劉慶東,白跳艷,王曄飛,姚楊
作者單位:1榆林市第一醫(yī)院,a消化內科,b肝膽外科,陜西 榆林719000;2西安醫(yī)學院第一附屬醫(yī)院,a檢驗科,b中心實驗室,陜西 西安710077
原發(fā)性肝癌是臨床上最常見的惡性腫瘤之一,發(fā)病率和病死率較高[1-3]。盡管肝癌的治療方法不斷進步,但仍然存在預后效果差、術后轉移或復發(fā)率高、對放化療不敏感等局限性[4-6]。因此迫切需要尋找安全有效的治療策略。槲皮素(quercetin)是一種天然的黃酮類化合物,能夠抑制多種腫瘤細胞的增殖、轉移的作用[7-8]。迷迭香酸(rosmarinic acid)是一種廣泛分布的水溶性酚酸類化合物[9-10]。且具有抗炎、抗病毒、抗氧化、抗腫瘤等多種藥理作用[11-13]。其抗腫瘤作用受到廣泛關注。但目前尚無文獻報道槲皮素聯(lián)合迷迭香酸對HepG2細胞的影響。本研究2018年1月至2019年1月選用人肝癌HepG2細胞為模型,觀察槲皮素與迷迭香酸聯(lián)合應用對HepG2細胞增殖及凋亡的影響,并探討其可能的作用機制,為其應用于肝癌的臨床治療提供實驗依據。
1.1材料試劑:10%小牛血清(四季青生物工程公司),3-(4,5-二甲基噻唑-2)-2,5-二苯基四氮唑溴鹽(MTT,美國sigma 公司);槲皮素及迷迭香酸購自美國Signal Chemical公司,RPMI-1640培養(yǎng)基(Gibco公司)槲皮素及迷迭香酸用二甲基亞砜(DMSO)超聲溶解,配成不同質量濃度的溶液,然后用0.22 μm微孔濾器過濾,滅菌,4 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>
儀器:二氧化碳培養(yǎng)箱(美國Thermo 公司),96孔板、6孔板(美國Thermo Fisher Scientific 公司),流式細胞儀(FranklinLakes),全自動酶標儀(美國Molecular Devices 公司),實時定量PCR 儀(美國Bio-Rad),離心機(美國Bio-Rad)。
1.2 HepG2細胞培養(yǎng)及分組將HepG2細胞復蘇后,37 ℃、5%二氧化碳孵箱內培養(yǎng)培養(yǎng)。其中RPMI-1640 培養(yǎng)基內含3%小牛血清,青霉素100 U/mL、鏈霉素100 μg/mL。每2~3 天傳代換液1 次,取對數(shù)生長期的細胞進行實驗。將處于對數(shù)生長期的HepG2細胞以5×104/mL 接種至96 孔板中培養(yǎng)24 h。分為空白對照組(只加DEME培養(yǎng)液),槲皮素單獨處理組(DMEM 培養(yǎng)液+DMSO+12.5、25.0、50.0 和100.0 μmol/L 槲皮素溶液),迷迭香酸單獨處理組(DMEM 培養(yǎng)液+DMSO+12.5、25.0、50.0 和 100.0 μmol/L 迷迭香酸溶液)單藥及聯(lián)合用藥組(DMEM培養(yǎng)液+DMSO+IC50 槲皮素+IC50 迷迭香酸),各組培養(yǎng)24 h后進行后續(xù)實驗。
1.3四甲基偶氮唑鹽微量酶反應比色法(MTT法)檢測細胞活力將處于對數(shù)生長期的HepG2細胞以5×104/mL接種至96孔板中培養(yǎng)24 h,每孔200 μL倒掉培養(yǎng)液,按照上述分組操作,再培養(yǎng)24 h后棄液,每孔加入MTT 20 μL,繼續(xù)培養(yǎng)4 h后,吸去上清液,每孔加入DMSO 溶液150 mL,放至搖床低速振蕩10 min,使各孔結晶物充分溶解,采用全自動酶標儀在570 nm處測各孔吸光度。
1.4劃痕實驗將處于對數(shù)生長期的HepG2細胞接種到6孔板,調整細胞密度為5×105/mL,搖勻后與37 ℃、5%二氧化碳培養(yǎng)箱中常規(guī)培養(yǎng)過夜,用記號筆在6 孔板底部畫3 條水平直線,常規(guī)培養(yǎng)至90%融合狀態(tài)。用移液器在細胞板上劃痕,磷酸緩沖鹽溶液(PBS)沖洗以去除懸浮細胞,同時在各藥物組中分別加入用1.5%血清培養(yǎng)基配置的不同濃度迷迭香酸及槲皮素,鏡下記錄劃痕寬度并拍照。37 ℃、5%二氧化碳體積分數(shù)為5%的培養(yǎng)箱中繼續(xù)培養(yǎng)36 h,倒置顯微鏡下觀察劃痕愈合程度并拍照。計算各組劃痕距離。
1.5蛋白質印跡法檢測蛋白表達收集上述各組細胞,BCA 法測定蛋白濃度,取50 μg 等量蛋白上樣,經十二烷基硫酸鈉-聚丙烯酰胺凝膠電泳(SDS-PAGE)、蛋白轉移至聚偏二氟乙烯膜,封閉液室溫封1h,加入一抗N-鈣黏蛋白(N-cad)(1∶300),E-鈣黏蛋白(E-cad)(1∶500),甘油醛-3-磷酸脫氫酶(GAPDH)(1∶500)。4℃孵育過夜,加入辣根過氧化酶標記的二抗(1∶1 000),室溫孵育2 h,凝膠成像分析系統(tǒng)掃描分析。以GAPDH 為內參計算各組目的蛋白的表達水平。
1.6統(tǒng)計學方法計量資料xˉ±s表示,多組定量數(shù)據的比較采用單因素方差分析的方法,多組之間兩兩比較采用LSD-t檢驗,所有數(shù)據采用SSPS 17.0 統(tǒng)計軟件分析,P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。
2.1細胞增殖結果12.5、25.0、50.0和100.0 μmol/L槲皮素對HepG2細胞抑制率分別為(16.9±3.2)%,(28.9±3.4)%,(39.6±4.2)%,(53.5±2.3)%,12.5,25,50,100 μmol/L 迷迭香酸對HepG2細胞抑制率分別為(5.2±1.2)%,(12.3±1.6)%,(39.8±2.1)%,(62.5±3.4)%;以上結果表明不同濃度槲皮素及迷迭香酸單獨作用于HepG2細胞均表現(xiàn)出濃度依賴性的細胞活力抑制效果,但是抑制率仍然不高。二者聯(lián)合處理人 HepG2細胞 24 h 后,12.5、25.0、50.0 和 100.0 μmol/L 對HepG2細胞抑制率分別為(25.1±3.5)%,(52.3±4.2)%,(62.5±5.1)%,(78.2±3.6)%,可顯著抑制細胞活力(F=4.25,P=0.02)。
2.2劃痕實驗結果25 μmol/L 迷迭香酸組及25 μmol/L槲皮素組均能抑制細胞的遷移,劃痕愈合距離分別為(11.35±2.37)mm、(11.46±3.86)mm。迷迭香酸及槲皮素聯(lián)合組劃痕愈合距離為(4.36±0.56)mm,細胞間劃痕距離縮小趨勢較迷迭香酸及槲皮素單獨使用有所減緩(F=6.73,P=0.003)。該結果提示槲皮素及迷迭香酸聯(lián)合組能顯著抑制細胞遷移。
2.3相關分子含量檢測蛋白質印跡法檢測結果表明:與對照組相比,槲皮素組及迷迭香酸組中N-cad蛋白表達水平下降,其蛋白相對表達量為(0.98±0.05)及(0.73±0.02)。E-cad 蛋白表達增加,其蛋白相對表達量為(1.02±0.10)及(1.25±0.14),而槲皮素+迷迭香酸組N-cad(0.61±0.07)及 E-cad(1.42±0.06)蛋白表達變化更加明顯(N-cad:F=3.28,P=0.03;E-cad:F=5.28,P=0.02)。見圖1。
圖1 蛋白質印跡法檢測各組E-鈣黏蛋白(E-cad)和N-鈣黏蛋白(N-cad)基因表達
肝癌病死率高,預后效果不理想,治療難度大,因此迫切需要尋找一種有效治療肝癌的臨床藥物[14]。槲皮素是一種天然黃酮類化合物,具有抗氧化、抗菌消炎、抗病毒、防癌、抗癌等作用[15-16]。迷迭香酸是一種天然的苯酚羧酸,以唇形科和紫草科含量最高。迷迭香酸具有抗癌、抗過敏、抗氧化、抗炎等作用[17]。
上皮-間質轉化(EMT)是惡性腫瘤浸潤與轉移的重要因素,其過程涉及許多EMT 相關蛋白的參與。其中E-cad 和N-cad 被認為是最顯著的標志蛋白。E-cad 表達于細胞膜表面,是一個與鈣離子有高度結合親和力的一種細胞黏附糖蛋白,對維持細胞間的通訊與黏附有重要作用,在多種惡性腫瘤的遷移侵襲階段占重要地位。張杰東等[18]研究發(fā)現(xiàn)E-cad 在甲狀腺乳頭狀癌中低表達,與甲狀腺乳頭癌的發(fā)生、發(fā)展及轉移中起重要作用,可作為臨床診斷和預后的指標。羅婷婷等[19]研究發(fā)現(xiàn)E-cad能有效抑制鼻咽癌CNE-2細胞的體外遷移和侵襲。N-cad 可以克服E-cad 介導的細胞間牢固的黏附而影響上皮細胞的形態(tài)和行為,促進腫瘤細胞浸潤。但關于兩種蛋白在肝癌防治機制中的研究卻較少。
本研究以人肝癌HepG2細胞為模型,考察迷迭香酸與槲皮素聯(lián)用對N-cad 及E-cad 表達的影響,結果顯示,兩藥聯(lián)合能明顯抑制肝癌HepG2 細胞的活力,抑制細胞遷移,并呈現(xiàn)濃度依賴關系,并通過蛋白質印跡法檢測發(fā)現(xiàn)兩藥聯(lián)合使用較單獨應用迷迭香酸可顯著上調E-cad 和下調N-cad 蛋白的表達。這說明槲皮素增強迷迭香酸對肝癌HepG2細胞增殖的抑制作用的機制可能是通過調控E-cad、N-cad蛋白的表達,其機制可能與EMT有關。為肝癌的臨床治療提供了有力的實驗證據。