唐榮金,曾憲華,石海林,孫文國,向雪寶,蔣雷鳴,高漓
(桂林醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院 泌尿外科,廣西 桂林 541001)
丹參酮IIA(tanshinone IIA, TanIIA)是來源于中藥丹參的有效提取物,既往研究認(rèn)為TanIIA具有抗炎癥反應(yīng)的功效,可預(yù)防血管粥樣硬化及心肌肥厚,減輕因缺血再灌注引起的腎損[1-2]。近年,TanIIA對惡性腫瘤的抗癌作用及其機(jī)制研究也得到越來越多的關(guān)注,但是對于其在膀胱癌的作用研究卻少見[3]。本研究擬探索TanIIA對人膀胱癌T24細(xì)胞增殖及凋亡的作用及對細(xì)胞周期蛋白B1(CyclinB1)和半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-3信使核糖核酸(Caspase-3 mRNA)表達(dá)的影響,旨在為治療膀胱癌探尋一條低毒高效的道路。
人膀胱癌T24細(xì)胞株購于中國科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院細(xì)胞資源中心。DMEM(Dulbecco's modified eagle medium, DMEM)培養(yǎng)基(美國Gibco公司);MTT(美國Sigma公司);AnnexinV/ PI雙染試劑盒(凱基生物);逆轉(zhuǎn)錄-聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(reverse transcription-polymerase chain reaction,RT-PCR)試劑盒(美國Promega公司);引物及內(nèi)參引物及內(nèi)參(上海生工生物工程公司)。
1.2.1 細(xì)胞培養(yǎng) 用含10%胎牛血清DMEM培養(yǎng)基,于37℃、5%二氧化碳(CO2)培養(yǎng)箱中培養(yǎng)細(xì)胞。每3 d換液1次,并傳代培養(yǎng),培養(yǎng)細(xì)胞至對數(shù)生長期。
1.2.2 MTT檢測細(xì)胞增殖 取對數(shù)生長期的細(xì)胞接種于96孔板,每孔細(xì)胞數(shù)1×104。培養(yǎng)板放入箱中,在37℃、5% CO2條件下細(xì)胞培養(yǎng)24 h培養(yǎng)。取出培養(yǎng)板,加入不同濃度(5 mg/L和10 mg/L)TanIIA,細(xì)胞培養(yǎng)箱中孵育48 h。MTT稀釋后,在37℃孵育4 h,每孔加入二甲基亞砜(dimethyl sulfoxide, DMSO)150 ul,充分振蕩10 min。用酶標(biāo)儀在570 nm波長下檢測各孔的吸光度。細(xì)胞存活率=[加藥細(xì)胞光密度(optical density, OD)/對照細(xì)胞OD]×100%。
1.2.3 AnnexinV/PI檢測細(xì)胞凋亡 將TanIIA處理T24細(xì)胞48 h,后按AnnexinV/PI試劑盒說明書操作。
1.2.4 RT-PCR 檢測CyclinB1和Caspase-3 mRNA取與1.2.2同組的T24細(xì)胞,提取細(xì)胞總RNA,參照RT-PCR試劑盒說明書進(jìn)行操作。
用SSPS 19.0統(tǒng)計軟件處理分析所得數(shù)據(jù),計量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(±s)表示,采用多個樣本均數(shù)間兩兩比較的方差分析,各組間比較應(yīng)用單因素方差分析,P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
MTT結(jié)果顯示:不同濃度TanIIA對膀胱癌T24細(xì)胞有抑制作用,而且隨著濃度的增加,增殖抑制愈加明顯,呈濃度依賴性,各組間比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),見表1。
表1 不同濃度TanII對T24細(xì)胞增殖的影響(MTT法) (±s,%)
表1 不同濃度TanII對T24細(xì)胞增殖的影響(MTT法) (±s,%)
注:1)與空白對照組對比,P<0.05;2)與5 mg/L對比,P <0.05。
藥物濃度 48 h存活率空白對照組 0.942±0.072 5 mg/L 0.753±0.0461)10 mg/L 0.529±0.0531)2)
AnnexinV/PI結(jié)果顯示,凋亡率分別隨著濃度增長而增加,呈濃度依賴性,各組間比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),見表2。
表2 不同濃度TanII對T24細(xì)胞凋亡率的影響(AnnexinⅤ/PI法) (±s,%)
表2 不同濃度TanII對T24細(xì)胞凋亡率的影響(AnnexinⅤ/PI法) (±s,%)
注:1)與空白對照組對比,P<0.05;2)與5 mg/L對比,P <0.05。
藥物濃度 48 h凋亡率空白對照組 0.453±0.047 5 mg/L 7.428±0.5811)10 mg/L 12.742±1.4741)2)
RT-PCR分別檢測處理48 h后T24細(xì)胞的CyclinB1和Caspase-3 mRNA表達(dá),發(fā)現(xiàn)CyclinB1 mRNA表達(dá)隨TanIIA濃度增高而下調(diào),而Caspase-3 mRNA則表達(dá)上調(diào),兩者均呈濃度依賴性,各組間比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),見表3。
表3 RT-PCR檢測不同濃度TanIIA處理T24細(xì)胞48 h后CyclinB1和Caspase-3 mRNA的表達(dá)(n =4) (±s)
表3 RT-PCR檢測不同濃度TanIIA處理T24細(xì)胞48 h后CyclinB1和Caspase-3 mRNA的表達(dá)(n =4) (±s)
注:1)與空白對照組對比,P<0.05;2)與5 mg/L對比,P <0.05。
藥物濃度 CyclinB1 Caspase-3 t值 P值空白對照組 0.291±0.027 0.163±0.031 2.76 0.013 5 mg/L 0.204±0.0211 0.307±0.0741) -3.931 0.001 10 mg/L 0.138±0.0161)2) 0.537±0.0521)2) -28.74 0.000
膀胱癌在惡性腫瘤中位居第7位,大部分為尿路上皮癌,其中局限性尿路上皮癌可分為肌層非浸潤性膀胱癌(non muscular-invasive bladder cancer, NMIBC)和肌層浸潤性膀胱癌(muscular-invasive bladder cancer, MIBC),NMIBC約 占75%~80%,MIBC及發(fā)生轉(zhuǎn)移的患者往往需要根治性膀胱切除、化療或放療[4]。即使行膀胱癌根治性切除術(shù),仍可能有約1/2的MIBC患者發(fā)現(xiàn)復(fù)發(fā)或轉(zhuǎn)移,然而無論是經(jīng)典的順鉑方案,還是近來迅速發(fā)展的靶向治療,均存在有效率不明確且副作用較為明顯的特點(diǎn)[5]。因此,如何在祖國傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)寶庫中發(fā)現(xiàn)一條低毒高效的膀胱癌治療道路,已成為腫瘤學(xué)的研究熱點(diǎn)。
TanIIA作為中藥丹參的有效成份之一,具有脂溶性,除了應(yīng)用于心血管等疾病,擁有抗氧化、抗炎癥等特點(diǎn)外,近年來不斷有研究發(fā)現(xiàn),TanIIA對于鼻咽癌、胃癌、口腔癌、食管癌、肺癌及肝癌等細(xì)胞株具有抗癌作用[6-11]。TanIIA通過下調(diào)基質(zhì)金屬蛋白酶線粒體膜電位-2DNA修復(fù)酶(mitochondrial membrane potential-2 poly ADP-ribose polymerase, MMP-2PARP) 和 MMP-6明 顯抑制鼻咽癌細(xì)胞系人中性粒細(xì)胞彈性蛋白酶-1D(human neutrophil elastase-1D, HNE-1D)的增殖及轉(zhuǎn)移、侵襲能力[6]。TanIIA可能通過Ras/Raf/MEK/ERK通路誘導(dǎo)和Caspase-3表達(dá)上調(diào),增加胃癌細(xì)胞株AGS的凋亡[7]。本研究發(fā)現(xiàn)TanIIA可以抑制膀胱癌細(xì)胞系T24增殖并且誘導(dǎo)其凋亡,其抗膀胱癌作用可能與抑制細(xì)胞周期蛋白CyclinB1,增加細(xì)胞凋亡相關(guān)基因Caspase-3有關(guān)。
CyclinB1在G2/M期起重要的調(diào)控作用,在S末期及G2早期開始合成,M期達(dá)到高峰,驅(qū)動G2期轉(zhuǎn)換至M期,并與P34cdc2結(jié)合促使細(xì)胞進(jìn)入有絲分裂,M后期,在Sic1作用下CyclinB1降解及P34cdc2磷酸化,使得染色體分離,有絲分裂完成[12]。G2期出現(xiàn)DNA損傷時抑制CyclinB1/周期蛋白依賴性激酶1(cyclin-dependent kinase 1,CDK1)活性,阻止細(xì)胞周期的進(jìn)行,研究提示CylinB1的表達(dá)失調(diào)會導(dǎo)致惡性腫瘤的發(fā)生[13]。因此,本研究提示TanIIA可能抑制CyclinB1的過表達(dá),使得膀胱癌T24細(xì)胞停滯在G2/M期,抑制惡性腫瘤細(xì)胞的增殖。Caspase-3作為Caspase家族蛋白成員,在細(xì)胞凋亡中起著重要作用,是執(zhí)行過程的關(guān)鍵酶,可以被外源性或內(nèi)源性路徑激活,研究發(fā)現(xiàn)一些中草藥的成份可以增加Caspase-3的表達(dá)促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的凋亡[14]。因此,類似其他研究[14],Caspase-3的表達(dá)上調(diào)誘導(dǎo)T24細(xì)胞凋亡增加,可能也是TanIIA發(fā)揮抗膀胱癌作用的機(jī)制之一。
雖然,本研究提示TanIIA可能通過抑制CyclinB1和增加Caspase-3的表達(dá)發(fā)揮抗膀胱癌細(xì)胞株的作用,并且證實TanIIA具有濃度依賴性。但是對于TanIIA時間依賴性缺乏探討,而且本研究為體外研究,若要進(jìn)一步證實TanIIA的抗膀胱癌作用,則需要進(jìn)一步完善膀胱癌細(xì)胞裸鼠移植瘤的體內(nèi)實驗,同時對于具體調(diào)控通路的研究也是今后探索方向。