張正順 ,張艷霞 ,陳紹儀 ,孔學(xué)禮 ,周佳瑋
1甘肅省中醫(yī)院白銀分院,甘肅 白銀 730900;2甘肅中醫(yī)藥大學(xué)/甘肅省中藥藥理與毒理學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/甘肅省高校中(藏)藥化學(xué)與質(zhì)量研究省級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;3白銀市第二人民醫(yī)院
當(dāng)歸為傘形科植物當(dāng)歸Angelica sinensis(Oliv.)Diels.的干燥根,為常用中藥,具有調(diào)經(jīng)止痛、補(bǔ)血活血、潤(rùn)腸通便之功效[1]?,F(xiàn)代藥理研究表明當(dāng)歸的有效成分有抗腫瘤作用,但當(dāng)歸提取物對(duì)腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)的影響報(bào)道顯示不一致,甚至有作用相反的研究報(bào)道,臺(tái)灣學(xué)者Chang等[2]研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)歸中提取的阿魏酸具有促進(jìn)MCF-7細(xì)胞生長(zhǎng)的作用。Kim等[3]研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)歸的呋喃類(lèi)化合物體外具有抑制A549、SK-MEL-2等細(xì)胞生長(zhǎng)的作用。朱曉音等[4]研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)歸水提物有刺激人宮頸癌HeLa細(xì)胞、人乳腺癌MDA-MB-435細(xì)胞增殖的作用。而當(dāng)歸揮發(fā)油能夠明顯抑制人宮頸癌HeLa細(xì)胞、人前列腺癌PC3細(xì)胞、人乳腺癌MDA-MB-435細(xì)胞增殖。這些結(jié)果提示當(dāng)歸中不同提取成分對(duì)腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)的影響可能不同,甚至相反。當(dāng)歸中主要成分之一當(dāng)歸揮發(fā)油對(duì)肺癌細(xì)胞的生長(zhǎng)及周期是否有作用,目前尚不確定,本研究采用噻唑藍(lán)(MTT)法研究當(dāng)歸揮發(fā)油對(duì)人肺腺癌GLC-82細(xì)胞的細(xì)胞毒作用,并應(yīng)用流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)其對(duì)細(xì)胞周期的影響,初步探討當(dāng)歸揮發(fā)油對(duì)GLC-82細(xì)胞增殖及周期的作用。
1.1 試驗(yàn)藥物 當(dāng)歸揮發(fā)油由岷縣康達(dá)藥業(yè)開(kāi)發(fā)有限責(zé)任公司提供,制備方法為稱(chēng)取當(dāng)歸飲片1 kg,應(yīng)用置超臨界萃取設(shè)備進(jìn)行CO2超臨界流體萃取,CO2流量 2 L/(kg·h)、壓力 25 MPa、萃取溫度40℃,時(shí)間6小時(shí),所得當(dāng)歸萃取液過(guò)濾,濾液靜置后取油層,得8.2 g揮發(fā)油,當(dāng)歸揮發(fā)油含量為每100 g藥材含0.82 g,所得當(dāng)歸揮發(fā)油經(jīng)GC-MS分析,藁本內(nèi)酯含量為81.4%??ㄣK注射液(齊魯制藥有限公司,批號(hào):WB1J1402001,規(guī)格:50mg/10mL)。
1.2 試劑 胎牛血清 FBS Premium,cat.No:P30-3302,Lot.No:P1410047(杭州四季青生物工程有限公司產(chǎn)品,批號(hào):140126);RPMI 1640培養(yǎng)基(Gibco Invitrogen Corporation,U.S.A.產(chǎn)品);噻唑藍(lán)(MTT,Solarbio 公司產(chǎn)品,Lot.No.3D3H0511,Exp.20200617);胰酶細(xì)胞消化液(Biosharp 公司產(chǎn)品,產(chǎn)品編號(hào):BL512A);十二烷基硫酸鈉(SDS,solarbio 公 司 產(chǎn) 品 ,Lot.NO.325E035);雙 抗(Beyotime 公司產(chǎn)品,編號(hào):C0222);磷酸鹽緩沖液(PBS,0.006 7 M,Hyclone 產(chǎn)品);細(xì)胞周期試劑盒 (#CCS012 Cell cycle staining kit,LOT#:6223805,聯(lián)科生物產(chǎn)品)。
1.3 細(xì)胞系 人肺腺癌GLC-82細(xì)胞購(gòu)自中科院上海細(xì)胞生物研究所細(xì)胞庫(kù),由蘭州大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院藥理學(xué)研究所傳代保種。用含10%小牛血清及含1%雙抗(1×105IU/L青霉素和1×105IU/L鏈霉素)的RPMI 1640培養(yǎng)基,37℃、5%CO2及飽和濕度條件下在培養(yǎng)箱中培養(yǎng),本細(xì)胞為貼壁細(xì)胞,傳代時(shí)用0.25%胰蛋白酶消化液消化,2~3天傳代1次。
1.4 儀器 MCO-15AC型CO2培養(yǎng)箱(日本三洋科研醫(yī)療設(shè)備公司產(chǎn)品);HF safe 760S型超凈工作臺(tái)(香港力康儀器有限公司產(chǎn)品);Epoch型全波長(zhǎng)酶標(biāo)儀/超微量微孔板紫外分光光度計(jì)(Bio-tec公司產(chǎn)品);流式細(xì)胞儀(BD FACSVerseTM流式細(xì)胞儀,USA產(chǎn)品);IX71-22PH型倒置顯微鏡(OLYMPUS產(chǎn)品);80-1型離心機(jī)(金壇市恒豐儀器廠);GR60DR型全自動(dòng)高壓滅菌器[致微(廈門(mén))儀器有限公司];PB-21型PH計(jì)(賽多利斯科學(xué)儀器有限公司)。
1.5 方法
1.5.1 M TT法測(cè)定當(dāng)歸揮發(fā)油對(duì)人肺腺癌G LC-82細(xì)胞增殖的抑制作用 取對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期GLC-82細(xì)胞,制備細(xì)胞濃度為1×105/mL的細(xì)胞懸液,以90 μL/孔加入96孔培養(yǎng)板中。實(shí)驗(yàn)分空白對(duì)照組、陰性對(duì)照組、當(dāng)歸揮發(fā)油系列濃度(6.25、12.5、25、50、100、150、200 μg/mL)組及相應(yīng)的顏色對(duì)照組。培養(yǎng)24小時(shí)后細(xì)胞貼壁,加入藥物(10 μL/ 孔),繼續(xù)培養(yǎng)44小時(shí),加入MTT(10μL/孔),再培養(yǎng) 4小時(shí)后加入 10%SDS(100 μL/ 孔),置培養(yǎng)箱中過(guò)夜,次日于波長(zhǎng)570 nm處測(cè)定吸光值。計(jì)算當(dāng)歸揮發(fā)油對(duì)GLC-82細(xì)胞的抑制率(IR),公式如下:
1.5.2 倒置顯微鏡觀察細(xì)胞生長(zhǎng)形態(tài) 取對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的GLC-82細(xì)胞,制備濃度為1×105/mL的單細(xì)胞懸液,接種于培養(yǎng)瓶?jī)?nèi),分陰性對(duì)照組、當(dāng)歸揮發(fā)油(25、50、75、100、200 μg/mL)組。培養(yǎng) 24小時(shí)待細(xì)胞貼壁后,分別以每瓶1 mL加入藥物或生理鹽水,繼續(xù)培養(yǎng)48小時(shí)。于倒置顯微鏡下觀察細(xì)胞形態(tài)。
1.5.3 流式細(xì)胞儀檢測(cè)細(xì)胞周期 取對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的GLC-82細(xì)胞,調(diào)節(jié)細(xì)胞濃度至1×105/mL,以每瓶9 mL接種100 mL容量的10個(gè)培養(yǎng)瓶?jī)?nèi),分別作為陰性對(duì)照組及當(dāng)歸揮發(fā)油25、50 μg/mL濃度組。培養(yǎng)24小時(shí)待細(xì)胞貼壁后,分別以每瓶1 mL加入藥物或生理鹽水,繼續(xù)培養(yǎng)48小時(shí)。實(shí)驗(yàn)終止時(shí)收集細(xì)胞沉淀,然后按下述步驟操作:1)用預(yù)冷的PBS洗1遍,離心,棄去上清;2)加入1 mL的DNA染色液和10 μL的破膜劑,渦旋混勻5~10秒。室溫孵育30分鐘。3)流式分析:孵育完的細(xì)胞懸液直接上機(jī)。
1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 13.0軟件分析數(shù)據(jù),計(jì)量資料以(±s)表示,采用t檢驗(yàn),MTT 測(cè)定中半數(shù)抑制濃度(IC50)用Curve Expert 1.3軟件做曲線回歸計(jì)算,檢驗(yàn)水準(zhǔn)為α=0.05。
2.1 當(dāng)歸揮發(fā)油對(duì)人肺腺癌G LC-82細(xì)胞增殖的抑制作用 當(dāng)歸揮發(fā)油對(duì)GLC-82細(xì)胞的增殖具有抑制作用,在濃度為6.25~200 μg/mL的劑量范圍內(nèi)呈濃度依賴(lài)性。當(dāng)歸揮發(fā)油對(duì)GLC-82細(xì)胞的IC50為 113.03 μg/mL,見(jiàn)表 1。
表1 培養(yǎng)48 h當(dāng)歸揮發(fā)油對(duì)G LC-82增殖的抑制作用(±s)
表1 培養(yǎng)48 h當(dāng)歸揮發(fā)油對(duì)G LC-82增殖的抑制作用(±s)
注:與陰性對(duì)照組比較,*表示 P<0.05,**表示P<0.01;每板各濃度設(shè)3個(gè)復(fù)孔,為1次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
組別 例數(shù) 劑量/(μg·m L-1) O D值 IR/%陰性對(duì)照組 4 0 0.58±0.09 -6.25 0.53±0.00 0.59±0.12 12.5 0.56±0.08 4.44±2.92 25 0.55±0.09 6.62±2.81當(dāng)歸揮發(fā)油組 4 50 0.47±0.13 20.12±14.40 100 0.36±0.10*36.74±23.02 150 0.14±0.06**75.77±9.39 200 0.06±0.04**89.81±4.79
2.2 倒置顯微鏡觀察G LC-82細(xì)胞生長(zhǎng)形態(tài) 陰性對(duì)照組GLC-82細(xì)胞結(jié)構(gòu)完整,生長(zhǎng)旺盛,折光率較高,胞體大,形態(tài)多邊形,胞質(zhì)均勻透明,隨培養(yǎng)時(shí)間延長(zhǎng)后形態(tài)無(wú)明顯變化。當(dāng)歸揮發(fā)油處理后細(xì)胞形態(tài)發(fā)生改變,細(xì)胞結(jié)構(gòu)逐漸固縮變圓并與周?chē)?xì)胞分離,折光率減弱,貼壁細(xì)胞減少,部分細(xì)胞脫落懸浮于培養(yǎng)瓶中,部分細(xì)胞裂解。隨著藥物濃度的增加,細(xì)胞皺縮越明顯,死亡細(xì)胞逐漸增多。濃度為200 μg/mL時(shí)已經(jīng)沒(méi)有形態(tài)完整的貼壁細(xì)胞,細(xì)胞多呈亮色圓形漂浮在培養(yǎng)液中,見(jiàn)圖1。
圖1 當(dāng)歸揮發(fā)油對(duì)G LC-82細(xì)胞形態(tài)的影響
2.3 當(dāng)歸揮發(fā)油對(duì)不同細(xì)胞周期中G LC-82的影響 當(dāng)歸揮發(fā)油各劑量組與陰性對(duì)照組比較,G1期GLC-82細(xì)胞明顯減少,G2期GLC-82細(xì)胞明顯增多,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01),該變化呈濃度依賴(lài)性,見(jiàn)表2及圖2。
表2 培養(yǎng)48小時(shí)當(dāng)歸揮發(fā)油對(duì)不同細(xì)胞周期中G LC-82細(xì)胞的影響(±s) %
表2 培養(yǎng)48小時(shí)當(dāng)歸揮發(fā)油對(duì)不同細(xì)胞周期中G LC-82細(xì)胞的影響(±s) %
注:與陰性對(duì)照組比較,*表示P<0.05,**表示P<0.01
組別 例數(shù) G 1 S G 2陰性組 3 64.66±1.15 23.54±1.35 3.53±0.70當(dāng)歸揮發(fā)油 25 μg/m L組 3 56.82±0.73** 24.67±2.13 13.32±0.09**當(dāng)歸揮發(fā)油 50 μg/m L組 3 45.89±1.88** 28.68±0.85 21.55±1.13**
圖2 當(dāng)歸揮發(fā)油對(duì)不同細(xì)胞周期中G LC-82細(xì)胞的影響(48 h)
肺癌是嚴(yán)重危害人類(lèi)健康的惡性腫瘤之一,其發(fā)病率及死亡率一直呈上升趨勢(shì),是目前全世界發(fā)病率和死亡率最高的癌癥,平均每30秒就有1 人死于肺癌[5]。肺癌是我國(guó)的第一大癌癥[6]。非小細(xì)胞肺癌(NSCLC)占肺癌的80%左右,近年來(lái),NSCLC治療手段及化療新藥層出不窮,但療效未得到進(jìn)一步提高[7-8],因此,推出高效低毒的新化療藥物是提高療效的關(guān)鍵。近年來(lái),隨著中醫(yī)藥治療腫瘤的不斷發(fā)展,越來(lái)越多的中藥提取物對(duì)肺癌細(xì)胞生長(zhǎng)的抑制作用得到肯定,中藥單藥有效成分的研究成為熱點(diǎn)[9],例如,Xie 等[10]研究發(fā)現(xiàn),茯苓皮提取物丹參酮ⅡA可誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡和周期阻滯;王家曉等[11]研究發(fā)現(xiàn),人參皂苷Rg3可明顯誘導(dǎo)、提高荷瘤小鼠特異性抗腫瘤免疫反應(yīng);喜樹(shù)果中含有的喜樹(shù)堿、羥基喜樹(shù)堿等對(duì)肺癌有顯著療效[12];丹參中提取的丹參酮類(lèi)物質(zhì)對(duì)腫瘤細(xì)胞具有直接殺傷作用,且可誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡和分化[13];山豆根中含有的苦參堿等可抑制腫瘤細(xì)胞的核酸代謝[14]。本研究結(jié)果表明當(dāng)歸揮發(fā)油在濃度為6.25~200 μg/mL的范圍內(nèi)對(duì)GLC-82細(xì)胞的增殖具有濃度依賴(lài)性抑制作用,當(dāng)歸揮發(fā)油對(duì)GLC-82細(xì)胞的 IC50為 113.03 μg/mL。
腫瘤的發(fā)生是一個(gè)多因素、多步驟、多基因和多階段改變的過(guò)程,其中細(xì)胞周期調(diào)控是腫瘤發(fā)生的重要機(jī)制[15]。本研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)歸揮發(fā)油各劑量組G2期細(xì)胞較陰性對(duì)照組明顯增多,且這種變化呈濃度依賴(lài)性。可以推斷,當(dāng)歸揮發(fā)油可能通過(guò)阻滯細(xì)胞于G2期起到抑制GLC-82細(xì)胞增殖的作用。