視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤(retinoblastoma, RB)是發(fā)生于兒童眼內(nèi)最常見(jiàn)的一種惡性腫瘤,偶見(jiàn)成年人,對(duì)視力和生命威脅嚴(yán)重[1,2]。針對(duì)RB的治療,除了手術(shù)切除病灶,化療也非常重要。祖國(guó)傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)在治療各種腫瘤疾病中廣泛應(yīng)用,尤其是近年來(lái)開(kāi)發(fā)了不少中藥,這些藥物具有價(jià)格低廉、副作用少、容易獲取的優(yōu)勢(shì),臨床治療方面正在逐步代替?zhèn)鹘y(tǒng)化療藥物。葫蘆素B(cucurbitacin B,CuB)是葫蘆素中含量最多的一種組分,具有抑制氧化反應(yīng)、抑制腫瘤細(xì)胞增殖、降血脂、殺菌及消毒等藥理作用[3,4]。本研究擬通過(guò)體外實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步探討葫蘆素對(duì)RB細(xì)胞增殖及凋亡的影響。
一、材料
人視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤系Y79(American Type Culture Collection,美國(guó)ATCC公司),葫蘆素B(美國(guó)Sigma公司),MTT細(xì)胞增殖檢測(cè)試劑盒(北京百奧萊博科技有限公司),Hoechst 33342和碘化丙啶(Propidium Iodide,PI)雙染試劑盒(南京建成生物研究所),Annexin-V/PI細(xì)胞凋亡雙染試劑盒,硝酸纖維素膜(上海碧云天公司),Bax及Bcl-2抗體(上海聯(lián)邁生物工程有限公司)。
二、方法
1.細(xì)胞培養(yǎng):RB細(xì)胞培養(yǎng)于含10 %胎牛血清的培養(yǎng)液(鏈霉素100 μg/ml、青霉素100 U/ml)內(nèi),培養(yǎng)箱CO2體積分?jǐn)?shù)為5 %,溫度為37 ℃,每3 d更換一次新鮮培養(yǎng)液,細(xì)胞密度達(dá)到80%左右,胰酶消化后進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)。
2.RB細(xì)胞分組:按照隨機(jī)數(shù)字法將RB細(xì)胞分為以下四組:對(duì)照組(細(xì)胞常規(guī)培養(yǎng));低濃度葫蘆素B(葫蘆素B濃度為1 μmol/l)組;中濃度葫蘆素B(葫蘆素B濃度為10 μmol/l)組;高濃度葫蘆素B(葫蘆素B濃度為100 μmol/l),細(xì)胞生長(zhǎng)48 h后進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)。
3.RB細(xì)胞增殖率檢測(cè):按照試劑盒說(shuō)明配置MTT溶液(用PBS配置,調(diào)整MTT液濃度為5 mg/ml,將PH值調(diào)至7.4),胃癌SGC7901細(xì)胞培養(yǎng)于96孔板內(nèi),細(xì)胞密度為1×105/ml,PBS沖洗細(xì)胞后,加入配置好的MTT液培養(yǎng)4 h,棄上清,每孔加 150 μl DMSO液體,手動(dòng)搖晃混勻后測(cè)定570 nm吸光度值。
4.Hoechst 33342/PI雙染觀察細(xì)胞凋亡:收集細(xì)胞并調(diào)整細(xì)胞密度至5×105個(gè)/ml,加入10 μlHeochst33342染液,混勻后孵育10 min,PBS沖洗2次后加入5 μl PI染液,混勻后繼續(xù)室溫避光放置10 min,熒光顯微鏡下觀察,Heochst33342用波長(zhǎng)為352 nm的氪激光激發(fā),PI用波長(zhǎng)為488 nm的氬離子激光激發(fā)。
5.流式細(xì)胞儀檢測(cè)細(xì)胞凋亡:RB細(xì)胞接種于6孔板中,0.1%胰酶(不含EDTA)消化各組細(xì)胞后制備細(xì)胞懸液。800 r/min離心5 min后棄去上清收集細(xì)胞,轉(zhuǎn)移至含有300 μl緩沖液的離心管中,重懸細(xì)胞并調(diào)整細(xì)胞數(shù)為1×106/ml,分別加入5 μl Annexin-V和10 μl PI,室溫下避光反應(yīng)20 min后進(jìn)行流式細(xì)胞儀檢測(cè)細(xì)胞凋亡率。
6.電鏡觀察細(xì)胞內(nèi)結(jié)構(gòu)改變:細(xì)胞經(jīng)3%戊二醛固定后以PBS沖洗3次,置于1%鋨酸固定液中2 h,PBS沖洗3次PBS沖洗3次后50%丙酮,70%丙酮,80%丙酮,90%丙酮依次梯度脫水,包埋后用檸檬酸鉛染色10 min,雙蒸水漂洗3~5次。待切片干燥后,透射電鏡觀察。
7.蛋白質(zhì)印跡法檢測(cè)RB細(xì)胞內(nèi)Bax及Bcl-2的蛋白表達(dá):在收集的蛋白樣品中加入適量濃縮的SDS-PAGE蛋白上樣緩沖液,行聚丙烯酰胺凝膠電泳,將蛋白轉(zhuǎn)移至硝酸纖維素膜上,5%脫脂奶粉封閉2 h后,在搖床上緩慢搖動(dòng),分別用一抗、二抗孵育,ECL化學(xué)發(fā)光法顯影。
三、統(tǒng)計(jì)學(xué)處理
采用SPSS18.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件分析數(shù)據(jù)。多組間比較采用單因素方差分析,兩兩比較采用LSD檢驗(yàn),P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
一、葫蘆素B抑制RB細(xì)胞增殖
MTT結(jié)果顯示,對(duì)照組細(xì)胞增殖率為96.33%,不同濃度葫蘆素B干預(yù)RB細(xì)胞48 h 后,其OD值均明顯降低(P<0.01,圖1),RB細(xì)胞增殖率逐漸下降。
二、葫蘆素B促進(jìn)RB細(xì)胞凋亡及壞死
Hoechst33342染液能夠穿透正常細(xì)胞的細(xì)胞膜,染色后呈彌散的低藍(lán)光,對(duì)于凋亡細(xì)胞,Hoechst33342染液后呈亮藍(lán)色;PI不能穿透正常細(xì)胞的胞膜,但可以穿透壞死細(xì)胞的細(xì)胞膜,熒光顯微鏡檢測(cè)時(shí),被PI染液染色的細(xì)胞呈現(xiàn)紅色熒光。我們的觀察結(jié)果顯示,伴隨葫蘆素B濃度增加,凋亡及壞死細(xì)胞數(shù)量逐漸增多。
A示對(duì)照組 B示葫蘆素B低濃度組 C示葫蘆素B中濃度組 D示葫蘆素B高濃度組
三、葫蘆素B促進(jìn)RB細(xì)胞凋亡
為了進(jìn)一步檢測(cè)葫蘆素B促進(jìn)RB細(xì)胞凋亡率的影響,我們采用流式細(xì)胞技術(shù)方法測(cè)定了不同組別的細(xì)胞凋亡率,實(shí)驗(yàn)中使用的為Annexin V-FITC/PI雙染色檢測(cè)試劑盒。結(jié)果顯示,對(duì)照組RB細(xì)胞凋亡率為(2.57±1.43)%,隨著葫蘆素B作用濃度的遞增,RB細(xì)胞凋亡率也呈劑量依賴性遞增(17.97±3.45)%、(24.90±4.47)%、(35.40±5.43)%,圖3)。
四、電鏡觀察葫蘆素B對(duì)RB細(xì)胞內(nèi)結(jié)構(gòu)的影響
對(duì)照組RB細(xì)胞細(xì)胞核結(jié)構(gòu)清晰易辨。葫蘆素B干預(yù)后RB細(xì)胞胞漿濃縮,細(xì)胞核染色質(zhì)凝結(jié)聚集在核膜周邊,呈新月?tīng)罨颦h(huán)狀小體改變,葫蘆素B高濃度組細(xì)胞漿腫脹明顯,可以觀察到空泡結(jié)構(gòu),部分細(xì)胞細(xì)胞膜不完整,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)變疏松并與胞膜融合形成空泡(圖4)。
五、葫蘆素B促進(jìn)線粒體凋亡信號(hào)通路
葫蘆素B低、中、高濃度干預(yù)RB細(xì)胞后,Bax蛋白相對(duì)表達(dá)量分別下降至(65.44%±5.22)%、(86.67%±6.53)%和(107.18%±6.20)%,與對(duì)照組的蛋白相對(duì)表達(dá)量(52.25%±4.29)%比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);對(duì)照組Bcl-2蛋白相對(duì)表達(dá)量為(112.10%±6.98)%,葫蘆素B低、中、高濃度干預(yù)后其相對(duì)表達(dá)量分別下降至(86.43±5.83)%、(49.08±3.57)%、(27.05±3.97)%,與對(duì)照組比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05,圖5)。
RB具有家族遺傳傾向,是嬰幼兒眼病中危害性最大的一種惡性腫瘤,易發(fā)生顱內(nèi)及遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移,常危及患兒生命[5,6]。
葫蘆素B是葫蘆素家族中含量最豐富的一種四環(huán)三萜類化合物,提取自葫蘆科等植物,具有天然、低毒、高效及價(jià)格低廉的特征[7,8]。既往已有多項(xiàng)研究證實(shí)葫蘆素B對(duì)腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)有抑制作用。譚立君的研究結(jié)果顯示,葫蘆素通過(guò)阻滯卵巢癌細(xì)胞SKOV3的生長(zhǎng)周期,抑制轉(zhuǎn)錄激活因子和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)表達(dá)促進(jìn)SKOV3細(xì)胞凋亡[9]。在眼部,葫蘆素B通過(guò)誘導(dǎo)線粒體膜去極化、細(xì)胞內(nèi)ROS積累、改變相關(guān)蛋白表達(dá)、促進(jìn)神經(jīng)母細(xì)胞瘤SH-SY5Y細(xì)胞凋亡[10]。本實(shí)驗(yàn)中MTT結(jié)果顯示,葫蘆素B濃度依賴性的抑制了RB細(xì)胞的生長(zhǎng)。
細(xì)胞凋亡多伴有形態(tài)上的改變。Hoechst 33342/PI染色法可以直觀的將細(xì)胞凋亡及壞死情況展現(xiàn)。本實(shí)驗(yàn)中,對(duì)照組細(xì)胞均為暗藍(lán)色低熒光,葫蘆素B干預(yù)RB細(xì)胞后,亮藍(lán)色(凋亡細(xì)胞)及紅色(壞死細(xì)胞)細(xì)胞逐漸增多,證實(shí)葫蘆素B能夠誘導(dǎo)RB細(xì)胞凋亡。Annexin V-FITC/PI檢測(cè)方法靈敏,能特異檢出凋亡早期細(xì)胞。通過(guò)流式細(xì)胞技術(shù)檢測(cè)細(xì)胞凋亡率我們發(fā)現(xiàn),伴隨葫蘆素B濃度升高,RB細(xì)胞凋亡率遞增。
Bax及Bcl-2均屬于細(xì)胞內(nèi)線粒體凋亡信號(hào)通路中的信號(hào)分子[11,12]。Western blot結(jié)果顯示,葫蘆素B促進(jìn)凋亡信號(hào)分子Bax的表達(dá),抑制RB細(xì)胞中抗信號(hào)分子Bcl-2的表達(dá),進(jìn)一步說(shuō)明葫蘆素B能夠有效抑制RB細(xì)胞凋亡。
綜上所述,葫蘆素B通過(guò)線粒體途徑抑制RB細(xì)胞活力,促進(jìn)細(xì)胞凋亡?;诤J素B天然、低毒、高效及價(jià)格低廉的特征,有望為RB治療提供新的藥物選擇。