王舒雨,趙明蕊,王俊巍,李云飛,岳小欣
1)河南醫(yī)學高等??茖W校藥學系 鄭州451191 2)鄭州大學藥學院新藥研發(fā)中心 鄭州450001
蟾皮為蟾蜍科動物中華大蟾蜍或黑眶蟾蜍等的皮,蟾毒噻嚀是其主要化學成分之一?,F(xiàn)代醫(yī)學研究[1]表明,蟾皮中的化學成分具有抗腫瘤、抗乙肝病毒的藥理作用。蟾皮臨床上主要用于治療乙型肝炎、慢性支氣管炎以及消除癰瘡和褪毒止痛,近年來亦用于多種癌癥的治療和輔助治療,具有縮小瘤塊、消除腹水和減緩癌癥轉移擴散速度的作用。在配合放、化療的過程中,蟾皮不僅能夠提高療效,還能減輕副作用、改善血常規(guī)[2]。作者使用超臨界CO2萃取法提取干蟾皮中的蟾毒噻嚀,觀察蟾毒噻嚀對腫瘤細胞株ECa109、HepG2、A549 生長及凋亡的影響,同時觀察其對S180 荷瘤鼠腹水瘤的抑制作用,探討蟾毒噻嚀的抗腫瘤作用。
1.1 材料 ECa109、HepG2、A549 細胞購自中國科學院上海細胞庫。干蟾皮購于河南鄭州,由河南中醫(yī)學院第一附屬醫(yī)院藥劑科主管藥師趙婭鑒定為中華大蟾蜍的干燥皮。昆明小鼠,雌雄各半,18~22 g,購自河南省實驗動物中心。體積分數(shù)95%乙醇(分析純,鄭州光明化工有限公司),RPMI 1640 培養(yǎng)基及胎牛血清(Gibco 公司),胰蛋白酶(碧云天公司),DMSO(Sigma Aldrich 公司),MTT 試劑盒(南京凱基生物科技發(fā)展有限公司)。CO2細胞培養(yǎng)箱和水平流凈化工作臺(Thermo Forma 公司),倒置顯微鏡(Olympus 公司),高速低溫離心機(Beckman Coulte 公司),Accuri C6 型流式細胞儀(BD 公司),Power Wave XS2 酶標儀(BioTek 公司),LE ICA RM 2235 型石蠟切片機(浙江省金華市益迪醫(yī)療設備廠),DL80-2B 型離心機(上海安亭科學儀器廠)。
1.2 蟾皮中蟾毒噻嚀的提取 以無水乙醇為提取溶劑,采用響應面法研究超臨界CO2萃取干蟾皮中蟾毒噻嚀的最佳工藝條件為:萃取溫度45℃,萃取壓力40 MPa,CO2流量10 kg/h。在此條件下蟾毒噻嚀收率為2.36%,純度為98%。
1.3 蟾毒噻嚀對3種腫瘤細胞增殖的影響 收集對數(shù)生長期的細胞,用含體積分數(shù)10%胎牛血清的RPMI 1640 培養(yǎng)基調整細胞密度為8 ×104mL-1,每孔0.1 mL 接種于96 孔板,置37℃、體積分數(shù)5%CO2、飽和濕度的孵箱中培養(yǎng)24 h。每種細胞均分為9組。將蟾毒噻嚀溶于DMSO 中,用培養(yǎng)基稀釋,使藥物終質量濃度為0.125、0.250、0.500、1.000、2.000、4.000、8.000、16.000、32.000 mg/L,對照組加入含體積分數(shù)0.1%DMSO 的無血清培養(yǎng)基[3]。繼續(xù)培養(yǎng)48 h 后,取出細胞培養(yǎng)板,每孔加入MTT溶液20 μL,繼續(xù)孵育4 h 后每孔加入150 μL DMSO,并于562 nm 波長處測定各孔光密度值(OD值)。細胞抑制率=[(對照組OD 值-實驗組OD值)/對照組OD 值]×100%。根據不同質量濃度的藥物對細胞生長的抑制率,計算細胞的半數(shù)生長抑制濃度(IC50)。
1.4 蟾毒噻嚀對HepG2 細胞凋亡的影響 收集4、2、1 mg/L 蟾毒噻嚀處理過的HepG2 細胞約(1~5)× 106mL-1,即高、中、低劑量組,500~1 000 r/min 離心5 min,棄去培養(yǎng)液。3 mL PBS 洗滌1次。離心去PBS 后加入冰預冷的體積分數(shù)70%的乙醇4℃固定1~2 h。離心棄去固定液,3 mL PBS重懸5 min。400 目篩網過濾,500~1 000 r/min 離心5 min,棄去PBS。加入1 mL 混合后的PI 和Annexin-V FITC 染液,4℃避光染色30 min 后上流式細胞儀檢測[4-5],觀察細胞凋亡和細胞周期分布。
1.5 蟾毒噻嚀對S180 荷瘤鼠腹水瘤的影響 凍存的S180 瘤株37℃水浴后1 000 r/min 離心5 min,棄上清,將下層細胞用無菌生理鹽水調節(jié)細胞密度至1 ×107mL-1。取小鼠,腹腔注射S180 細胞懸液0.3 mL。接種第7天,無菌條件下抽取S180 荷瘤小鼠腹腔中乳白色腹水3~5 mL,1 000 r/min 離心5 min,棄上清,下層細胞用無菌PBS(pH 7.4)洗滌3次后,稀釋100 倍,加無菌生理鹽水調節(jié)細胞密度為1 ×107mL-1。在無菌操作下進行傳代。傳至第4代后抽取腹水,同上處理調整細胞密度為1 ×107mL-1。另取100只小鼠,腹腔注射上述細胞懸液0.3 mL 后按隨機數(shù)字表分為5組,陰性對照組每日注射0.01 mL/g 生理鹽水,陽性對照組注射20 mg/kg 5-FU,蟾毒噻嚀高、中、低劑量組分別注射30、20、15 mg/kg 蟾毒噻嚀,連續(xù)7 d。給藥期間,每天觀察荷瘤鼠的生存情況,隔天稱體重、測腹圍。
末次給藥后各組處死半數(shù)小鼠,在無菌條件下用注射器收集腹腔中全部腹水,測體積,計算腹水抑制率。腹水抑制率=[1 -治療組腹水量/陰性對照組腹水量]×100%。取新鮮腹水0.4 mL,1 000 r/min 離心5 min,棄去上層組織液,下層細胞用無菌PBS(pH 7.4)洗滌3次,稀釋100 倍,加入臺盼藍染液染色3 min(V臺盼藍染液∶V細胞懸液=1∶10),用細胞計數(shù)板在光鏡下記錄細胞數(shù),計算瘤細胞存活率。瘤細胞存活率=活細胞數(shù)/總細胞數(shù)×100%。給藥結束后,未處死的半數(shù)小鼠觀察生存時間,計算生命延長率。生命延長率=[(給藥組生存時間/陰性對照組生存時間)-1]×100%。
剖取荷瘤鼠肝臟,中性甲醛固定后常規(guī)石蠟包埋切片,HE 染色,普通顯微鏡下觀察肝組織的病理變化。
1.6 統(tǒng)計學處理 應用SPSS 16.0 處理數(shù)據。采用單因素方差分析比較不同劑量蟾毒噻嚀對3種腫瘤細胞的抑制率及各組荷瘤鼠腹水抑制率、瘤細胞存活率和生命延長率,兩兩比較采用SNK-q 檢驗,檢驗水準α=0.05。
2.1 蟾毒噻嚀對細胞增殖的影響 隨著藥物質量濃度的增大,蟾毒噻嚀對3種腫瘤細胞的抑制作用增強,其中對HepG2 細胞的抑制作用最強,結果見表1。蟾毒噻嚀對ECa109、HepG2、A549 細胞的IC50分別為(7.589 ±1.193)、(2.337 ±0.379)和(6.940 ±0.900)mg/L。
表1 不同劑量蟾毒噻嚀對3種腫瘤細胞的抑制率 %
2.2 蟾毒噻嚀對細胞凋亡的影響 根據MTT 實驗結果,選擇細胞抑制作用最顯著的HepG2 細胞觀察細胞凋亡和周期分布。結果顯示蟾毒噻嚀高、中、低劑量組凋亡細胞數(shù)均多于陰性對照組,且可將細胞周期阻滯在G2期。
2.3 各組荷瘤鼠生命延長率、腹水抑制率、瘤細胞存活率比較 見表2。
表2 各組荷瘤鼠生命延長率、腹水抑制率、瘤細胞存活率比較 %
2.4 肝臟組織學觀察 見圖1。剖取各組動物肝臟,肉眼可見肝臟顏色偏黃,各葉之間未見粘連,質地較堅韌,表面可見黏性物質,切面未見明顯充血、壞死灶等病理改變。鏡下見陰性對照組腫瘤組織內癌細胞數(shù)量多,排列緊密,異形性明顯,核大、深染,核漿比明顯異常,細胞出現(xiàn)空泡型變性,多數(shù)肝細胞壞死;各治療組腫瘤細胞浸潤程度較輕,異形細胞減少,肝臟細胞接近正常,見圖1。
圖1 各組荷瘤鼠肝臟的病理形態(tài)學表現(xiàn)(HE,×400)
該研究主要觀察了蟾毒噻嚀的抗腫瘤作用。細胞實驗結果表明,蟾毒噻嚀對HepG2、A549、ECa109細胞均有較好的抑制作用,其中對肝癌HepG2 細胞的抑制作用最強。利用流式細胞術對細胞的凋亡和周期進行分析,發(fā)現(xiàn)蟾毒噻嚀能夠誘發(fā)肝癌HepG2細胞的凋亡,并初步推測其將細胞周期阻滯于G2期。
動物實驗[6]表明蟾毒噻嚀能明顯改善荷瘤鼠的生存狀態(tài),延長荷瘤鼠的生存期。該研究結果顯示高、中劑量蟾毒噻嚀組小鼠腹水抑制率接近或高于5-FU組,蟾毒噻嚀各劑量組和5-FU組瘤細胞存活率均低于陰性對照組,且小鼠生存時間延長。病理切片的改變反映了腫瘤細胞在肝臟組織內的轉移[7]、擴散和侵襲。該研究結果顯示蟾毒噻嚀各劑量組和5-FU組的病理切片與正常肝臟接近,其原因可能與腹腔內腫瘤細胞的增殖受到抑制有關。
綜上所述,蟾毒噻嚀在細胞實驗中對HepG2、A549、ECa109 細胞均表現(xiàn)出抑制作用,可能與其促凋亡和周期阻滯作用有關;在動物實驗中可抑制S180 腹水瘤細胞生長,從而減少腹水形成,延長荷瘤鼠生存時間,對腹水引起的腹腔轉移癌有治療作用。
[1]曾洋,張愛軍,文筱.干蟾皮的研究進展[J].中國醫(yī)藥科學,2011,1(15):29
[2]王元清,嚴建業(yè),喻林華.蟾皮的化學成分與臨床應用研究進展[J].時珍國醫(yī)國藥,2009,20(5):1213
[3]羅娟,許偉,薛天陽,等.苦參堿對人神經母細胞瘤SHSY5Y 細胞的作用機制[J].實用兒科臨床雜志,2012,27(3):190
[4]孫凌飛,申文江.蟾皮提取液對腎癌細胞凋亡及Fas、FasL 和bcl-2 表達的影響[J].中國醫(yī)藥導刊,2000,2(5):32
[5]張巍,趙行宇,李妍,等.不同濃度胡桃醌對Hela 細胞增殖及凋亡的影響[J].解放軍醫(yī)學雜志,2013,38(2):99
[6]王婷婷,徐國興.華蟾素的藥理作用研究及臨床應用進展[J].國際眼科雜志,2009,9(7):1330
[7]彭方慧,王峰,何煒,等.替吉奧與5-氟尿嘧啶聯(lián)合納達鉑治療晚期食管癌的療效比較[J].鄭州大學學報:醫(yī)學版,2013,48(2):160