劉亞云 張瑾 彭春光 任招娣 廖衛(wèi)華 邱鵬
【關(guān)鍵詞】龍血素A;骨肉瘤;增殖;凋亡;分子機(jī)制
骨肉瘤屬于骨科中常見腫瘤疾病之一。通過保肢治療的方式,一定程度上能夠提高治愈率,骨肉瘤細(xì)胞對(duì)化療藥物的敏感程度與骨肉瘤患者的治療效果以及預(yù)后恢復(fù)情況存在關(guān)系[1]。近幾年,關(guān)于骨肉瘤化療藥物相關(guān)的研究取得了進(jìn)步,但是依舊存在部分患者對(duì)相關(guān)化療藥物的敏感性低或者使用一段時(shí)間后出現(xiàn)耐藥性現(xiàn)象,患者預(yù)后恢復(fù)較差,并且目前用于治療骨肉瘤患者的藥物,副作用均較大。因此,積極尋找療效理想,副作用小的藥物具有重要意義。龍血素A 是血竭總黃酮中的主要活性成分, 具有活血化瘀、消炎鎮(zhèn)痛、促進(jìn)表皮修復(fù)、抗腫瘤等功效[2]。近年來研究顯示[3] 多數(shù)黃酮類化合物具有明顯的抗腫瘤作用,如葛根黃酮可通過上調(diào)Fas、Baxm RNA 的表達(dá)水平,下調(diào)Bcl-2 和上調(diào)Bax 蛋白,抑制HL-60 細(xì)胞增殖,誘導(dǎo)其凋亡。龍血素A 可通過上調(diào)caspase-3 激活Bax/Bcl-xl 線粒體信號(hào)通路誘導(dǎo)乳腺癌細(xì)胞凋亡[4]。龍血素A 對(duì)骨肉瘤增殖、凋亡是否有影響?通過什么機(jī)制影響?因此,本次研究主要探討龍血素A 對(duì)骨肉瘤MG63 細(xì)胞增殖、凋亡的作用及可能存在的分子機(jī)制。
1 資料與方法
1.1 細(xì)胞培養(yǎng)以及分組 收集和接種細(xì)胞:骨肉瘤MG63細(xì)胞株進(jìn)行培養(yǎng),觀察細(xì)胞生長(zhǎng)情況,待細(xì)胞培養(yǎng)至對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期時(shí),獲取細(xì)胞,并進(jìn)行計(jì)數(shù),再加入完全培養(yǎng)基,再將其配置成濃度為1×105 個(gè)/mL 的細(xì)胞懸液,開始進(jìn)行細(xì)胞接種,將骨肉瘤MG63 細(xì)胞接種于96 孔板中再次進(jìn)行培養(yǎng),并向每個(gè)孔內(nèi)加入劑量為100 μL 完全培養(yǎng)基。將培養(yǎng)后的骨肉瘤MG63 細(xì)胞,均分為兩組,即實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組,對(duì)照組骨肉瘤MG63 細(xì)胞僅僅加入完全培養(yǎng)基,實(shí)驗(yàn)組骨肉瘤MG63細(xì)胞加入不同濃度龍血素A 進(jìn)行干預(yù)。每組分別設(shè)置6 個(gè)復(fù)孔。
加藥處理:上述骨肉瘤MG63 細(xì)胞經(jīng)過培養(yǎng)一段時(shí)間以后,過夜孵育培養(yǎng),取出96 孔板,將其置于倒置顯微鏡,進(jìn)一步觀察細(xì)胞培養(yǎng)情況,若細(xì)胞出現(xiàn)明顯貼壁現(xiàn)象,再將原來培養(yǎng)液清除干凈,再分別加入不同濃度的龍血素A 藥物進(jìn)行干預(yù)(0,15,30,60,90,120 μmol/L),藥物劑量均為90 μL,再加入完全培養(yǎng)液進(jìn)行培養(yǎng)處理,陰性對(duì)照組加入完全培養(yǎng)基90 μL,放入細(xì)胞培養(yǎng)箱培養(yǎng)。
1.2 CCK-8 檢測(cè)細(xì)胞增殖 不同濃度的藥物處理24 h、48 h、72 h 后, 清除含藥物干預(yù)的培養(yǎng)基, 各組每孔分別加入CCK8 溶液,干預(yù)劑量為10 μL,分別將其置于細(xì)胞培養(yǎng)箱5% CO2,37℃繼續(xù)培養(yǎng)4 h,用酶標(biāo)儀測(cè)波長(zhǎng)為450 nm 的OD值,實(shí)驗(yàn)重復(fù)3 次,取實(shí)驗(yàn)結(jié)果的平均值作為最終實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
按公式計(jì)算生長(zhǎng)抑制率= [( 對(duì)照組OD -實(shí)驗(yàn)組OD)/ 對(duì)照組OD]×100%。
1.3 流式細(xì)胞儀檢測(cè)細(xì)胞凋亡 取對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的細(xì)胞,調(diào)整細(xì)胞密度,即調(diào)整至1×105 個(gè)/mL,并將細(xì)胞分別接種于六孔板,于每孔加入2 mL 的細(xì)胞懸液;次日細(xì)胞貼壁后,棄去培養(yǎng)液,加藥組沿孔壁小心加入2 mL 含最佳濃度龍血素A培養(yǎng)基溶液,對(duì)照組只加入2 mL 的完全培養(yǎng)基,每組設(shè)置3個(gè)復(fù)孔,置CO2 培養(yǎng)箱中繼續(xù)培養(yǎng),目的是為了確定最佳作用時(shí)間;分別通過細(xì)胞收集、細(xì)胞洗滌、乙醇固定、細(xì)胞重懸及染色;最后采用流式細(xì)胞儀進(jìn)行檢測(cè)。
1.4 蛋白質(zhì)印跡法(Western blot) 檢測(cè)Akt /NF-KB 通路因子(Akt、磷酸化Akt、核蛋白NF-KB) 以及Bax、Bcl-2 蛋白表達(dá) 取對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的細(xì)胞,以1×105 個(gè)/mL 的密度接種于六孔板,每孔加入2 mL 的細(xì)胞懸液;次日細(xì)胞貼壁后,棄去培養(yǎng)液,實(shí)驗(yàn)組沿孔壁小心加入2 mL 含最佳濃度龍血素A培養(yǎng)基溶液,對(duì)照組只加入2 ml 的完全培養(yǎng)基,每組設(shè)置3個(gè)復(fù)孔,置CO2 培養(yǎng)箱中繼續(xù)培養(yǎng)最佳作用時(shí)間;進(jìn)行細(xì)胞總蛋白的提取、蛋白濃度測(cè)定、SDS-PAGE 電泳、Westernblot 測(cè)定。檢測(cè)與細(xì)胞凋亡有關(guān)Akt /NF-KB 通路的蛋白:Akt、磷酸化Akt、核蛋白NF-KB、Bax、Bcl2 表達(dá)情況。
1.5 觀察指標(biāo) 觀察不同濃度干預(yù)后在不同時(shí)間點(diǎn)的細(xì)胞增殖率、細(xì)胞凋亡率、Akt /NF-KB 通路因子(Akt、p-Akt、核蛋白NF-KB) 及凋亡蛋白(Bcl-2、Bax) 表達(dá)。
1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 實(shí)驗(yàn)每組重復(fù)3 次,結(jié)果均采用SPSS22.0 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,定量數(shù)據(jù)用x±s 形式表示,兩樣本均數(shù)的比較采用t 檢驗(yàn),多樣本均數(shù)的比較采用方差分析,檢驗(yàn)水準(zhǔn)為P<0.05。
2 結(jié)果
2.1 細(xì)胞增殖變化 同時(shí)間點(diǎn),不同濃度藥物干預(yù)后細(xì)胞增殖明顯發(fā)生變化,藥物濃度為60 μmol/L 時(shí),細(xì)胞增殖率明顯下降(P<0.05),并且呈現(xiàn)一定濃度劑量依賴性;相同濃度下,不同時(shí)間點(diǎn)藥物干預(yù)后,隨著時(shí)間的延長(zhǎng),細(xì)胞增殖率明顯下降(P<0.05),即24 h(48 h) 后,細(xì)胞增殖明顯下降?;诖?,后續(xù)實(shí)驗(yàn)均采用60 μmol/L 進(jìn)行干預(yù),均干預(yù)24 h(48 h),開始檢測(cè)后續(xù)實(shí)驗(yàn)指標(biāo)。詳見表1。
2.2 細(xì)胞凋亡 與對(duì)照組進(jìn)行比較,實(shí)驗(yàn)組細(xì)胞凋亡率明顯更低(P<0.05)。詳見圖1。
2.3 龍血素A 對(duì)骨肉瘤MG63 細(xì)胞增殖、凋亡的作用機(jī)制與Akt /NF-KB 通路有關(guān) 與對(duì)照組比較,實(shí)驗(yàn)組p-Akt、核蛋白NF-KB、Bcl-2 蛋白表達(dá)均明顯更低,Bax 蛋白表達(dá)明顯更高,差異顯著(P<0.05),兩組Akt 蛋白表達(dá)比較,差異不顯著(P>0.05)。詳見表2、圖2。
3 討論
本次研究主要探討龍血素A 對(duì)骨肉瘤MG63 細(xì)胞增殖、凋亡的作用及可能存在的分子機(jī)制,首先為了確定龍血素A最佳的干預(yù)濃度,分別采用不同濃度0、15、30、60、90、120 μmol/L 龍血素A 進(jìn)行干預(yù),觀察不同濃度對(duì)骨肉瘤MG63 細(xì)胞增殖的影響,以及同種濃度下,不同干預(yù)時(shí)間細(xì)胞增殖的變化,研究結(jié)果顯示,60 μmol/L 龍血素A 干預(yù)后,細(xì)胞增殖率明顯下降,并且與90、120 μmol/L 龍血素A 比較,無顯著差異,表明龍血素A 作為骨肉瘤患者新型藥物,具有一定應(yīng)用前景[5]。進(jìn)一步觀察60 μmol/L 龍血素A 干預(yù)后,骨肉瘤MG63 細(xì)胞凋亡情況,發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)組細(xì)胞凋亡率明顯低于對(duì)照組,提示龍血素A 藥物能夠明顯促進(jìn)骨肉瘤MG63 細(xì)胞凋亡[6]。進(jìn)一步探討其可能存在的分子機(jī)制,研究發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)組Akt /NF-KB 通路因子出現(xiàn)明顯變化,實(shí)驗(yàn)組p-Akt、核蛋白NF-KB、Bcl-2 蛋白表達(dá)均明顯更低,Bax 蛋白表達(dá)明顯更高,提示龍血素A 主要通過抑制Akt /NF-KB 通路從而發(fā)揮對(duì)骨肉瘤細(xì)胞增殖的抑制作用及進(jìn)一步誘導(dǎo)細(xì)胞的凋亡[7-8]。Akt /NF-KB 通路可以作為骨肉瘤作用靶點(diǎn)之一。
綜上所述,龍血素A 能夠明顯抑制骨肉瘤MG63 細(xì)胞增殖過程,同時(shí)進(jìn)一步誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡,其主要的分子機(jī)制為龍血素A 通過抑制Akt /NF-KB 通路活性,磷酸化Akt,下調(diào)核蛋白NF-KB 表達(dá),上調(diào)Bax 蛋白表達(dá),下調(diào)Bcl-2 蛋白表達(dá),最終抑制骨肉瘤MG63 細(xì)胞增殖,以及誘導(dǎo)MG63 細(xì)胞凋亡。