單玉興,張海玉,王立君,萬法青,盧良杰
(吉林大學(xué)白求恩醫(yī)學(xué)部第一醫(yī)院1.骨科;2.兒外科,吉林 長春130021)
藤黃酸(gambogic acid,GA)為新型抗腫瘤藥物,對正常組織細(xì)胞無副作用,是很有發(fā)展前景的抗腫瘤藥物[1]。端粒酶在腫瘤細(xì)胞的發(fā)生,發(fā)展中所起的作用已被認(rèn)可。90%以上的腫瘤細(xì)胞都具有較高的端粒酶活性,而多數(shù)的體細(xì)胞則缺少端粒酶活性[2]。端粒酶以自身的R N A為模板逆轉(zhuǎn)錄合成端粒D N A重復(fù)序列并添加到端粒末端,以補(bǔ)償因細(xì)胞每次分裂而丟失的末端堿基,保證染色體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和完整性,為腫瘤細(xì)胞的永生化提供了條件。端粒酶逆轉(zhuǎn)錄酶(hTERT)是端粒酶的限速成分,hTERT基因的表達(dá)調(diào)控對端粒酶表達(dá)活性調(diào)節(jié)起決定性作用,Bcl-2基因(即B細(xì)胞淋巴瘤/白血?。?基因)是一種原癌基因,具有抑制細(xì)胞凋亡的作用。hTERT和Bcl-2蛋白都是很好的腫瘤治療靶點(diǎn),本實(shí)驗(yàn)通過研究GA對骨肉瘤細(xì)胞中hTERT和Bcl-2蛋白的影響,為GA治療骨肉瘤的臨床應(yīng)用提供理論依據(jù)。
1.1 材料 人骨肉瘤細(xì)胞株(HOS和CCK8)購于北京鼎國昌盛生物技術(shù)有限責(zé)任公司。GA購于北京易萊西諾生物科技有限公司。主要試劑:胎牛血清(HyClone)購于賽默飛世爾生物化學(xué)制品(北京)有限公司。hTERT抗體購于Santa Cruz公司;Bcl-2抗體,DAB顯色試劑盒,免疫組化染色試劑盒(SP試劑盒)均購于武漢博士德生物工程有限公司。
1.2 方法
1.2.1 細(xì)胞培養(yǎng) 在5%CO2、飽和濕度、37℃孵箱中傳代培養(yǎng),培養(yǎng)基為含10%胎牛血清和100μ/ml雙抗的高糖DMEM(含酚紅)。
1.2.2 CCK-8法檢測細(xì)胞增殖狀況 將細(xì)胞種植于96孔板中,每孔5×103個(gè)細(xì)胞。培養(yǎng)24h后,每孔分別加入終濃度為0.125,0.25,0.5,1,2,4,8 μmol/L,含有 GA的培養(yǎng)基200μl,同時(shí)設(shè)一不加藥物組,置于培養(yǎng)箱內(nèi)繼續(xù)培養(yǎng)24h,48h,72h,96 h,120h后每孔加入CCK-8溶液20μl,培養(yǎng)箱內(nèi)繼續(xù)培養(yǎng)4h。選擇490nm波長,在酶聯(lián)免疫檢測儀上測定各孔吸光值;在顯微鏡下觀察細(xì)胞形態(tài)并照相。以時(shí)間為橫軸,吸光值為縱軸繪制細(xì)胞生長曲線。細(xì)胞存活分?jǐn)?shù)(survival fraction,SF)計(jì)算公式為:SF(%)=(實(shí)驗(yàn)組 OD值/對照組 OD值)×100%。實(shí)驗(yàn)進(jìn)行3次,最后以3個(gè)平行樣品的SF均值±標(biāo)準(zhǔn)差(±s)繪制時(shí)間-存活曲線。
1.2.3 免疫組化檢測hTERT和Bcl-2蛋白的表達(dá)
將細(xì)胞種植于24孔板中,每孔4×105個(gè)細(xì)胞,設(shè)置2個(gè)實(shí)驗(yàn)組,每組3個(gè)平行樣,同時(shí)設(shè)立對照組。培養(yǎng)24h后,每孔加入含有最適濃度GA培養(yǎng)基1 ml,培養(yǎng)3d,5d。采用鏈霉素親生物素-過氧化酶聯(lián)接法(SP法)。常規(guī)固定,染色,10倍倒置顯微鏡下,選取具有適當(dāng)形態(tài)學(xué)特征的細(xì)胞照相。應(yīng)用Image J軟件和Image Pro Plus軟件對免疫組化圖像進(jìn)行半定量分析。
1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析
統(tǒng)計(jì)學(xué)處理:采用SPSS軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理。數(shù)據(jù)以(±s)表示,組間比較采用t檢驗(yàn),相關(guān)分析采用配對卡方檢驗(yàn),以P<0.05為差異有顯著性。
2.1 GA作用后細(xì)胞存活 細(xì)胞存活曲線描述了不同藥物劑量在不同時(shí)間骨肉瘤細(xì)胞存活情況。見圖1。
骨肉瘤HOS細(xì)胞的存活率隨著時(shí)間的推移明顯降低,而且未見明顯的后期細(xì)胞增殖。相關(guān)性分析結(jié)果顯示,細(xì)胞的存活率與藥物劑量呈負(fù)相關(guān)(P<0.01)。
2.2 hTERT和Bcl-2蛋白檢測 應(yīng)用Image Pro Plus軟件對免疫組化圖像分析表明各圖像灰度值逐漸增強(qiáng),說明各圖像蛋白含量逐漸減低。數(shù)據(jù)顯示實(shí)驗(yàn)組的hTERT和Bcl-2蛋白表達(dá)明顯低于對照組,且表達(dá)強(qiáng)度明顯與時(shí)間呈負(fù)相關(guān)。(見表1)。
圖1 凋亡率與時(shí)間、藥物劑量之間的關(guān)系
表1 免疫組化圖像灰度值分析
應(yīng)用Image J軟件對免疫組化圖像進(jìn)行陽性細(xì)胞計(jì)數(shù),陽性細(xì)胞越多,說明表達(dá)hTERT和Bcl-2蛋白的細(xì)胞越多,也就意味著表達(dá)hTERT和Bcl-2蛋白的細(xì)胞分布之廣,反之亦然。經(jīng)配對卡方檢驗(yàn),差異有顯著性(P<0.05).(見表2)
表2 免疫組化圖像陽性細(xì)胞數(shù)分析
2.3 hTERT和Bcl-2蛋白表達(dá)的關(guān)系 通過配對卡方檢驗(yàn),發(fā)現(xiàn)hTERT和Bcl-2蛋白的表達(dá)具有高度的一致性,兩者表達(dá)具有顯著相關(guān)性(P<0.05)。
本實(shí)驗(yàn)在了解hTERT與Bcl-2蛋白的諸多行為關(guān)系的基礎(chǔ)上,旨在了GA對骨肉瘤(HOS)中hTERT和Bcl-2蛋白的影響及可能相關(guān)性,同時(shí)為GA的臨床應(yīng)用提供理論依據(jù)。
骨肉瘤(成骨肉瘤)是最常見的惡性骨腫瘤。發(fā)病率很高,典型骨肉瘤一般見于10-20歲年齡段,但在任何年齡段都可發(fā)生,包括嬰幼兒,兒童以及老年人。男性發(fā)病率較高,男女之比約2∶1。具有很強(qiáng)的局部浸潤能力和肺轉(zhuǎn)移能力。手術(shù)治療已大大提高了患者的預(yù)后,但有很高的致殘率。
常規(guī)化療副作用大,且預(yù)后較差。GA為抗腫瘤一類新藥,已進(jìn)入臨床研究。目前研究表明GA在有效劑量范圍內(nèi)毒副作用比較小,其抗癌作用與一般的化療抗癌藥有所區(qū)別,能選擇性的殺死癌細(xì)胞,而對正常組織細(xì)胞無明顯影響,有很好的發(fā)展前景。
端粒酶在90%的癌細(xì)胞中高表達(dá),而在正常細(xì)胞中表達(dá)很少,是公認(rèn)的抗癌靶點(diǎn),可反映化療的效果[3]。而端粒酶活性受hTERT 的調(diào)控[4,5],是端粒酶的限速酶[6],與端粒酶活性具有平行關(guān)系[7,8]。目前很多學(xué)者將目光轉(zhuǎn)向hTERT,希望能夠有所突破[9]。Bcl-2基因是大家關(guān)注熱點(diǎn),已有大量文獻(xiàn)報(bào)道Bcl-2蛋白可保護(hù)細(xì)胞免于凋亡,同時(shí)提高h(yuǎn)TERT 的表達(dá)[10-12],但是也有實(shí)驗(yàn)證實(shí) Bcl-2蛋白與hTERT 無相關(guān),甚至負(fù)相關(guān)[13,14]。
本實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)未經(jīng)處理的骨肉瘤細(xì)胞在光鏡下觀察主要為短梭形,細(xì)胞排列緊密,核大,核分裂多見,細(xì)胞密集時(shí)呈多層生長。經(jīng)GA處理后,細(xì)胞形態(tài)變成以多角形為主,單層排列,細(xì)胞大小趨向均一,核小而深染,提示形態(tài)上出現(xiàn)分化改變。隨著藥物濃度的增高,骨肉瘤細(xì)胞的凋亡率明顯增大;隨著藥物作用時(shí)間的延長,細(xì)胞的凋亡率也明顯增大。在最適濃度的作用下,以時(shí)間為軸線,在對照組中,hTERT和Bcl-2蛋白的表達(dá)無明顯變化;在實(shí)驗(yàn)組(3d),實(shí)驗(yàn)組(5d)中,hTERT和Bcl-2蛋白的表達(dá)在逐漸減弱,與藥物作用時(shí)間呈負(fù)相關(guān),與相關(guān)報(bào)道一致[15,16];二者與藥物存在時(shí)間依賴關(guān)系,在表達(dá)上呈高度一致性。
GA、hTERT存在時(shí)間依賴關(guān)系,但是并不確定GA是否直接影響端粒酶活性;Bcl-2蛋白與hTERT存在高度一致性,二者之間是否存在互相協(xié)助的作用,有待進(jìn)一步研究;因部分正常組織中存在端粒酶活性,所以GA對其有無副作用,同樣有待進(jìn)一步研究;hTERT和Bcl-2基因蛋白的表達(dá)的測定是半定量的,還存在某些假陽性和假陰性的可能;腫瘤細(xì)胞內(nèi)為低PH狀態(tài)[17],但本實(shí)驗(yàn)的腫瘤細(xì)胞是在pH7.2-7.4狀態(tài)下進(jìn)行的,這不能反映體內(nèi)惡性腫瘤組織的低PH狀態(tài)。以上問題有待進(jìn)一步論證。
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