肖聰 張懿敏 孫圣榮
[摘要] 目的 研究華蟾素聯(lián)用順鉑對(duì)乳腺癌MDA-MB-231細(xì)胞活力、凋亡和細(xì)胞周期分布的影響。 方法 體外培養(yǎng)乳腺癌MDA-MB-231細(xì)胞。CCK-8法檢測(cè)華蟾素聯(lián)用順鉑對(duì)細(xì)胞活力的影響;劃痕實(shí)驗(yàn)檢測(cè)華蟾素聯(lián)用順鉑對(duì)細(xì)胞遷移能力的影響;流式細(xì)胞術(shù)分析華蟾素聯(lián)用順鉑對(duì)細(xì)胞凋亡率及細(xì)胞周期分布的影響。 結(jié)果 CCK-8結(jié)果顯示,與對(duì)照組比較,華蟾素組、順鉑組及華蟾素+順鉑組細(xì)胞活力降低,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P < 0.05或P < 0.01)。劃痕結(jié)果顯示,與對(duì)照組比較,華蟾素+順鉑組遷移能力顯著下降,差異有高度統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P < 0.01)。流式結(jié)果顯示,與對(duì)照組比較,華蟾素+順鉑組G1期比例顯著增多且凋亡更加明顯,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P < 0.05或P < 0.01)。 結(jié)論 華蟾素聯(lián)用順鉑能協(xié)同抑制乳腺癌MDA-MB-231細(xì)胞活力,可能與誘導(dǎo)細(xì)胞周期阻滯于G1期、抑制細(xì)胞遷移并促進(jìn)細(xì)胞凋亡有關(guān)。
[關(guān)鍵詞] 華蟾素;順鉑;乳腺癌;MDA-MB-231細(xì)胞
[中圖分類號(hào)] R737.9? ? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A? ? ? ? ? [文章編號(hào)] 1673-7210(2019)07(c)-0012-05
Effect of cinobufacini combined with Cisplatin on cell viability, apoptosis and cell cycle distribution of MDA-MB-231 cells
XIAO Cong*? ?ZHANG Yimin*? ?SUN Shengrong
Department of Breast and Thyroid Surgery, Renmin Hosptial of Wuhan University, Hubei Province, Wuhan? ?430060, China
[Abstract] Objective To study the effects of cinobufacini combined with Cisplatin on cell viability, apoptosis and cell cycle distribution of breast cancer MDA-MB-231 cells. Methods Breast cancer MDA-MB-231 cells were cultured in vitro. CCK-8 assay was used to detect the effect of cinobufacini combined with Cisplatin on cell viability. Scratch test was performed to detect the effect of cinobufacini combined with Cisplatin on cell migration. Flow cytometry was used to analyze the effects of cinobufacini combined with Cisplatin on the apoptosis rate and cell cycle distribution of breast cancer cells. Results CCK-8 results showed that compared with the control group, the cell viability in the cinobufacini group, the Cisplatin group and the cinobufacini+Cisplatin group was decreased, the differences were statistically significant (P < 0.05 or P < 0.01). The scratch results showed that the migration ability of the cinobufacini+Cisplatin group was significantly decreased compared with the control group, the difference was highly statistically significant (P < 0.01). Flow cytometry showed that compared with the control group, the proportion of G1 phase in the cinobufacini+Cisplatin group increased significantly and the apoptosis was more obvious, the differences were statistically significant (P < 0.05 or P < 0.01). Conclusion Cinobufacini combined with Cisplatin shows a synergic effect in inhibiting MDA-MB-231 cells, which may be related to the induction of cell cycle arrest at G1 phase, inhibition of cell migration and promotion of cell apoptosis.
[Key words] Cinobufacini; Cisplatin; Breast cancer; MDA-MB-231 cell
乳腺癌是女性最常見的惡性腫瘤之一,全世界每年發(fā)病人數(shù)高達(dá)167萬例,嚴(yán)重威脅女性的身心健康[1-2]?;熥鳛槿橄侔┚C合治療中至關(guān)重要的一環(huán),發(fā)揮著抑制癌癥進(jìn)展、延長(zhǎng)生存時(shí)間等作用[3]。順鉑作為乳腺癌術(shù)后化療的一線藥物,近年來許多臨床研究表明,鉑類對(duì)于復(fù)發(fā)的晚期乳腺癌均有較好的客觀緩解率[4-5]。但與其他化療藥類似,順鉑的不良反應(yīng)表現(xiàn)為骨髓抑制、胃腸道反應(yīng)、神經(jīng)毒性、腎臟毒性等,在一定程度上限制了其臨床應(yīng)用[6]。因此尋求通過藥物聯(lián)用降低其使用劑量,從而減少其毒副作用是一種有效的解決手段[7]。華蟾素作為一種中藥,具有活血化瘀、化結(jié)潰堅(jiān)、利水消腫、清熱解毒等功效[8-9]。本課題組前期的研究發(fā)現(xiàn),華蟾素對(duì)乳腺癌MDA-MB-231細(xì)胞有明顯的抑制作用[10]。徐曉武等[9]研究也發(fā)現(xiàn),華蟾素能誘導(dǎo)乳腺癌MCF-7細(xì)胞凋亡,作用機(jī)制可能與Bax蛋白表達(dá)上調(diào)并向線粒體轉(zhuǎn)位有關(guān)。由此可見,華蟾素確實(shí)能有效發(fā)揮抗乳腺癌作用。為了進(jìn)一步探究華蟾素與傳統(tǒng)化療藥物順鉑是否具有協(xié)同作用,本研究用華蟾素聯(lián)合順鉑處理MDA-MB-231細(xì)胞,研究華蟾素聯(lián)用順鉑對(duì)乳腺癌MDA-MB-231細(xì)胞活力、凋亡和細(xì)胞周期分布的影響,以期為華蟾素聯(lián)合順鉑應(yīng)用于臨床乳腺癌患者的術(shù)后化療提供參考。
1 材料與方法
1.1 材料
乳腺癌MDA-MB-231細(xì)胞購自中國科學(xué)院細(xì)胞庫上海保藏中心,取5~10代細(xì)胞進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。華蟾素(安徽金蟾生化股份有限公司,批號(hào):160904);順鉑(Sigma公司,批號(hào):1134357);DMEM高糖培養(yǎng)基(Hyclone公司,批號(hào):AC0220191);胎牛血清(Gibco公司,批號(hào):16000044);1%雙抗(杭州吉諾公司,批號(hào):31800);Annexin V-FITC/PI細(xì)胞凋亡試劑盒(江蘇凱基生物科技有限公司,批號(hào):KGA107);CCK-8試劑盒(碧云天生物技術(shù)研究所,批號(hào):C0038)。自動(dòng)酶標(biāo)儀(型號(hào):Tecan Sunrise,Austria)、流式細(xì)胞儀(型號(hào):BD FACSCalibur,USA)均來自武漢大學(xué)人民醫(yī)院中心實(shí)驗(yàn)室。
1.2 細(xì)胞培養(yǎng)
用含有10%新生胎牛血清和1%雙抗的DMEM高糖型培養(yǎng)基培養(yǎng)MDA-MB-231細(xì)胞,培養(yǎng)條件為37℃、5%二氧化碳。取對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期細(xì)胞進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)。
1.3 CCK-8實(shí)驗(yàn)
取對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期細(xì)胞接種于96孔板中,每孔5×103個(gè),每組設(shè)3個(gè)復(fù)孔,培養(yǎng)24 h。對(duì)照組不進(jìn)行處理。實(shí)驗(yàn)組分別為:①5、10、20、30、40 μg/mL的華蟾素組;②10、20、40、60、80 μmol/L的順鉑組;③不同濃度的華蟾素+順鉑組。繼續(xù)培養(yǎng)24 h和48 h后,每孔加入100 μL CCK-8試劑和培養(yǎng)液的混合液(1∶9),避光孵育1 h后,在自動(dòng)酶標(biāo)儀450 nm波長(zhǎng)處測(cè)吸光度值A(chǔ),細(xì)胞活力=(A空白組-A處理組)/A空白組×100%。采用兩藥相互作用指數(shù)(coefficient of drug interaction,CDI)評(píng)價(jià)兩藥相互作用性質(zhì),CDI的計(jì)算公式:CDI=AB/(A×B)。AB為兩藥聯(lián)合使用時(shí)與對(duì)照組吸光度值的比值,A或B為各藥單獨(dú)使用時(shí)與對(duì)照組吸光度值的比值;當(dāng)CDI<1時(shí),提示兩藥的相互作用為協(xié)同作用;當(dāng)CDI=1時(shí),提示兩藥的相互作用為相加作用;當(dāng)CDI>1時(shí),提示藥物的相互作用為拮抗作用。
1.4 劃痕實(shí)驗(yàn)
將MDA-MB-231細(xì)胞以每孔5×104個(gè)接種于12孔板中,待細(xì)胞長(zhǎng)到完全融合后,用無菌100 μL槍頭在12孔板每個(gè)孔底劃出“十”字線,PBS洗滌2次,再用倒置顯微鏡拍照,然后在每個(gè)孔中加入無血清DMEM高糖培養(yǎng)基。對(duì)照組不進(jìn)行處理。實(shí)驗(yàn)組分別為10 μg/mL華蟾素組、20 μmol/L順鉑組及華蟾素+順鉑組。繼續(xù)培養(yǎng)48 h后用倒置顯微鏡觀察劃痕愈合度,拍照記錄。
1.5 細(xì)胞周期流式分析
取對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期MDA-MB-231細(xì)胞接種于6孔板中,每孔5×105個(gè),培養(yǎng)24 h至細(xì)胞貼壁。對(duì)照組不進(jìn)行處理。實(shí)驗(yàn)組分別為10 μg/mL的華蟾素組、20 μmol/L順鉑組及華蟾素+順鉑組。繼續(xù)培養(yǎng)24 h后,用胰酶消化并收集細(xì)胞,1500 r/min離心(r = 10 cm)5 min后,棄上清并用冷PBS洗滌2次,用預(yù)冷的75%乙醇固定過夜。檢測(cè)前離心細(xì)胞,去掉乙醇,用PBS洗滌2次后,100 μL PBS重懸細(xì)胞后加入2 μL濃度為1 mg/mL的核糖核酸酶(RNaseA),37℃水浴40 min后,加入100 μL濃度為100 μg/mL的PI染色液,避光染色20 min后,用流式細(xì)胞儀檢測(cè)細(xì)胞周期的改變。
1.6 細(xì)胞凋亡流式分析
同上法處理細(xì)胞,取加載結(jié)束后培養(yǎng)24 h的各組細(xì)胞,用不含乙二胺四乙酸(EDTA)的胰酶消化細(xì)胞并收集,1000 r/min離心(r = 10 cm)5 min后,棄去上清液后用冷PBS洗滌2次,加入500 μL binding buffer重懸細(xì)胞后,再加入5 μL Annexin V-FITC和5 μL PI,避光孵育20 min后,用流式細(xì)胞儀檢測(cè)細(xì)胞凋亡率的改變。
1.7 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法
采用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(x±s)表示,多組比較使用單因素方差分析,組間兩兩比較采用LSD-t檢驗(yàn),以P < 0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2 結(jié)果
2.1 華蟾素或順鉑單用對(duì)MDA-MB-231細(xì)胞活力的影響
CCK-8結(jié)果示:華蟾素濃度依賴性地抑制MDA-MB-231細(xì)胞活力,其中24 h時(shí),20、30、40 μg/mL華蟾素組與對(duì)照組比較,差異有高度統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P < 0.01);48 h時(shí),5、10、20、30、40 μg/mL華蟾素能顯著抑制MDA-MB-231細(xì)胞活力(P < 0.05或P < 0.01);順鉑同樣能以濃度依賴性地方式抑制MDA-MB-231細(xì)胞的活力,其中24 h時(shí),20、40、60、80 μg/mL順鉑組與對(duì)照組比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P < 0.05或P < 0.01);48 h后,10、20、40、60、80 μg/mL順鉑組能顯著抑制MDA-MB-231細(xì)胞的活力(P < 0.05或P < 0.01)。見圖1。
2.2 華蟾素與順鉑單用或聯(lián)用對(duì)MDA-MB-231細(xì)胞活力的影響
濃度分別為5、10、20、30、40 μg/mL的華蟾素組的細(xì)胞活力分別為(91.70±6.41)%、(88.77±2.60)%、(82.27±2.37)%、(73.37±0.71)%、(68.90±1.26)%。濃度分別為10、20、40、60、80 μmol/L的順鉑組的細(xì)胞活力分別為(93.87±3.38)%、(91.20±1.53)%、(62.83±4.00)%、(49.57±2.08)%、(48.77±0.95)%。華蟾素(5 μg/mL)+順鉑(10 μmol/L)組的細(xì)胞活力為(86.67±4.00)%,CDI為1.007,提示此濃度下,兩藥的相互作用為相加;華蟾素(10 μg/mL)+順鉑(20 μmol/L)組的細(xì)胞活力為(68.33±4.32)%,CDI為0.844,提示此濃度下,兩藥對(duì)乳腺癌的抑制具有協(xié)同作用;華蟾素(20 μg/mL)+順鉑(40 μmol/L)組的細(xì)胞活力為(40.03±3.51)%,CDI為0.774,華蟾素(30 μg/mL)+順鉑(60 μmol/L)組的細(xì)胞活力為(29.73±1.62)%,CDI為0.817,華蟾素(40 μg/mL)+順鉑(80 μmol/L)組的細(xì)胞活力為(21.43±1.24)%,CDI為0.745。
2.3 華蟾素與順鉑單用或聯(lián)用對(duì)MDA-MB-231細(xì)胞遷移的影響
48 h后,對(duì)照組細(xì)胞生長(zhǎng)明顯,傷口愈合百分比為(67.2±3.7)%;華蟾素組和順鉑組愈合百分比分別為(53.8±2.4)%、(32.9±2.5)%,與對(duì)照組比較差異有高度統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P < 0.01);華蟾素+順鉑組的細(xì)胞生長(zhǎng)稀疏,愈合趨勢(shì)緩慢,愈合百分比為(4.0±2.6)%,與其他三組比較差異均有高度統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P < 0.01)。見圖2。
2.4 華蟾素與順鉑單用或聯(lián)用對(duì)MDA-MB-231細(xì)胞周期的影響
細(xì)胞周期結(jié)果表明,MDA-MB-231細(xì)胞經(jīng)順鉑處理24 h后與對(duì)照組比較,G1期細(xì)胞的比例顯著增加,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P < 0.05),而S期細(xì)胞比例顯著減少(P < 0.05);華蟾素組G1期及S期細(xì)胞比例與對(duì)照組比較,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P > 0.05);而當(dāng)華蟾素與順鉑聯(lián)合用藥時(shí),處于G1期的細(xì)胞比例則進(jìn)一步增加,與對(duì)照組及華蟾素組比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P < 0.05或P < 0.01),但與順鉑組比較,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P > 0.05)。同時(shí)華蟾素+順鉑組的S期細(xì)胞比例則進(jìn)一步減少,與對(duì)照組及華蟾素組比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P < 0.05或P < 0.01),但與順鉑組比較,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P > 0.05)。四組G2期細(xì)胞比例比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P > 0.05)。見圖3。
2.5 華蟾素與順鉑單用或聯(lián)用對(duì)MDA-MB-231細(xì)胞凋亡的影響
細(xì)胞凋亡結(jié)果表明,與對(duì)照組比較,華蟾素組和順鉑組均能顯著促使MDA-MB-231細(xì)胞發(fā)生凋亡,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P < 0.05或P < 0.01),華蟾素+順鉑組的促凋亡作用更顯著,與對(duì)照組、華蟾素組和順鉑組比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P < 0.05或P < 0.01)。見圖4。
3 討論
華蟾素是中華大蟾蜍或黑框蟾蜍的全皮經(jīng)提取加工制成的水溶性制劑,我國傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)認(rèn)為華蟾素具有活血化瘀、化結(jié)潰堅(jiān)等功效[11-12]。此外,國內(nèi)外眾多學(xué)者的研究也表明,華蟾素對(duì)肝癌、結(jié)直腸癌、卵巢癌和食管癌等腫瘤具有抑制作用[13-16]。由于華蟾素具有廣泛的抗腫瘤效應(yīng),能抑制腫瘤生長(zhǎng),目前已廣泛用于臨床上肝癌、肺癌、食管癌和胃癌等腫瘤患者的綜合治療,可改善患者的生存質(zhì)量[17-18]。中藥毒副作用小,并能減輕放化療引起的毒副作用,增強(qiáng)化療藥物的殺傷作用[19-20],因此華蟾素聯(lián)用化療藥成為熱門研究。尹宜海等[21]研究提示,華蟾素與三氧化二砷聯(lián)用具有協(xié)同抑制結(jié)腸癌細(xì)胞的作用,機(jī)制可能與p27、Bax蛋白上調(diào)和Bcl-2蛋白下調(diào)有關(guān),說明華蟾素聯(lián)用化療藥能彼此發(fā)揮協(xié)同作用,從而達(dá)到抑制腫瘤的作用。
華蟾素作為一種新型的抗癌藥物,在卵巢癌和骨肉瘤等實(shí)體瘤中已證實(shí)其與順鉑聯(lián)用具有協(xié)同作用,可達(dá)到顯著抑制癌細(xì)胞的目的[22-23],然而在乳腺癌的研究中,這兩藥的相互作用卻鮮有報(bào)道,因此本研究著力于探究在乳腺癌中,華蟾素與順鉑聯(lián)用是否能協(xié)同抑制乳腺癌。本研究提示,華蟾素與順鉑均能濃度依賴性地抑制MDA-MB-231細(xì)胞活力,當(dāng)10 μg/mL華蟾素聯(lián)用20 μmol/L順鉑時(shí),在抑制乳腺癌細(xì)胞的過程中發(fā)揮協(xié)同作用[24],但隨著藥物濃度的增加,協(xié)同作用并未發(fā)生顯著提升,提示華蟾素聯(lián)用順鉑能在較低濃度下發(fā)揮協(xié)同作用,并且不隨濃度的增加而增加。隨后,本研究分析了華蟾素與順鉑單用或聯(lián)用對(duì)細(xì)胞周期分布的影響,結(jié)果提示,華蟾素或順鉑單用時(shí),均能導(dǎo)致G1期細(xì)胞比例增加,兩者聯(lián)用時(shí),G1期細(xì)胞比例則進(jìn)一步顯著增加,說明華蟾素或順鉑單用均能導(dǎo)致細(xì)胞周期阻滯于G1期,兩藥聯(lián)用時(shí),則使這種阻滯效果更加明顯。細(xì)胞凋亡結(jié)果提示,華蟾素或順鉑單用時(shí)均能誘導(dǎo)乳腺癌細(xì)胞凋亡,當(dāng)兩者聯(lián)合應(yīng)用時(shí),凋亡細(xì)胞比例則進(jìn)一步顯著增加,說明兩藥聯(lián)合應(yīng)用比單一用藥誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡作用更加顯著。
本研究初步證實(shí)華蟾素與順鉑具有協(xié)同抑制MDA-MB-231細(xì)胞的作用,可能與協(xié)同誘導(dǎo)乳腺癌MDA-MB-231細(xì)胞周期阻滯于G1期、抑制遷移及促進(jìn)其凋亡有關(guān),本研究將進(jìn)一步深入展開研究華蟾素聯(lián)用順鉑抑制乳腺癌的分子機(jī)制,為華蟾素聯(lián)合順鉑用于臨床乳腺癌患者的治療提供參考。
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