郭愛萍,黨 源 ,彭 軍
(1.福建中醫(yī)藥大學(xué)中西醫(yī)結(jié)合研究院,福建 福州 350122;2.南京軍區(qū)福州總醫(yī)院,福建 福州 350025)
黃芩苷是從植物黃芩的干燥根中提取的一種黃酮類化合物,化學(xué)式C21H18O11,分子量446.35,為一個帶有葡萄糖醛酸結(jié)構(gòu)的黃酮衍生物,是黃芩主要的有效成分之一。它具有多種的藥理作用,包括抗菌、抗病毒、抗腫瘤、清除氧自由基抗氧化、抗血管增殖等[1-2]。本文通過研究黃芩苷對人肺癌細(xì)胞A549增殖、遷移的影響,探討黃芩苷是否通過調(diào)控Cx43蛋白來抑制A549細(xì)胞的作用及其可能的作用機(jī)制,為黃芩苷在腫瘤治療中的應(yīng)用提供進(jìn)一步實驗依據(jù)。
1.1 實驗細(xì)胞 人非小細(xì)胞肺癌A549細(xì)胞購自中國科學(xué)院細(xì)胞庫。
1.2 實驗試劑與儀器 黃芩苷(純度:99.1%,福州沃森生物技術(shù)有限公司);DMEM培養(yǎng)基、胰酶消化液(美國GIBCO公司);超級胎牛血清(四季青微生物材料工程公司);辣根過氧化酶標(biāo)記的抗兔二抗、兔抗β-actin多克隆抗體(美國 Santa Cruz公司);兔抗Cx43多克隆抗體(美國Abcam公司);CKX41型倒置顯微鏡(日本Olympus公司);Powerwave XS型酶標(biāo)儀(中國基因有限公司);ChemiDoc MP成像系統(tǒng)(Bio-Rad,Hercules,CA)。
2.1 黃芩苷溶液配制 采用二甲亞砜(DMSO)將黃芩苷配制成 100 mmol/L的貯存液,-20℃保存?zhèn)溆?,臨用時以DMEM培養(yǎng)基稀釋。
2.2 細(xì)胞培養(yǎng)及干預(yù) 將A549細(xì)胞培養(yǎng)于含有10%FBS的高糖DMEM細(xì)胞培養(yǎng)液中,置于37℃、5%CO2的恒溫培養(yǎng)箱中常規(guī)培養(yǎng)傳代。實驗分組:對照組(0 μmol/L 組)、50 μmol/L 組、100 μmol/L組、200 μmol/L 組。
2.3 CCK8檢測細(xì)胞增殖 取96孔板,將生長對數(shù)期A549細(xì)胞按104個/孔濃度接種,每孔約100μL細(xì)胞懸液,每組設(shè)置6個復(fù)孔,邊緣孔用無菌PBS填充,輕輕搖晃細(xì)胞板使細(xì)胞均勻分散后置于37℃、5%CO2恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng);加藥組加入不同濃度的藥物,對照組均加入等體積溶劑,其中黃芩苷對照組加入與最高濃度組等量的二甲亞砜,分別培養(yǎng)24、48、72、96 h。 用酶標(biāo)儀檢測在 450 m 處的吸光度A值,實驗重復(fù)3次。
2.4 細(xì)胞劃痕損傷實驗 首先將實驗分組:對照組(0 μmol/L 組 )、50 μmol/L 組 、100 μmol/L 組 、200μmol/L組;用 marker筆在 6孔板背后,用直尺均勻地劃橫線,大約每隔0.5~1 cm一道,橫穿過孔,每孔至少穿過5條線。接種約5×105個/孔的上述不同分組的細(xì)胞,使細(xì)胞過夜后能鋪滿整孔。第2天用200μL格的槍頭比著直尺,盡量垂至于背后的橫線劃痕,槍頭要垂直,不能傾斜。用PBS洗細(xì)胞3次,去除劃下的細(xì)胞,加入含10%的胎牛血清的細(xì)胞培養(yǎng)基2 mL,置于37℃、5%CO2培養(yǎng)箱培養(yǎng)。分別于 0、24、48、72、96 h 觀察細(xì)胞遷移距離,拍照并測量其遷移距離。
2.5 Western blot法檢測Cx43蛋白表達(dá) 每單個組織樣本經(jīng)PBS洗后,加入300μL RIPA緩沖液裂解30 min,17 000 r/min離心15 min后取上清作為蛋白提取物,進(jìn)行BCA蛋白定量。取20μg蛋白樣品進(jìn)行SDS-PAGE實驗。通過SDS-PAGE分離,并轉(zhuǎn)移到PVDF膜上。將含有分離出的蛋白質(zhì)的膜用含5%BSA的TBST緩沖液(25 mM Tris,190 mM NaCl,0.05%Tween 20,pH 7.5)在室溫下封閉 2 h。隨后用所述的 Cx43 一抗(1∶1 000)和 β-actin(1∶2 000),4℃孵育過夜。TBST緩沖液洗膜3次,每次10 min。將膜用相應(yīng)的結(jié)合辣根過氧化物酶(HRP)的二抗(1∶5 000)在室溫下孵育 1 h。TBST 緩沖液再次洗膜3次,每次10 min。采用增強(qiáng)的化學(xué)發(fā)光法檢測,并由ChemiDoc MP成像系統(tǒng)進(jìn)行成像。靶蛋白的定量通過光密度分析,并用β-actin進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。
2.6 統(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS 21.0統(tǒng)計軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。計量資料符合正態(tài)分布以(±s)表示,采用t檢驗。
3.1 黃芩苷對肺癌細(xì)胞A549增殖能力的影響 見表1。
表1 黃芩苷對肺癌細(xì)胞A549增殖能力的影響(A值,±s)
表1 黃芩苷對肺癌細(xì)胞A549增殖能力的影響(A值,±s)
注:與對照組比較,1) P<0.01,2) P<0.05。
組別對照組50 μmol/L 組100 μmol/L 組200 μmol/L 組0 h 0.45±0.05 0.48±0.04 0.46±0.05 0.47±0.04 24 h 0.74±0.02 0.66±0.031)2)0.51±0.051)2)0.51±0.161)2)48 h 1.14±0.02 0.97±0.031)2)0.74±0.011)2)0.58±0.061)2)72 h 1.59±0.06 1.48±0.012)0.90±0.041)2)0.70±0.031)2)96 h 1.59±0.06 1.77±0.031)2)1.06±0.041)2)0.84±0.041)2)
3.2 黃芩苷對肺癌細(xì)胞A549遷移能力的影響見圖1、表2。
圖1 黃芩苷對A549細(xì)胞遷移能力的影響(×200)
表2 黃芩苷對肺癌細(xì)胞A549遷移能力的影響(n=6,±s) μm
表2 黃芩苷對肺癌細(xì)胞A549遷移能力的影響(n=6,±s) μm
注:與對照組比較,1) P<0.01,2) P<0.05。
組別對照組50 μmol/L 組100 μmol/L 組200 μmol/L 組0 h 0 0 0 0 24 h 2.88±0.24 2.33±0.232)1.59±0.181)0.86±0.121)48 h 5.24±0.16 4.26±0.111)3.37±0.081)2.18±0.171)72 h 5.31±0.29 4.69±0.142)4.28±0.151)3.06±0.441)96 h 6.00±0.22 5.40±0.172)4.71±0.171)4.19±0.181)
3.3 黃芩苷對肺癌細(xì)胞A549蛋白Cx43表達(dá)的影響 見圖 2、圖 3。
圖2 黃芩苷干預(yù)A549細(xì)胞Cx43蛋白表達(dá)電泳圖
圖3 黃芩苷對肺癌細(xì)胞A549蛋白Cx43表達(dá)的影響
藥理學(xué)研究發(fā)現(xiàn):黃芩具有抗腫瘤作用,包括誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡、控制細(xì)胞周期、抗氧化、抗炎、誘導(dǎo)細(xì)胞分化、降低細(xì)胞的轉(zhuǎn)移和侵襲能力[3]。黃芩苷是黃芩主要的有效成分之一,近年來,隨著對黃芩苷抗腫瘤作用的深入研究,發(fā)現(xiàn)其還能抑制黏液表皮樣癌腫瘤細(xì)胞增殖,促進(jìn)腫瘤細(xì)胞凋亡[4]。目前研究發(fā)現(xiàn),對黃芩苷抗腫瘤作用的實驗研究主要集中在人前列腺癌、膀胱癌、肝細(xì)胞癌、乳腺癌、結(jié)腸癌、宮頸癌等惡性腫瘤[5-7]。但關(guān)于黃芩苷對肺癌細(xì)胞增殖、遷移、侵襲能力的作用的報道較少。本研究通過CKK-8法和細(xì)胞劃痕實驗證實:不同濃度的黃芩苷對肺癌細(xì)胞A549增殖和遷移能力具有顯著的抑制作用,且這種抑制呈現(xiàn)劑量依賴性。
為了探討黃芩苷對肺癌細(xì)胞A549抑制作用的機(jī)制,我們進(jìn)一步檢測連接蛋白Cx43的表達(dá)水平。相關(guān)研究已證明:Cx43與腫瘤的生長呈負(fù)相關(guān),并主要與Cx43調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡密切相關(guān),Cx43可能是腫瘤的重要抑制因素[8]。Cx43蛋白在肺癌組織中表達(dá)下降,且表達(dá)下降程度與臨床病理參數(shù)相關(guān),Cx43可通過細(xì)胞周期調(diào)節(jié)抑制細(xì)胞生長速度[9]。Cx43蛋白在正常組織中表達(dá)陽性率均比在原發(fā)性肺癌組織中表達(dá)陽性率高,在進(jìn)展的非小細(xì)胞肺癌中陽性表達(dá)率下降,它的mRNA表達(dá)的水平與組織類型、臨床分期、腫瘤分化程度及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移情況密切相關(guān)[10]。
本研究顯示:肺癌細(xì)胞A549中連接蛋白Cx43的表達(dá)水平在黃芩苷作用后明顯上升,提示黃芩苷可通過上調(diào)連接蛋白Cx43表達(dá)來抑制腫瘤細(xì)胞的增殖和遷移能力。