瞿小玲 曾 儀 姚 利 蔡 政

(南陽(yáng)市中心醫(yī)院產(chǎn)二科，南陽(yáng)473000)

卵巢癌是導(dǎo)致女性癌癥死亡的第四主要原因，也是死亡率最高的一類(lèi)女性生殖腫瘤[1]。研究表明，卵巢癌好發(fā)于絕經(jīng)后的女性。但近年來(lái)，隨著我國(guó)人口老齡化，卵巢癌的發(fā)病率呈逐年上升的趨勢(shì)，并且其好發(fā)人群趨于年輕化[2]。目前，卵巢癌的治療仍以化療為主，但化療僅對(duì)早期卵巢癌具有較好療效，化療抵抗性使化療的應(yīng)用進(jìn)一步受限[3]。大量研究表明，自噬是癌細(xì)胞化療抵抗性形成的主要機(jī)制[4]。抑制自噬可降低卵巢癌細(xì)胞的化療抵抗性，促進(jìn)癌細(xì)胞死亡，從而減緩癌癥的發(fā)展[5]。近年來(lái)研究發(fā)現(xiàn)草本藥物尤其是植物揮發(fā)油在治療癌癥方面具有較大的優(yōu)勢(shì)[6]。檜木醇是提取自臺(tái)灣扁柏的一類(lèi)單貼類(lèi)化合物，是扁柏精油的主要有效成分，具有抗菌及抗腫瘤活性[7]。Wang等[8]研究發(fā)現(xiàn)，檜木醇能誘導(dǎo)乳腺癌和結(jié)腸癌細(xì)胞自噬性死亡，抑制癌細(xì)胞增殖，提示檜木醇能調(diào)控癌細(xì)胞自噬。但檜木醇對(duì)卵巢癌細(xì)胞自噬的作用尚未見(jiàn)報(bào)道。因此，本文以卵巢癌SKOV3細(xì)胞為研究對(duì)象，探究檜木醇對(duì)卵巢癌細(xì)胞自噬的作用及機(jī)制，以期為卵巢癌的治療提供新的潛力藥物。

1 材料與方法

1.1材料 DMEM細(xì)胞培養(yǎng)液、胎牛血清和0.25%胰蛋白酶購(gòu)自美國(guó)Hyclone公司。檜木醇購(gòu)自美國(guó)Sigma公司，純度 ≥ 99%。RIPA裂解液、CCK8試劑盒和BCA試劑盒購(gòu)自北京索萊寶生物科技公司。Annexin-FITC/PI試劑盒購(gòu)自上海銳賽生物技術(shù)有限公司。Beclin1、P62、LC3、雷帕霉素靶蛋白 (mammalian target of rapamycin,mTOR) 和UNC-51樣激酶(UNC-51 like kinase 1,Ulk1)一抗購(gòu)自美國(guó)Millipore公司，山羊抗小鼠和山羊抗兔二抗購(gòu)自北京康為生物科技公司。人卵巢癌細(xì)胞株SKOV3來(lái)源于中國(guó)科學(xué)院上海細(xì)胞庫(kù)。

1.2方法

1.2.1細(xì)胞培養(yǎng) 用含有10%胎牛血清的DMEM培養(yǎng)液培養(yǎng)SKOV3細(xì)胞，隔天換液，2～3 d進(jìn)行傳代。

1.2.2細(xì)胞分組及處理 將細(xì)胞以3×104個(gè)/ml的密度接種于培養(yǎng)板中，分為SKOV3組、Hinokitiol (5 μmol/L) 組、Hinokitiol (10 μmol/L) 組和Hinokitiol (20 μmol/L) 組，每組至少3個(gè)復(fù)孔。培養(yǎng)24 h后，并分別用0、5、10、20 μmol/L的檜木醇處理細(xì)胞24 h后進(jìn)行檢測(cè)。

1.2.3CCK8檢測(cè)細(xì)胞活性 將細(xì)胞以1×104個(gè)/ml的密度接種于96孔板中，并分為SKOV3組、Hinokitiol (5 μmol/L) 組、Hinokitiol (10 μmol/L) 組和Hinokitiol (20 μmol/L) 組，每組6個(gè)復(fù)孔。待細(xì)胞貼壁后，用不同濃度的檜木醇分別處理細(xì)胞0、1、2、3、4 d。每孔加入10 μl的CCK8溶液，2 h后用酶標(biāo)儀檢測(cè)各組細(xì)胞吸光度，計(jì)算細(xì)胞增殖倍數(shù) (增殖倍數(shù)=細(xì)胞吸光度/0 h細(xì)胞吸光度)。

1.2.4克隆實(shí)驗(yàn)檢測(cè)細(xì)胞增殖 收集細(xì)胞，將細(xì)胞分為SKOV3組、Hinokitiol (5 μmol/L) 組、Hinokitiol (10 μmol/L) 組和Hinokitiol (20 μmol/L) 組，用含有不同濃度檜木醇的培養(yǎng)液將細(xì)胞重懸后接種于培養(yǎng)皿中，使每個(gè)培養(yǎng)皿的細(xì)胞數(shù)為200個(gè)。將細(xì)胞置于培養(yǎng)箱中培養(yǎng)2～3周，有集落形成后終止培養(yǎng)，用甲醇固定細(xì)胞，用結(jié)晶紫對(duì)細(xì)胞染色，統(tǒng)計(jì)形成集落細(xì)胞數(shù)。

1.2.5流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)細(xì)胞凋亡 將細(xì)胞用不同濃度檜木醇處理后，用0.25%胰酶收集細(xì)胞，將細(xì)胞密度調(diào)整為1×106個(gè)/ml，隨后根據(jù)Annexin-FITC/PI細(xì)胞凋亡試劑盒說(shuō)明書(shū)檢測(cè)各組細(xì)胞凋亡率。

1.2.6免疫印跡檢測(cè)蛋白表達(dá) 用RIPA裂解液提取各組細(xì)胞蛋白，并用BCA試劑盒檢測(cè)各組細(xì)胞蛋白濃度。每組各取30 μg蛋白用10% SDS-PAGE進(jìn)行分離，用半干法轉(zhuǎn)移蛋白質(zhì)到PVDF膜。用緩沖液清洗PVDF膜3次，加入5%脫脂牛奶室溫封閉2 h。2 h后加入適宜濃度一抗4℃封閉過(guò)夜。第2天洗去未結(jié)合一抗，加入二抗室溫孵育1 h后，加入化學(xué)發(fā)光顯色液曝光顯影。Image J軟件對(duì)蛋白質(zhì)條帶灰度值進(jìn)行定量分析。

1.2.7免疫熒光檢測(cè)LC3表達(dá) 將細(xì)胞用不同濃度檜木醇處理后，加入磷酸鹽緩沖液清洗3次。隨后加入4%多聚甲醛室溫固定30 min，用0.5% TritonX-100對(duì)細(xì)胞膜穿孔。用磷酸鹽緩沖液洗去TritonX-100后，加入10%的封閉用山羊血清室溫封閉2 h，隨后滴加LC3一抗 (1∶300) 于4℃封閉過(guò)夜。第2天洗去細(xì)胞表面一抗，加入GFP標(biāo)記山羊抗兔二抗(1∶250) 室溫避光孵育1 h后洗凈，滴加DAPI染色液對(duì)細(xì)胞核染色。于熒光顯微鏡下觀察LC3表達(dá)情況。

2 結(jié)果

2.1檜木醇對(duì)卵巢癌細(xì)胞增殖的影響 CCK8實(shí)驗(yàn)結(jié)果 (圖1) 表明，檜木醇處理細(xì)胞4 d后，Hinokitol (5、10、20 μmol/L) 組細(xì)胞增殖倍數(shù)與SKOV3組比較明顯降低 (P<0.05,P<0.01)；同時(shí)，Hinokitol (5、10、20 μmol/L) 組克隆形成細(xì)胞數(shù)明顯減少(P<0.05,P<0.01，圖2)，與SKOV3組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，表明檜木醇能抑制卵巢癌SKOV3細(xì)胞增殖。

2.2檜木醇對(duì)卵巢癌細(xì)胞凋亡的影響 與SKOV3組比較，Hinokitiol(5、10、20 μmol/L)組細(xì)胞凋亡率均顯著升高 (P<0.05,P<0.01，圖3)，并具有量效關(guān)系，表明檜木醇能誘導(dǎo)卵巢癌SKOV3細(xì)胞凋亡。

2.3檜木醇對(duì)卵巢癌細(xì)胞自噬的影響 如圖4所示，與SKOV3組比較，Hinokitol(5、10、20 μmol/L) 組細(xì)胞自噬相關(guān)蛋白Beclin1的表達(dá)水平和LC3Ⅱ/LC3Ⅰ的比值明顯降低 (P<0.05,P<0.01)，P62蛋白表達(dá)明顯水平明顯升高(P<0.05,P<0.01)；同時(shí)，Hinokitol(5、10、20 μmol/L) 還能顯著減少LC3在細(xì)胞質(zhì)中的陽(yáng)性表達(dá)(P<0.01，圖5)，表明檜木醇能抑制卵巢癌SKOV3細(xì)胞自噬。

2.4檜木醇對(duì)卵巢癌細(xì)胞mTOR信號(hào)通路的影響 免疫印跡實(shí)驗(yàn)結(jié)果 (圖6) 表明，檜木醇濃度為5、10、20 μmol/L時(shí)均能顯著促進(jìn)SKOV3細(xì)胞mTOR蛋白表達(dá) (P<0.01)，降低Ulk1的蛋白表達(dá)水平 (P<0.05,P<0.01)，并隨濃度升高，作用逐漸增強(qiáng)，表明檜木醇能誘導(dǎo)mTOR信號(hào)通路激活。

圖1 檜木醇對(duì)SKOV3細(xì)胞增殖的影響Fig.1 Cell proliferation was detected by CCK8 assay after treated by hinokitiol in SKOV3 cellsNote: Cell viability was measured by CCK8 assay.Data are expressed as the vs SKOV3 group.

圖2 檜木醇對(duì)SKOV3細(xì)胞克隆形成的影響Fig.2 Cell colon formation was detected by crystal violet staining after treated by hinokitiol in SKOV3 cellsNote: The proliferation of SKOV3 cells was determined by colon formation assay.Data are expressed as the vs SKOV3 group.

圖3 檜木醇對(duì)SKVO3細(xì)胞凋亡的影響Fig.3 Cell apoptosis was detected by flow cytometry after treated by hinokitiol in SKOV3 cellsNote: Cell apoptosis was measured by flow cytometry.Data are expressed as the vs SKOV3 group.

圖4 檜木醇對(duì)LC3、Beclin1和P62表達(dá)的影響Fig.4 Expression of autophagy factors were detected after treated by hinokitiol in SKOV3 cellsNote: LC3,Beclin1 and P62 were detected using Western blot analysis.Data are expressed as vs SKOV3 group.

圖5 檜木醇對(duì)LC3在細(xì)胞質(zhì)中表達(dá)的影響Fig.5 Distribution of LC3 in SKOV3 cells after treated by hinokitiolNote: Immunofluorescence was performed for expression of LC3.Data are expressed as the vs SKOV3 group.

圖6 檜木醇對(duì)mTOR信號(hào)通路的影響Fig.6 Activation of mTOR signaling pathway factors were detected by Western blotNote: mTOR and Ulk1 were measured by Western blot.Data are expressed as the vs SKOV3 group.

3 討論

卵巢癌是女性常見(jiàn)的惡性腫瘤之一，由于早期的無(wú)癥狀表現(xiàn)、化療抵抗性和高復(fù)發(fā)率導(dǎo)致卵巢癌患者死亡率居高不下[9]。檜木醇是一類(lèi)天然產(chǎn)物提取物。研究表明，檜木醇在抗炎、抗菌、抗真菌和抗病毒方面具有較強(qiáng)活性，同時(shí)還能抑制多種癌細(xì)胞細(xì)胞系增殖，如黑色素瘤、前列腺癌、口腔癌和結(jié)腸癌等[10]。大量研究表明，檜木醇對(duì)癌細(xì)胞生長(zhǎng)抑制的有效濃度為5～800 μmol/L[11,12]?？紤]到檜木醇的生物利用率和抑癌活性，本研究選擇了5、10、20 μmol/L 3個(gè)濃度進(jìn)行試驗(yàn)。結(jié)果表明，檜木醇還能明顯抑制卵巢癌細(xì)胞生長(zhǎng)，降低卵巢癌細(xì)胞SKOV3的增殖倍數(shù)，減少集落形成細(xì)胞數(shù)。同時(shí)，檜木醇還能升高卵巢癌SKOV3細(xì)胞凋亡率。癌細(xì)胞凋亡抑制是癌癥發(fā)生和發(fā)展的機(jī)制之一，通過(guò)誘導(dǎo)癌細(xì)胞凋亡以減緩癌癥的病理進(jìn)程[13]。提示檜木醇能通過(guò)抑制卵巢癌SKOV3細(xì)胞增殖、誘導(dǎo)癌細(xì)胞凋亡來(lái)抑制卵巢癌的發(fā)展。

自噬是真核細(xì)胞內(nèi)的降解自身受損細(xì)胞器及細(xì)胞質(zhì)蛋白質(zhì)的過(guò)程，在維持體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定過(guò)程中發(fā)揮著重要作用[14]。在營(yíng)養(yǎng)缺乏等應(yīng)激條件下，機(jī)體可通過(guò)自噬重新利用蛋白質(zhì)和脂肪降解后的營(yíng)養(yǎng)物維持細(xì)胞存活[15]。研究表明，自噬在癌癥的發(fā)生發(fā)展過(guò)程中具有重要調(diào)控作用。在癌癥發(fā)生初期，自噬能通過(guò)抑制癌變基因的表達(dá)抑制腫瘤形成[16]。但在癌癥發(fā)生發(fā)展過(guò)程中，自噬可通過(guò)為腫瘤組織血管新生提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和抵抗藥物對(duì)癌細(xì)胞的毒性促進(jìn)癌癥發(fā)展[17,18]。誘導(dǎo)自噬可促進(jìn)卵巢癌對(duì)藥物順鉑化療抵抗的形成[19]。因此，近年來(lái)自噬被認(rèn)為是癌癥治療的靶標(biāo)之一。自噬始于自噬小體的形成，LC3是自噬小體雙膜形成和延伸的重要蛋白，因此其在細(xì)胞膜上的表達(dá)被作為自噬小體形成的標(biāo)志[20]。Beclin1也是自噬小體形成的重要蛋白之一，主要負(fù)責(zé)自噬小體形成相關(guān)蛋白的招募，同時(shí)還能通過(guò)誘導(dǎo)抗凋亡蛋白Bcl-2表達(dá)抑制癌細(xì)胞凋亡，敲除Beclin1基因能增加小鼠卵巢癌的發(fā)病率[21]。自噬小體形成后會(huì)與溶酶體結(jié)合，形成自溶酶體，在P62等蛋白質(zhì)的參與下被溶酶體催化酶催化降解[22]。本文采用免疫印跡及免疫熒光檢測(cè)LC3、Beclin1和P62在卵巢癌SKOV3細(xì)胞中的表達(dá)，探究檜木醇對(duì)卵巢癌細(xì)胞自噬的影響。結(jié)果表明，檜木醇能顯著降低SKOV3細(xì)胞LC3Ⅱ/LC3Ⅰ和 Beclin1的蛋白表達(dá)水平，并誘導(dǎo)P62表達(dá)。同時(shí)，免疫熒光結(jié)果表明，LC3在細(xì)胞膜的陽(yáng)性表達(dá)明顯減少。以上結(jié)果均表明，檜木醇能抑制卵巢癌SKOV3細(xì)胞自噬，從而抑制癌細(xì)胞增殖、誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。

mTOR信號(hào)通路是調(diào)控自噬的經(jīng)典通路之一，自噬激活依賴(lài)于mTOR表達(dá)抑制。mTOR活性抑制可誘導(dǎo)ULK1蛋白磷酸化，促進(jìn)LC3、Beclin1等自噬蛋白的招募，誘導(dǎo)自噬的發(fā)生[23]。研究表明，順鉑和氯喹聯(lián)合用藥可通過(guò)抑制腺苷酸激活的蛋白激酶(AMP-activated protein kinase,AMPK)活化促進(jìn)mTOR磷酸化，從而抑制自噬，增強(qiáng)癌細(xì)胞對(duì)順鉑敏感性，減緩癌癥發(fā)展[24]；此外趙敏等[25]研究者也證明丹酚酸B可以通過(guò)mTOR/Ulk1信號(hào)通路誘導(dǎo)膠質(zhì)瘤細(xì)胞自噬性死亡；詹慧芳等[26]也證明雷帕霉素可通過(guò)抑制mTOR/4E結(jié)合蛋白1(4E binding protein 1,4EBP1)激活自噬以改善過(guò)氧乙酰硝酸酯(Peroxyacetyl nitrate,PAN)誘導(dǎo)的足細(xì)胞損傷。本文研究發(fā)現(xiàn)，檜木醇能顯著升高mTOR表達(dá)水平，降低Ulk1表達(dá)水平，表明檜木醇可調(diào)控卵巢癌SKOV3細(xì)胞mTOR信號(hào)通路的激活。

綜上所述，檜木醇能降低卵巢癌SKOV3細(xì)胞增殖倍數(shù)，抑制細(xì)胞克隆形成并誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，同時(shí)，檜木醇還能降低LC3Ⅱ/LC3Ⅰ和 Beclin1的蛋白表達(dá)水平，促進(jìn)P62表達(dá)，并誘導(dǎo)LC3在細(xì)胞膜表達(dá)；此外，檜木醇還能升高mTOR表達(dá)水平，降低Ulk1表達(dá)水平，表明檜木醇能抑制卵巢癌SKOV3細(xì)胞自噬，從而抑制細(xì)胞增殖、誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，作用機(jī)制與調(diào)控mTOR通路激活有關(guān)。本文研究首次探究了檜木醇對(duì)卵巢癌細(xì)胞增殖、凋亡及自噬的作用，為卵巢癌的治療提供了新的潛力藥物。