施文榮,涂春香,陳 玲,余文珍,劉 艷
(福建中醫(yī)藥大學(xué)中西醫(yī)結(jié)合學(xué)院,福建 福州350122)
藥理研究發(fā)現(xiàn):鴉膽子油口服乳液(brucea java oil emulsion,BJOE)有抗腫瘤作用,目前臨床已應(yīng)用于食管癌、胃癌、肝癌、肺癌等多種惡性腫瘤的治療[1-5],但是BJOE 應(yīng)用于腫瘤治療中通常是與化療劑連用,起到輔助作用,單獨(dú)應(yīng)用BJOE 治療腫瘤的報道不多。 另外,關(guān)于鴉膽子作用機(jī)理方面研究發(fā)現(xiàn),鴉膽子可通過抑制細(xì)胞增殖、誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡、抑制腫瘤轉(zhuǎn)移和血管生成等機(jī)制抗腫瘤[6]。 抗氧化應(yīng)激也是腫瘤治療的常見機(jī)制,已知鴉膽子油具有一定的抗氧化作用[7],但是也有報道指出,鴉膽子油能通過增強(qiáng)腫瘤組織的氧化損傷起到抗腫瘤作用[8],存在矛盾。 所以有必要弄清氧化應(yīng)激在鴉膽子油抗癌效應(yīng)中的作用。
已知氧化應(yīng)激是食管癌的形成過程的重要因素[9-10],亞硝胺類化合物是環(huán)境中普遍存在的強(qiáng)致癌污染物,是食管癌的常見誘因。 甲基芐基亞硝胺(MBNA)誘發(fā)的大鼠食管癌模型是目前公認(rèn)的食管癌化學(xué)預(yù)防模型,該模型病理形態(tài)改變與人食管鱗癌的發(fā)生順序平行[11]。本研究利用MBNA 誘發(fā)的大鼠食管癌模型探討B(tài)JOE 的抗腫瘤作用及與氧化應(yīng)激的關(guān)系,為BJOE 的藥理研究提供參數(shù),也為BJOE的臨床應(yīng)用提供依據(jù)。
1.1 材料
1.1.1 實(shí)驗(yàn)動物 清潔級Wistar 雄性大鼠(上海斯萊克實(shí)驗(yàn)動物有限公司),體質(zhì)量180~200 g,生產(chǎn)許可證:SCXK(滬)2012-0002。
1.1.2 藥物與試劑 MBNA 由本實(shí)驗(yàn)室有機(jī)合成;BJOE(沈陽藥大雷允上藥業(yè)有限責(zé)任公司,批號:271601051);RNA 組織保存液(上海華舜生物工程公司);Trizol 試劑、SuperScript Ⅲ逆轉(zhuǎn)錄試劑盒、定量PCR 檢測試劑盒[賽默飛世爾科技(中國)有限公司];總抗氧化能力檢測試劑盒、超氧化物歧化酶(SOD)活性檢測試劑盒、BCA 蛋白定量試劑盒(上海碧云天生物技術(shù)有限公司);谷胱甘肽過氧化酶(GSH-Px)測試盒(南京建成生物工程研究所);丙二醛(MDA)檢測試劑盒(江蘇凱基生物技術(shù)股份有限公司);所用引物由上海生工生物工程公司根據(jù)設(shè)計合成。
1.1.3 主要儀器 SDS-PAGE 電泳儀、轉(zhuǎn)膜儀(美國Bio-Rad 公司);熒光定量PCR 儀(德國Eppendorf 公司)。
1.2 方法
1.2.1 分組與給藥 參考文獻(xiàn)[12]制備Wistar 大鼠食管癌模型,32 只大鼠隨機(jī)分成正常組8 只和造模組24 只,造模組以MBNA 3.5 mg/kg 每周2 次頸背部皮下注射,正常組頸背部皮下注射等體積氯化鈉注射液連續(xù)注射15 周。 成模大鼠按體重分層隨機(jī)分為模型組、BJOE 高劑量組(高劑量組)、BJOE低劑量組(低劑量組),每組8 只。 于第16 周開始,高、低劑量組分別以BJOE 12、6 mL/kg 灌胃給藥,模型組和正常組以6 mL/kg 蒸餾水灌胃,每日1 次,共10 周。 根據(jù)實(shí)驗(yàn)動物等效臨床劑量換算,高、低劑量組中藥給藥劑量相當(dāng)于成人日劑量(1 mL/kg)的2 倍和1 倍。
1.2.2 食管黏膜病理觀察 實(shí)驗(yàn)結(jié)束時處死4 組大鼠,沿食管縱行剖開,于解剖鏡下觀察食管黏膜病變情況,拍照記錄。 取典型病變組織用10%中性福爾馬林固定液固定,常規(guī)制片,HE 染色,光鏡觀察病理組織學(xué)變化。 余下食管保存于RNA 保存液中,用于提取食管組織總RNA。
1.2.3 氧化應(yīng)激指標(biāo)檢測 各組大鼠食管癌造模15 周末,尾靜脈采血,分離各組血清;實(shí)驗(yàn)結(jié)束后處死大鼠,分離各組血清待測。 取大鼠肝組織約200 mg液氮反復(fù)凍融3 次,加入0.1 moL/mL PBS(pH 7.2)1 mL,低溫研磨制備20%肝組織勻漿,4 ℃3 000 r/min 離心15 min,取上清于-80 ℃凍存?zhèn)溆?。血清及肝組織SOD、GSH-Px、總抗氧化能力、MDA 測定按試劑盒說明書進(jìn)行。
1.2.4 基因轉(zhuǎn)錄水平檢測 抗氧化通路相關(guān)基因細(xì)胞色素P450 酶1A1(CYP1A1)、細(xì)胞色素P450 酶2E1(CYP2E1)、過氧化氫酶(CAT)、谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)硫酶M1(GSTM1)、醌氧化還原酶1(NQO1)、甲基轉(zhuǎn)移酶(MT)、乙?;D(zhuǎn)移酶(NAT)、亞甲基四氫葉酸還原酶(MTHFR)、轉(zhuǎn)錄因子NF-E2 相關(guān)因子2(Nrf2)、Kelch 樣環(huán)氧氯丙烷相關(guān)蛋白-1(Keap1)轉(zhuǎn)錄水平檢測采用Real-time RT-PCR 法。 實(shí)驗(yàn)結(jié)束后用Trizol 法提取4 組大鼠食管組織總RNA,核酸蛋白分析儀檢測A260 nm/A280 nm 比值,計算RNA 濃度;瓊脂糖凝膠電泳檢測RNA 完整性。使用SuperScript Ⅲ逆轉(zhuǎn)錄試劑盒將總RNA 中的mRNA逆轉(zhuǎn)錄為cDNA,再以cDNA 為模板進(jìn)行熒光實(shí)時定量PCR 檢測(SYBR 染料法),擴(kuò)增條件為:95 ℃預(yù)變性2 min,95 ℃20 s,60 ℃20 s,72 ℃30 s,40 個循環(huán)。 反應(yīng)結(jié)束后確認(rèn)擴(kuò)增曲線和熔解曲線,以β-actin 為內(nèi)參基因, 用2-△△Ct值表示目的基因轉(zhuǎn)錄水平。 各基因引物及擴(kuò)增產(chǎn)物片段長度見表1。
1.3 統(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS 20.0 進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,計量資料屬正態(tài)分布的以(±s)表示,采用單因素方差分析。
2.1 一般情況觀察 實(shí)驗(yàn)過程中,正常組大鼠皮毛柔順,有光澤,對外界刺激反應(yīng)較靈敏;其余各組大鼠逐漸出現(xiàn)活動減少,食量下降,聳毛,毛色無光澤、易脫落,對外界刺激反應(yīng)較遲鈍等現(xiàn)象。
2.2 MBNA 誘變15 周及BJOE 作用10 周后造模組與正常組體質(zhì)量比較 見表2、表3。
表2 MBNA 誘變15 周造模組與正常組體質(zhì)量比較(±s)g
表2 MBNA 誘變15 周造模組與正常組體質(zhì)量比較(±s)g
注:與正常組比較,1) P<0.01。
組別正常組造模組n 8 24造模前212.143±6.769 214.286±7.488造模后390.357±15.250 332.180±44.8751)
2.3 食管大體形態(tài)學(xué)及病理組織學(xué)變化 正常組大鼠食管黏膜光滑平整,未見明顯異常;模型組,高、低劑量組大鼠食管黏膜均出現(xiàn)全段病變,食管黏膜粗糙,黏膜表面有細(xì)小顆粒樣突起,出現(xiàn)乳突瘤樣改變,成瘤率為100%。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,高、低劑量組食管黏膜的病變程度與模型組比較未見明顯差異,結(jié)果見圖1。 病理組織學(xué)顯示:正常組大鼠食管黏膜上皮細(xì)胞1~3 層,細(xì)胞排列均勻,基底細(xì)胞層規(guī)整,未見異常改變;高、低劑量組病理組織學(xué)檢查結(jié)果與模型組無明顯差異,均表現(xiàn)為上皮細(xì)胞明顯增生,層次增多,細(xì)胞排列紊亂,細(xì)胞向管腔方向增生。 結(jié)果見圖2。
表3 BJOE 作用10 周造模組與正常組體質(zhì)量比較(±s)g
表3 BJOE 作用10 周造模組與正常組體質(zhì)量比較(±s)g
注:與正常組比較,1) P<0.01;與模型組比較,2) P<0.01。
組別正常組n 8造模組24治療前390.357±15.250 330.385±45.892 342.692±44.563 323.462±44.845治療后424.714±11.789 329.167±46.6101)338.100±41.9691)283.556±42.8961)2)
圖1 4 組大鼠食管黏膜大體形態(tài)觀察圖
圖2 4 組大鼠食管黏膜病理組織學(xué)光鏡圖(HE 染色,×200)
2.4 MBNA 誘變15 周2 組大鼠血清氧化應(yīng)激指標(biāo)及BJOE 作用10 周4 組大鼠血清及肝組織氧化應(yīng)激指標(biāo)比較 見表4~表6。
2.5 4 組大鼠食管組織抗氧化相關(guān)基因轉(zhuǎn)錄水平比較 見表7。
表4 MBNA 誘變15 周2 組大鼠血清氧化應(yīng)激指標(biāo)比較(±s)
表4 MBNA 誘變15 周2 組大鼠血清氧化應(yīng)激指標(biāo)比較(±s)
注:與正常組比較,1) P<0.05,2) P<0.01。
組別正常組造模組n 8 24 SOD/U 5.254±2.668 5.021±0.901 MDA/(mmol/L)87.767±5.899 156.306±42.2812)GSH-Px/U 1287.342±147.439 1443.987±147.2401)總抗氧化能力/(mmol/L)1.595±0.154 1.569±0.174
表5 BJOE 作用10 周4 組大鼠血清氧化應(yīng)激指標(biāo)比較(±s)
表5 BJOE 作用10 周4 組大鼠血清氧化應(yīng)激指標(biāo)比較(±s)
組別正 常 組模 型 組低劑量組高劑量組n 8 8 8 8 SOD/U 2.309±0.293 2.188±0.409 1.924±0.288 2.359±0.125 MDA/(mmol/L)236.561±21.980 253.166±30.055 250.236±68.908 255.119±19.946 GSH-Px/U 1246.078±80.947 1272.549±113.495 1223.529±119.399 1345.098±55.598總抗氧化能力/(mmol/L)1.057±0.176 0.952±0.071 0.808±0.152 0.944±0.212
表6 BJOE 作用10 周4 組大鼠肝組織氧化應(yīng)激指標(biāo)比較(±s)
表6 BJOE 作用10 周4 組大鼠肝組織氧化應(yīng)激指標(biāo)比較(±s)
注:與正常組比較,1) P<0.01;與模型組比較,2) P<0.05。
組別正 常 組模 型 組低劑量組高劑量組n 8 8 8 8 SOD/U 35.270±7.421 28.634±3.451 32.126±5.918 31.752±5.908 MDA/(mmol/L)18.446±2.657 22.263±5.515 18.421±3.930 30.422±10.3401)2)GSH-Px/U 243.345±33.750 223.441±56.195 179.836±57.228 232.266±46.722總抗氧化能力/(mmol/L)30.706±1.133 31.590±3.240 28.764±0.863 31.992±0.872
鴉膽子為苦木科植物,產(chǎn)于我國廣東、廣西、海南等地。BJOE 是以鴉膽子石油醚提取物為原料,以大豆磷脂為乳化劑制成的水包油型乳劑,主要成分為鴉膽子油和豆磷脂。 現(xiàn)代藥理研究表明:鴉膽子油具有一定的抗腫瘤作用,BJOE 可顯著抑制肝癌細(xì)胞、宮頸癌細(xì)胞、肺癌細(xì)胞等腫瘤細(xì)胞的生長[13],可抑制S180 小鼠移植瘤的生長,對Lewis 肺癌、Heps肝癌裸鼠移植瘤模型也有明顯的抑制作用[14]。但是,本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),高、低劑量組與模型組比較,病理形態(tài)學(xué)與組織學(xué)均未有明顯改變:表明BJOE不能阻斷MBNA 誘導(dǎo)的大鼠食管癌變??梢?,BJOE 雖然具有一定的抑癌作用,但是具有一定的選擇性,對MBNA 誘發(fā)的大鼠食管癌模型無效。考慮到目前單獨(dú)應(yīng)用BJOE 抗癌作用的研究對象多是體外細(xì)胞模型和小鼠移植瘤模型, 對化學(xué)預(yù)防模型無阻斷作用,所以BJOE 的抗癌作用尚存在疑義,需要進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)來證實(shí)。
表7 4 組大鼠食管組織抗氧化相關(guān)基因轉(zhuǎn)錄水平(±s)
表7 4 組大鼠食管組織抗氧化相關(guān)基因轉(zhuǎn)錄水平(±s)
注:與正常組比較,1) P<0.05,2) P<0.01;與模型組比較,3) P<0.05,4) P<0.01。
組別正 常 組模 型 組低劑量組高劑量組組別正 常 組模 型 組低劑量組高劑量組n 8 8 8 8 n 8 8 8 8 CYP1A1 1.000±1.305 0.499±0.632 0.810±1.017 1.488±1.816 MT 1.000±1.300 0.453±0.284 1.999±2.917 1.593±2.167 CYP2E1 1.000±1.325 0.565±0.891 1.384±1.510 1.347±2.042 NAT 1.000±0.617 6.712±9.197 0.395±0.439 0.488±0.444 CAT 1.000±0.819 9.028±3.4601)7.627±8.056 2.034±0.7384)MTHFR 1.000±0.774 11.242±13.945 32.775±23.9041)46.954±6.0662)3)GSTM1 1.000±0.680 0.852±0.584 1.142±0.911 0.906±0.405 Nrf2 1.000±0.796 3.551±3.270 3.543±0.672 3.577±1.945 NQO1 1.000±0.733 0.188±0.167 0.614±0.714 0.740±0.885 Keap1 1.000±0.656 1.235±1.557 2.264±2.274 1.513±1.947
藥理研究表明:鴉膽子油具有一定的抗氧化作用。 然而我們前期研究發(fā)現(xiàn):鴉膽子油提取物是通過增強(qiáng)腫瘤組織的氧化損傷起到抗腫瘤作用的,存在矛盾。 本研究探討商品化生產(chǎn)的BJOE 是否具有抗氧化作用,發(fā)現(xiàn)BJOE 作用10 周后,高劑量組肝勻漿MDA 含量顯著高于模型組,食管組織CAT 基因轉(zhuǎn)錄水平顯著低于模型組。 MDA 作為脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物,其含量增加表明體內(nèi)過氧化程度加?。?5-16],CAT 基因轉(zhuǎn)錄水平降低說明體內(nèi)抗氧化的保護(hù)系統(tǒng)遭到一定的破壞,說明BJOE 對MBNA 誘發(fā)的模型大鼠食管癌變無抗氧化損傷作用,甚至加重了氧化應(yīng)激程度。
在食管癌誘變過程中,氧化應(yīng)激具有重要作用。誘變劑MBNA 在誘發(fā)食管癌模型過程中產(chǎn)生大量的自由基,引發(fā)的氧化應(yīng)激對食管癌病變具有重要的促進(jìn)作用。 另外,BJOE 在治療過程中也體現(xiàn)了加重氧化應(yīng)激的作用,已知抗癌藥抗腫瘤機(jī)制之一就是誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生活性氧,損傷線粒體導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞凋亡[17],可見氧化應(yīng)激對食管癌的發(fā)展進(jìn)程是把雙刃劍。
另外,我們研究發(fā)現(xiàn),商品化生產(chǎn)的BJOE 與實(shí)驗(yàn)室經(jīng)乙醚浸提的鴉膽子油對MBNA 誘發(fā)的食管癌模型大鼠抗腫瘤作用有一定的差異:乙醚浸提的鴉膽子油顯示出更強(qiáng)的毒性作用,對模型大鼠有微弱的抗腫瘤作用[8];而商品化生產(chǎn)的BJOE 對該模型未顯示出可見的抗腫瘤效應(yīng)。 出現(xiàn)這種結(jié)果,筆者認(rèn)為主要是因?yàn)閮煞N藥物提取方法不同引起成分不同導(dǎo)致,乙醚浸提的鴉膽子油含有更多毒性物質(zhì)。
最后,BJOE 在臨床多與化療聯(lián)用,以后相關(guān)抗癌藥理研究也應(yīng)當(dāng)結(jié)合化療劑綜合判定。