陳雅琳,唐 瑛,王慶敏,孫 歡,周 茜
半夏系天南星科植物半夏屬(Pinelliɑ Ternɑte(Thunb)Breit)的干燥塊莖,是一種常見中藥,首載于《神農本草經》,具有燥濕化痰、降逆止嘔、消痞散結之功效。筆者在前期的研究中發(fā)現,半夏總 生 物 堿(total alkaloids from Pinelliɑ Ternɑte,TATP)作為半夏的主要有效成分之一,具有抗多種惡性腫瘤的作用,如肝癌、乳腺癌、肺癌等[1-3]。然而,尚未見有關TATP對胃癌的抑制作用的報道,本實驗旨在初步探討TATP對人胃癌細胞株SGC-7901增殖的抑制作用,并探討其可能的作用機制。
1.1 材料 (1)藥品:TATP購自武漢銀河化工有限公司,純度87%,批號:20110321。用重蒸水配制儲備液10 g/L,4℃保存?zhèn)溆?。實驗時,用培養(yǎng)基稀釋至所需濃度。(2)細胞株:SGC-7901人胃癌細胞株,本室長期培養(yǎng)。(3)試劑與儀器:DMEM培養(yǎng)基(高糖)、胎牛血清、青鏈霉素均購自上海生工生物工程股份有限公司;胰蛋白酶購自上海實生細胞生物技術有限公司;四甲基偶氮唑鹽購自Amresco公司;二甲基亞砜分析純,購自國藥集團化學試劑有限公司;染料碘化丙啶購自Sigma公司。酶標儀(Thermo Scientific Multiskan MK3,芬蘭),熒光顯微鏡(Olympus BX-51,日本),倒置顯微鏡(Olympus CKX41SF,日本)。
1.2 方法 (1)細胞培養(yǎng):SGC-7901胃癌細胞株用含100 U/ml青霉素、100 mg/L鏈霉素、含10%FBS的DMEM高糖培養(yǎng)基,在37℃、5%CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)傳代,取對數生長期細胞實驗。(2)實驗方法:MTT法檢測試驗、TATP對SGC-7901細胞形狀影響、單細胞凝膠電泳技術參考文獻[4]。(3)分組:TATP組為SGC-7901胃癌細胞株(6例),本實驗室長期培養(yǎng)。對照組與正常人胃細胞株(6例)。
2.1 TATP對細胞增殖的影響 TATP組各濃度和各藥物處理時間與對照組比較差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05或P<0.01)。見表1。不同濃度的TATP能有效抑制 SGC-7901細胞增殖,且隨著TATP濃度的增加和藥物處理時間的延長,其抑制作用亦明顯增強,并在一定的濃度與時間范圍內表現出時效與量效關系。經計算TATP作用于人胃癌細胞24、48、72 h的 IC50分別為46.28、27.23、13.43 mg/L。
2.2 細胞形態(tài) 人胃癌細胞SGC-7901為上皮樣細胞,貼壁伸展、緊密生長。顯微鏡下觀察對照組細胞胞體大而飽滿,呈鋪路石狀,折射率高,增殖旺盛;經TATP處理后細胞數減少,細胞胞體皺縮為圓形,折射率變弱,胞間距變大,貼壁能力減弱,隨著TAPT濃度的增加,細胞脫落漂浮于培養(yǎng)基的現象越明顯,且有少部分細胞出現腫大壞死現象。
2.3 TATP對細胞集落形成的影響 由表2可知,與對照組比較,各劑量組間差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.01)。不同濃度的TATP對SGC-7901細胞集落的形成均有抑制作用,且隨著藥物濃度的增加,集落形成率和相對增殖存活率明顯下降。對照組SGC-7901細胞,集落多且大;濃度為10 mg/L的實驗組細胞加藥后有變圓趨勢,生長緩慢,4 d后細胞開始分裂增殖,形成的集落較對照組小且松散;濃度為20 mg/L的實驗組加藥后細胞變圓且1周內未出現分裂增殖,形成的集落數目少且形狀不規(guī)則;濃度為40 mg/L的實驗組加藥后細胞變圓且有脫落現象,形成集落很少,見表2,圖1。
表2 不同濃度TATP對SGC-7901細胞集落形成的影響(±s,每組n=6)
表2 不同濃度TATP對SGC-7901細胞集落形成的影響(±s,每組n=6)
注:TATP:半夏總生物堿。與對照組比較aP<0.01
組別 濃度(mg/L)集落形成數集落形成率(%)相對增殖存活率(%)對照組 0 154.67±11.56 30.93—TATP組 10 103.17±8.06 20.63a 66.70 20 48.64±6.54 9.73a 31.46 40 25.33±4.12 5.06a 16.36
表1 不同濃度TATP對SGC-7901細胞增殖的影響(±s,每組n=6)
表1 不同濃度TATP對SGC-7901細胞增殖的影響(±s,每組n=6)
注:TATP:半夏總生物堿。與對照組比較aP<0.05,bP<0.01
增殖情況(A值)抑制率(%)24 h 48 h 72 h 24 h 48 h 72 h對照組 0 0.525±0.033a 0.905±0.019a 1.337±0.025a — —組別 濃度(mg/L)—TATP組 2.5 0.513±0.023a 0.798±0.028b 1.069±0.018b 0.024 0.119 0.200 5 0.467±0.030b 0.766±0.022b 1.055±0.021b 0.112 0.154 0.211 10 0.444±0.031b 0.643±0.029b 0.767±0.022b 0.155 0.290 0.426 20 0.379±0.025b 0.485±0.023b 0.456±0.025b 0.279 0.464 0.659 30 0.348±0.024b 0.397±0.019b 0.260±0.018b 0.338 0.562 0.805 40 0.291±0.023b 0.299±0.021b 0.190±0.027b 0.445 0.669 0.858 50 0.247±0.019b 0.265±0.025b 0.147±0.030b 0.531 0.7070.890
圖1 不同濃度的TATP對人胃癌SGC-7901細胞集落形成的影響(Giemsa染色×100)
2.4 TATP對細胞DNA的損傷作用 不同濃度TATP對SGC-7901細胞DNA均有不同程度的損傷,且隨著濃度的增加,細胞拖尾越來越嚴重,頭部有越來越小的趨勢(圖2)。用CASP彗星分析軟件進行分析,結果列于表3。與對照組相比,各劑量組間尾DNA含量、尾長及尾動量差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.01),且呈現一定的濃度依賴性。
圖2 不同濃度的TATP造成的SGC-7901細胞拖尾情況
表3 不同濃度TATP作用24 h SGC-7901細胞拖尾變化(μm,±s,每組n=6)
表3 不同濃度TATP作用24 h SGC-7901細胞拖尾變化(μm,±s,每組n=6)
注:TATP:半夏總生物堿。與對照組比較aP<0.01,bP<0.05
(mg/L)對照組0 7.83±3.45 10.06±5.17 0.88±0.23 TATP組 10 16.30±4.29b39.29±9.46b 5.37±3.64b 20 24.57±5.41a 55.18±14.21a15.21±7.39a 40 37.58±7.77a70.45±19.99a24.83±9.67a含量 尾長 尾動量組別 濃度 尾DNA
胃癌是最常見的腫瘤之一,在非洲、歐洲和亞洲地區(qū)發(fā)病率較高,胃癌發(fā)病率位居第四,死亡率位居第三。胃癌在我國惡性腫瘤的發(fā)病率中居首位,其死亡率位居第二位[5-6]。目前從天然藥物中篩選有效的活性物質已成為中國醫(yī)學界的研究熱點。大量實驗研究表明,中醫(yī)藥能多環(huán)節(jié)、多靶位抑制腫瘤的發(fā)生、發(fā)展與轉移,其主要作用機制有誘導細胞凋亡、抑制DNA合成、阻滯信號傳導、抑制血管生成、控制端粒及端粒酶的穩(wěn)定性、細胞毒作用、放化療保護、逆轉多藥耐藥以及抑制癌基因的表達等[6]。TATP是傳統(tǒng)中藥半夏的主要活性成分之一,孫歡等[2]研究發(fā)現TATP對人乳腺癌細胞MDA-MB-435S增殖有明顯的抑制作用。周茜等[3]研究發(fā)現TATP對人肺癌細胞A549的增殖抑制作用與加藥濃度、時間呈正相關。陳芳等[1]研究發(fā)現隨著TATP濃度的增加和加藥時間的延長,其對人肝癌細胞Bel-7402的生長抑制作用也逐漸增強。本實驗研究發(fā)現TATP能抑制人胃癌SGC-7901細胞的增殖,降低集落形成率,并具有損傷癌細胞DNA作用。
腫瘤細胞具有無限制的自我更新能力,這與其增殖、侵襲及轉移密切相關,抗腫瘤藥物的干涉能影響細胞的這種能力。因此筆者檢測了10、20、40 mg/L TATP對SGC-7901細胞集落形成的影響,發(fā)現TATP對胃癌細胞集落的形成亦有抑制作用,且隨著濃度的增加,集落形成率和相對增殖存活率明顯下降,進一步驗證了 TATP對人胃癌細胞增殖具有抑制作用。
中藥作用于癌細胞生長的各個階段,導致細胞生長所需要的DNA、RNA、蛋白質斷裂變性或合成受到嚴重破壞,從而使其停止于生長周期中的某一環(huán)節(jié)或導致死亡。單細胞凝膠電泳是一種高靈敏度的DNA斷裂檢測技術,廣泛應用于細胞DNA損傷與修復、環(huán)境監(jiān)測、遺傳毒理、氧化應激以及細胞凋亡等研究中[7-8]。本實驗研究結果表明,經10、20、40 mg/L的TATP處理24 h后,與對照組相比,TATP組細胞的尾DNA含量、尾長以及尾動量均有極顯著差異,且隨著藥物濃度的增加,DNA損傷亦嚴重。
綜上,TATP對人胃癌細胞SGC-7901具有明顯的增殖抑制作用,且與藥物濃度、加藥時間呈正相關。其抑制作用可能通過誘導癌細胞的DNA損傷,阻止細胞分裂,誘導細胞凋亡,從而達到抑制癌細胞增殖。
[1]陳芳,唐瑛,文曄,等.半夏生物堿對人肝癌細胞Bel-7402的生長抑制作用[J].中國比較醫(yī)學雜志,2010,20(10):83-84.
[2]孫歡,唐瑛,周茜,等.半夏總生物堿對人乳腺癌細胞增殖的抑制作用[J].華南國防醫(yī)學雜志,2012,26(5):9-12.
[3]周茜,唐瑛,孫歡,等.半夏總生物堿對人肺癌細胞增殖的抑制作用[J].藥學實踐雜志,2013,31(1):38-41.
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(本文編輯:王映紅)