王 波,顧俊蓮,戴玉鑫,佟力軍,孟令娜,李 揚(yáng)
(1.內(nèi)蒙古林業(yè)總醫(yī)院病理科,內(nèi)蒙古 呼倫貝爾 022150;2.吉林大學(xué)白求恩醫(yī)學(xué)院病理生理學(xué)教研室,吉林 長春 130021)
放射治療是惡性腫瘤的主要治療方法,約70%的癌癥患者在治療過程中需要采用放射治療,但由于放射治療副作用大,預(yù)后不良,所以對(duì)于惡性腫瘤的聯(lián)合治療已經(jīng)越來越引起人們的重視。解熱鎮(zhèn)痛抗炎藥是一類具有抗炎、鎮(zhèn)痛,多數(shù)還具有抗炎抗風(fēng)濕作用的藥物。近期研究[1-2]發(fā)現(xiàn):這類藥物不但能降低惡性腫瘤患病的危險(xiǎn)性,而且能抑制乳腺癌和前列腺癌等多種惡性腫瘤細(xì)胞的增殖。吲哚美辛是具有代表性的一類解熱鎮(zhèn)痛抗炎藥,國外研究[3]證實(shí)其對(duì)多種癌細(xì)胞具有抑制作用,但該藥物聯(lián)合放射治療對(duì)人急性髓系白血病的治療作用尚無相關(guān)報(bào)道。本實(shí)驗(yàn)研究吲哚美辛聯(lián)合放射治療處理人急性髓系白血病HL-60細(xì)胞,觀察其對(duì)癌細(xì)胞的增殖抑制作用,為抗腫瘤研究提供依據(jù)。
1.1 細(xì)胞與主要試劑 HL-60細(xì)胞購自上海中科院細(xì)胞庫,IMDM和胎牛血清購自Gibco公司,吲哚美辛購自Sigma公司,實(shí)時(shí)熒光定量PCR mix購自Takala公司,MTT和臺(tái)盼藍(lán)購自上海鼎國公司。
1.2 細(xì)胞培養(yǎng) HL-60細(xì)胞培養(yǎng)于含10%血清的IMDM中,37℃、CO2孵箱中培養(yǎng)傳代,次日傳代,更換新鮮培養(yǎng)基。新鮮接種的細(xì)胞換成含2%血清的IMDM,同時(shí)加入不同濃度(0、20、40、60、80和100μmol·L-1)的吲哚美辛處理細(xì)胞。放射劑量根據(jù)文獻(xiàn)選用3Gy進(jìn)行放射治療。放射處理?xiàng)l件:照射時(shí)在培養(yǎng)瓶下加墊厚度為2cm等效有機(jī)玻璃板,細(xì)胞在室溫下用直線加速器上的6MV X線照射,單次照射劑量分別為3Gy,平均劑量率為180cGy·min-1。
1.3 MTT法檢測細(xì)胞的增殖 取對(duì)數(shù)生長期的HL-60細(xì)胞,按每孔2×104接種于96孔板里,培養(yǎng)24h后,更換成含2%血清的IMDM,同時(shí)加入不同濃度(20、40、60、80和100μmol·L-1)的吲哚美辛處理細(xì)胞,每組設(shè)6個(gè)復(fù)孔,在37℃、CO2孵箱中培養(yǎng)48h,每孔加入20μL MTT,繼續(xù)孵育4~6h,棄上清,加入150μL DMSO,輕輕混勻,于酶標(biāo)儀470nm處測吸光度(A)值,計(jì)算細(xì)胞增殖抑制率,細(xì)胞增殖抑制率=(1-實(shí)驗(yàn)組A570值/對(duì)照組A570值)×100%。
1.4 臺(tái)盼藍(lán)染色法檢測細(xì)胞活力 實(shí)驗(yàn)設(shè)不加吲哚美辛的對(duì)照組、80μmol·L-1吲哚美辛組、3Gy X線照射組和吲哚美辛(80μmol·L-1)聯(lián)合照射(3Gy X線)組。細(xì)胞消化成單細(xì)胞懸液,采用0.4%臺(tái)盼藍(lán)染色并細(xì)胞計(jì)數(shù),死細(xì)胞為藍(lán)紫色,活細(xì)胞為透明色,重復(fù)3次,取平均值,計(jì)算細(xì)胞活力抑制率,細(xì)胞活力抑制率(%)= [1-(實(shí)驗(yàn)組A值-空白對(duì)照組A值)/(對(duì)照組A值-空白對(duì)照A值)]×100%。
1.5 RT-PCR檢測 HL-60細(xì)胞中 mRNA的表達(dá)用TRIzol試劑提取細(xì)胞總RNA,采用dNTP、逆轉(zhuǎn)錄酶等將RNA逆轉(zhuǎn)錄成cDNA,取適量進(jìn)行PCR反應(yīng)。GAPDH 實(shí)時(shí)引物序列:Sense,5′-AGAAGGCTGGGGCTCATTTG -3′;Antisense,5′-AGGGGCCATCCACAGTCTTC-3′,設(shè)計(jì)30個(gè)循環(huán),退火溫度為58℃。PCNA實(shí)時(shí)引物序列:Sense,5′-GGTCCAGGGCTCCATCCT-3′;Antisense,5′-CCAGCAGGCCTCGTTGAT-3′,設(shè)計(jì)30個(gè)循環(huán),退火溫度為56℃。Caspase-3實(shí)時(shí)引物序列:Sense,5′-TAACCAGGTGCTGTGGAGTA-3′;Antisense,5′-GTGGAATTGATGCGTGATGT-3′,設(shè)計(jì)30個(gè)循環(huán),退火溫度為50℃。
1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS 13.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,細(xì)胞增殖抑制率和細(xì)胞活力抑制率以表示,組間比較采用單因素方差分析。
2.1 吲哚美辛聯(lián)合照射作用下HL-60細(xì)胞增殖抑制率的變化 MTT結(jié)果顯示:與對(duì)照組比較,在3Gy X線照射下,80μmol·L-1吲哚美辛聯(lián)合照射組細(xì)胞的增殖抑制率最高;與對(duì)照組比較,80、100和200μmol·L-1吲哚美辛聯(lián)合照射組細(xì)胞的增殖抑制率明顯增加,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見表1。
2.2 吲哚美辛聯(lián)合照射作用下HL-60細(xì)胞活力抑制率的變化 與對(duì)照組比較,80μmol·L-1吲哚美辛聯(lián)合3Gy X線照射組細(xì)胞活力抑制率明顯增加,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見表2。
2.3 吲哚美辛聯(lián)合照射作用下 HL-60細(xì)胞中PCNA和Caspase-3mRNA表達(dá)的變化 與對(duì)照組比較,80μmol·L-1吲哚美辛聯(lián)合3Gy X線照射組HL-60細(xì)胞中PCNA mRNA表達(dá)明顯降低(P<0.01),Caspase-3mRNA表達(dá)明顯增加(P<0.01)。見圖1和表3。
表1 不同濃度吲哚美辛聯(lián)合照射作用下HL-60細(xì)胞的增殖抑制率Tab.1 The inhibitory rates of proliferation of HL-60cells after treated with different concentrations of indometnacin combined with radiation (n=6,,η/%)
表1 不同濃度吲哚美辛聯(lián)合照射作用下HL-60細(xì)胞的增殖抑制率Tab.1 The inhibitory rates of proliferation of HL-60cells after treated with different concentrations of indometnacin combined with radiation (n=6,,η/%)
* P<0.05,**P<0.01compared with control group.
0±0.12 0±0.08 Indometnacin 40μmol·L-1+3Gy X-rays radiation 1.57±0.01 19.07±0.1260μmol·L-1+3Gy X-rays radiation 13.85±0.05 32.55±0.0780μmol·L-1+3Gy X-rays radiation 45.89±0.14** 56.13±0.09**100μmol·L-1+3Gy X-rays radiation 25.73±0.08* 32.03±0.0624h 48h Control(0μmol·L-1+3Gy X-rays radiation)Group Inhibitoryrate*
表2 吲哚美辛聯(lián)合3Gy X線照射作用下HL-60的細(xì)胞活力抑制率Tab.2 The inhibitory rates of viabilities of HL-60cells after treated with indometnacin combined with radiation(n=6,,η/%)
表2 吲哚美辛聯(lián)合3Gy X線照射作用下HL-60的細(xì)胞活力抑制率Tab.2 The inhibitory rates of viabilities of HL-60cells after treated with indometnacin combined with radiation(n=6,,η/%)
*P<0.05,**P<0.01compared with control group;△P<0.05compared with indometnacin group;#P<0.05compared with 3Gy X-rays radiation group.
Group Inhibitoryrate 24h 48h Control 15.24±3.21 12.68±3.59 Indometnacin(80μmol·L-1)34.34±2.16 30.02±5.473Gy X-rays radiation 59.42±2.43* 53.13±5.17*Indometnacin(80μmol·L-1)+3Gy X-rays radiation 78.35±4.13*△#75.42±3.91**△#
圖1 吲哚美辛聯(lián)合照射作用下HL-60細(xì)胞中PCNA和Caspase-3mRNA 的表達(dá)Fig.1 The expressions of PCNA and Caspase-3mRNA in HL-60cells after treated with indometnacin combined with radiation
據(jù)統(tǒng)計(jì),白血病約占腫瘤總發(fā)病率的3%,是兒童和青年中最常見的一種惡性腫瘤[4-6]。在世界各國中歐洲和北美白血病的發(fā)病率最高,其死亡率為3.2~7.4/10萬人口。亞洲和南美洲發(fā)病率較低,死亡率為2.8~4.5/10萬人口。白血病的治療一直局限于放化療,但不良反應(yīng)多,已有文獻(xiàn)報(bào)道白血病患兒因放療引起粒細(xì)胞趨化、游走、吞噬及滅菌功能降低,感染發(fā)生率高。人照射的最低損傷限度為1Gy,而半數(shù)致死量(LD50)為4Gy,因此應(yīng)嚴(yán)格避免急性過量照射引起的細(xì)胞損傷[7]。同時(shí)放療還可引起嚴(yán)重的骨壞死,雖然有很多檢測指標(biāo)用以預(yù)防,但效果不是十分理想。所以單純放療使病情預(yù)后差,并嚴(yán)重影響患者的生存質(zhì)量。吲哚美辛是一種最常見的非甾體抗炎藥,文獻(xiàn)[8-9]報(bào)道:常規(guī)服用吲哚美辛可以減輕喉癌以及多種惡性腫瘤的危險(xiǎn)性,這可能與其減輕氧化損傷、減少腫瘤血管的再生和營養(yǎng),降低腫瘤的轉(zhuǎn)移率有關(guān)[10-11];且腫瘤患者術(shù)后應(yīng)用吲哚美辛栓可改善細(xì)胞免疫功能[12]。相關(guān)研究[13]表明:吲哚美辛對(duì)抗癌癥的機(jī)制可能與調(diào)節(jié)一些凋亡相關(guān)因子例如上調(diào)p53表達(dá)和bax/bcl-2比值或增強(qiáng)cox-2表達(dá)及誘發(fā)凋亡有關(guān)。人類急性T細(xì)胞白血病細(xì)胞系Jurkat細(xì)胞在維甲酰酚胺聯(lián)合吲哚美辛治療后通過凋亡誘導(dǎo)因子(apoptosis-inducing factor,AIF)-介導(dǎo)細(xì)胞死亡程序誘導(dǎo)細(xì)胞死亡[14]。吲哚美辛聯(lián)合放療在髖關(guān)節(jié)成形術(shù)后防止異位成骨方面比單獨(dú)應(yīng)用吲哚美辛具有更好的效果[15]。
表3 各組HL-60細(xì)胞中PCNA和Caspase-3mRNA的表達(dá)水平Tab.3 The expression levels of PCNA and Caspase-3mRNA in HL-60cells in various groups(n=6,)
表3 各組HL-60細(xì)胞中PCNA和Caspase-3mRNA的表達(dá)水平Tab.3 The expression levels of PCNA and Caspase-3mRNA in HL-60cells in various groups(n=6,)
*P<0.05,**P<0.01compared with control group;△P<0.05compared with indometnacin group;#P<0.05compared with 3Gy X-rays radiation group.
Group GAPDH PCNA Caspase-327.53±1.21 22.28±1.23 15.86±1.34 Indometnacin(80μmol·L-1)29.97±1.33 19.24±1.43 18.51±1.613Gy X-rays radiation 30.21±1.29 17.42±0.95* 22.43±1.35*Indometnacin(80μmol·L-1)+3Gy X-rays radiation 28.69±1.46 12.31±0.74**△# 25.88±0.96**△#Control
本實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí):吲哚美辛聯(lián)合照射處理可明顯抑制HL-60細(xì)胞的增殖,促進(jìn)凋亡。實(shí)時(shí)定量PCR檢測顯示:核增殖因子PCNA在聯(lián)合治療組明顯降低,凋亡最后執(zhí)行因子Caspase-3表達(dá)在聯(lián)合治療組明顯升高,表明吲哚美辛聯(lián)合照射處理增強(qiáng)了癌癥治療效果。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果提示:吲哚美辛聯(lián)合照射處理能減輕長期單獨(dú)照射帶來的不良反應(yīng),對(duì)于白血病的治療有潛在的應(yīng)用前景。但具體的作用機(jī)制尚未明確,是否還有其他細(xì)胞調(diào)節(jié)因子參與需進(jìn)一步研究證實(shí)。
[1]Harris RE,BeebeDonk J,Doss H,et al.Aspirin,ibuprofen,and other non-steroidal anti inflammatory drugs in cancer prevention:a critical review of non-selective COX2 blockade(review)[J].Oncol Rep,2005,13(4):559-583.
[2]Kralj M,Kopitanovis S,Kovacevic D,et al.Effect of the nonsteroidal anti-inflammatory drug indomethacin on proliferation and apoptosis of coloncarcinomacells[J].Cancer Res Clin Oncol,2001,127(3):173-179.
[3]Li LG,Xu HM.Inducible nitricoxide synthase,nitrotyrosine and apoptosis in gastric adenocarcinomas and their correlation with a poor survival [J].World J Gastroenterol,2005,11(17):2539-2544.
[4]Siegel R,Naishadham D,Jemal A.Cancer statistics[J].CA Cancer J Clin,2012,62(1):10-29.
[5]范寶巖,陳 亮,朱萬安,等.HRCT在白血病肺部侵潤中的診斷和鑒別診斷[J].中國實(shí)驗(yàn)診斷學(xué),2011,15(12):2090-2092.
[6]王祥財(cái),廖長風(fēng),張庭龍,等.Real Time PCR監(jiān)測慢性粒細(xì)胞白血病bcr/abl融合基因的臨床意義[J].中國實(shí)驗(yàn)診斷學(xué),2011,15(10):1657-1659.
[7]Saito T.Acute radiation injury [J].Nihon Rinsho,2012,70(3):415-420.
[8]張連芝,孫吉鳳,王少華.吲哚美辛對(duì)喉癌Hep-2細(xì)胞增殖與iNOS活性的影響[J].吉林大學(xué)學(xué)報(bào):醫(yī)學(xué)版,2008,34(2):251-253.
[9]Guckenberger M,Kavanagh A,Partridge M.Combining advanced radiotherapy technologies to maximize safety and tumor control probability in stage III non-small cell lung cancer[J].Strahlenther Onkol,2012,188(10):894-900.
[10]Franchi A,Gallo O,Paglierani M,et al.Inducible nitricoxide synthase expression in laryngeal neoplasia:correlation with angiogenesis [J].Head Neck Surg,2002,24(1):16-23.
[11]呂曉紅,張 巨,張見影.大劑量一氧化氮合酶抑制劑在局灶性腦缺血中對(duì)神經(jīng)細(xì)胞凋亡的影響[J].吉林大學(xué)學(xué)報(bào):醫(yī)學(xué)版,2004,30(2):270-273.
[12]杜文峰,楊道貴.術(shù)后應(yīng)用吲哚美辛栓對(duì)胃腸道腫瘤病人免疫功能的影響[J].腸外與腸內(nèi)營養(yǎng),2012,19(1):32-37.
[13]Setia S,Vaish V,Sanyal SN,et al.Chemopreventive effects of NSAIDs as inhibitors of cyclooxygenase-2and inducers of apoptosis in experimental lung carcinogenesis [J].ANZ J Surg,2011,81(12):876-879.
[14]Hojka-Osinska A,Ziolo E,Rapak A,et al.Combined treatment with fenretinide and indomethacin induces AIF-mediated,non-classical cell death in human acute T-cell leukemia Jurkat cells [J].Biochem Biophys Res Commun,2012,419(3):590-595.
[15]Pakos EE,Tsekeris PG,Paschos NK,et al.Combined radiotherapy and indomethacin for the prevention of heterotopic ossification after total hip arthroplasty [J].Strahlenther Onkol,2009,185(8):500-505.