xì)胞(中科院上海細(xì)胞庫)在含有10%胎牛血清、1×105U/L青霉素、100 mg/L鏈霉素的RPMI-1640培養(yǎng)液中,置于37℃、5%CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng),實驗細(xì)胞均處于對數(shù)生長期。設(shè)正常細(xì)胞組、ECRG2蛋白組(其終濃度分別為5.5 μg/L、6.5 μg/L、7.5 μg/L 和 8.5 μg/L)和 ECRG2 蛋白+順鉑組(順鉑終濃度為3 mg/L)。

        2 試劑

        ECRG2蛋白(上海生工),順鉑(齊魯制藥),RPMI-1640培養(yǎng)基和胎牛血清(HyClone),噻唑藍(lán)(MTT)和二甲基亞砜(DMSO,Sigma),細(xì)胞凋亡檢測試劑盒(碧云天),兔抗p53抗體(Abcam)。

        3 EC9706細(xì)胞體外增殖抑制實驗

        采用MTT法,取對數(shù)生長期的細(xì)胞,調(diào)整其濃度為4×107/L,接種于96孔板,每孔體積200 μL,待細(xì)胞貼壁后,ECRG2蛋白組分別加入終濃度為5.5 μg/L、6.5μg/L、7.5 μg/L 和 8.5 μg/L 的 ECRG2 蛋白,ECRG2蛋白+順鉑組在以上各ECRG2蛋白組基礎(chǔ)上加入終濃度為3 mg/L的順鉑,另設(shè)不加藥物的正常細(xì)胞組,每個濃度均設(shè)10個復(fù)孔。分別培養(yǎng)24 h、48 h和72 h,于終止前4 h,每孔加入5 g/L MTT溶液20 μL,繼續(xù)孵育4 h后棄去上清液,加入150μL DMSO,輕輕振蕩10 min,使結(jié)晶物完全溶解,在酶聯(lián)分析儀上490 nm波長處測吸光度值(A值)。

        4 Hoechst 33258染色法檢測細(xì)胞凋亡

        取對數(shù)生長期的細(xì)胞,調(diào)整其濃度為4×107/L,接種于6孔板(內(nèi)置載玻片),貼壁后按上述給藥濃度分組加藥,加藥后各組細(xì)胞培養(yǎng)24 h,取出細(xì)胞爬片,按試劑盒操作步驟進(jìn)行處理,光鏡下觀察凋亡細(xì)胞并計數(shù)。染色后細(xì)胞核呈白色的細(xì)胞被判為凋亡細(xì)胞。隨機(jī)選取6個高倍鏡視野,分別計數(shù)凋亡細(xì)胞數(shù)和總細(xì)胞數(shù),計算細(xì)胞凋亡率。

        5 Western blotting檢測凋亡相關(guān)蛋白p53的表達(dá)

        細(xì)胞培養(yǎng)24 h后,收集細(xì)胞,依次進(jìn)行蛋白提取、定量(加細(xì)胞裂解液裂解、BCA法測定蛋白質(zhì)濃度),SDS-PAGE電泳,轉(zhuǎn)膜,5%脫脂奶粉液封閉2 h,加Ⅰ抗4℃過夜,TBST洗10 min×3次,加Ⅱ抗(1∶2 000)37 ℃孵育1 h,TBST洗 10 min×3次,按照ECL試劑盒說明進(jìn)行顯色、曝光。

        6 統(tǒng)計學(xué)處理

        數(shù)據(jù)以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(mean±SD)表示,均數(shù)比較采用單因素方差分析,應(yīng)用SPSS 13.0統(tǒng)計軟件處理,以P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

        結(jié) 果

        1 ECRG2蛋白與DDP對EC9706細(xì)胞體外增殖的影響

        不同濃度ECRG2蛋白對EC9706細(xì)胞生長均有抑制作用,其抑制率呈一定的時間和濃度依賴性;不同濃度 ECRG2蛋白與3 mg/L DDP聯(lián)用后,抑制EC9706細(xì)胞增殖作用增強(P<0.01),隨著ECRG2蛋白濃度及時間增加,EC9706細(xì)胞增殖率顯著降低,呈一定的時間、濃度依賴性,見表1。

        表1 ECRG2蛋白及ECRG2蛋白聯(lián)合DDP作用不同時間對EC9706細(xì)胞增殖的影響Table 1.Effects of ECRG2 protein and ECRG2 protein combined with DDP on EC9706 cell proliferation at different time points(%.Mean±SD.n=24)

        2 ECRG2蛋白與DDP對EC9706細(xì)胞凋亡的影響

        Hoechst 33258染色后,凋亡細(xì)胞多表現(xiàn)為胞體縮小、變圓,核濃縮,呈白色。ECRG2蛋白單用時,細(xì)胞凋亡率與正常對照組比差異顯著,呈一定的量效關(guān)系;ECRG2蛋白和DDP聯(lián)合應(yīng)用時,隨ECRG2蛋白濃度增加EC9706細(xì)胞凋亡數(shù)目明顯增加(P<0.01),呈劑量依賴關(guān)系,見圖1、表2。

        Figure 1.Effects of ECRG2 protein combined with DDP for 24 h on EC9706 cell apoptosis.A:normal control group;B:ECRG2 protein(8.5 μg/L)group;C:ECRG2 protein+DDP(8.5 μg/L+3 mg/L)group.圖1 ECRG2蛋白聯(lián)合DDP作用24 h后對EC9706細(xì)胞凋亡的影響

        3 ECRG2蛋白與DDP對凋亡相關(guān)蛋白p53表達(dá)的影響

        不同濃度ECRG2蛋白均可促進(jìn)凋亡相關(guān)蛋白p53的表達(dá),與正常對照組比差異顯著(P<0.01),呈劑量依賴關(guān)系;ECRG2蛋白和DDP聯(lián)合應(yīng)用時,隨著ECRG2蛋白濃度增加,與單用ECRG2蛋白組相比,EC9706細(xì)胞中p53蛋白的表達(dá)明顯增加(P<0.01),見圖 2。

        表2 ECRG2蛋白聯(lián)合DDP作用24 h后對EC9706細(xì)胞凋亡的影響Table 2.Effects of ECRG2 protein combined with DDP for 24 h on EC9706 cell apoptosis(%.Mean±SD.n=24)

        Figure 2.Expression of p53 detected by Western blotting.A:normal control group;B:ECRG2 protein(5.5 μg/L);C:ECRG2 protein(6.5 μg/L);D:ECRG2 protein(7.5 μg/L);E:ECRG2 protein(8.5 μg/L);F:ECRG2 protein+DDP(5.5 μg/L+3 mg/L);G:ECRG2 protein+DDP(6.5 μg/L+3 mg/L);H:ECRG2 protein+DDP(7.5 μg/L+3 mg/L);I:ECRG2 protein+DDP(8.5 μg/L+3 mg/L).Mean±SD.n=24.**P < 0.01 vs control;##P < 0.01 vs ECRG2 protein at the same dose.圖2 Western blotting檢測凋亡相關(guān)蛋白p53的表達(dá)

        討 論

        食管癌是目前全球發(fā)病率、死亡率最高的惡性腫瘤之一,且預(yù)后極差[3-4],中晚期患者5年生存率僅為10%左右。化療作為食管癌綜合治療的重要手段,順鉑是治療食管癌常用的化療藥物之一,其主要是通過誘導(dǎo)DNA損傷殺傷腫瘤細(xì)胞[5-6],順鉑導(dǎo)致的DNA損傷可以通過激活多種信號通路而激活細(xì)胞凋亡信號,最終導(dǎo)致細(xì)胞凋亡。但由于其嚴(yán)重的毒性作用,如骨髓抑制、腎臟損傷和神經(jīng)毒性等,使其臨床應(yīng)用受到一定的限制。因此,臨床上主張聯(lián)合用藥,即可提高治療效果,又能降低鉑類為主的化療藥物的臨床用量,減低其毒副作用。

        ECRG2定位于5q32~33,全長3 540 bp,由4個外顯子和3個內(nèi)含子組成。ECRG2 cDNA全長569 bp,含有一個258 bp的完整編碼框,編碼一個85個氨基酸殘基的多肽。RT-PCR分析顯示ECRG2 mRNA在食管及多種正常組織中表達(dá),但在食管癌組織中表達(dá)明顯下調(diào)[7]。體內(nèi)、體外實驗均證實,ECRG2能抑制腫瘤細(xì)胞生長、增殖,促進(jìn)凋亡[2,8-9]。細(xì)胞內(nèi),ECRG2通過調(diào)控p53轉(zhuǎn)錄活性及中心體定位能力,參與中心體復(fù)制調(diào)控。ECRG2基因缺失導(dǎo)致中心體復(fù)制異常、多極紡錘體出現(xiàn),最終導(dǎo)致染色體不穩(wěn)定性、非整倍體腫瘤細(xì)胞出現(xiàn)[10]。腫瘤的發(fā)生和發(fā)展是腫瘤增殖和分化異常及腫瘤細(xì)胞凋亡異常的結(jié)果,大多數(shù)抗腫瘤藥物都能誘導(dǎo)敏感腫瘤細(xì)胞發(fā)生凋亡,其抗腫瘤效能與腫瘤細(xì)胞在藥物誘導(dǎo)下發(fā)生細(xì)胞凋亡的活性有關(guān)。因此,誘導(dǎo)瘤細(xì)胞凋亡成為腫瘤治療的一個新熱點,評價療效的一項新指標(biāo)[11]。本實驗MTT結(jié)果顯示ECRG2蛋白對食管癌EC9706細(xì)胞的增殖有明顯的抑制作用,隨ECRG2蛋白濃度及時間增加EC9706細(xì)胞增殖率顯著降低,呈一定的時間劑量依賴效應(yīng)關(guān)系;Hoechst染色結(jié)果顯示ECRG2蛋白可誘導(dǎo)食管癌EC9706細(xì)胞凋亡,促使食管癌細(xì)胞發(fā)生凋亡。

        p53是由393個氨基酸組成的轉(zhuǎn)錄因子,其與DNA損傷修復(fù)、細(xì)胞凋亡及腫瘤抑制密切相關(guān)[12-14]。p53基因突變在惡性腫瘤的形成與發(fā)展中發(fā)揮重要作用[15-16]。研究表明,ECRG2不僅可上調(diào)p53蛋白的表達(dá),且可影響其轉(zhuǎn)錄活性,ECRG2基因轉(zhuǎn)染可干擾人食管癌細(xì)胞的正常生長,抑制其增殖,并可通過上調(diào)p53發(fā)揮其作用[17]。本實驗Western blotting結(jié)果顯示,不同濃度ECRG2蛋白均可促進(jìn)凋亡相關(guān)蛋白p53的表達(dá),ECRG2蛋白和DDP聯(lián)合應(yīng)用時,隨著ECRG2蛋白濃度增加,EC9706細(xì)胞中p53蛋白的表達(dá)明顯增加,呈劑量依賴關(guān)系。

        本實驗中,DDP與EDRG2蛋白聯(lián)合應(yīng)用時,其抑制食管癌EC9706細(xì)胞細(xì)胞增殖、誘導(dǎo)其凋亡的效應(yīng)及促進(jìn)凋亡相關(guān)蛋白p53的表達(dá)明顯強于單獨用藥時的效應(yīng),且隨著藥物濃度增加,其效應(yīng)也相應(yīng)增加,提示ECRG2蛋白和順鉑聯(lián)合用藥比ECRG2蛋白單獨用藥效果明顯。ECRG2蛋白和順鉑聯(lián)用還可以降低順鉑的藥物用量,減少順鉑的毒副作用,達(dá)到較好的治療效果。

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