樊燕青,孫蘭池,李大鵬
(1.昆明醫(yī)科大學(xué),云南 昆明650500; 2.大同市第三人民醫(yī)院口腔科,山西 大同 037000)
舌鱗狀細(xì)胞癌是常見(jiàn)的惡性腫瘤,約占口腔惡性腫瘤的40%[1]。舌鱗狀細(xì)胞癌惡性程度高,浸潤(rùn)性強(qiáng),易發(fā)生淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移。目前,舌鱗狀細(xì)胞癌的治療主要采取以手術(shù)為主的綜合治療,但患者預(yù)后較差,5 年生存率低[2],因此,尋找用于治療舌鱗狀細(xì)胞癌的新藥具有積極意義。茯苓酸(pachymic acid,PA)是中藥茯苓的主要活性成分,具有抗氧化、抗炎、抗腫瘤等功效[3]。近年來(lái),茯苓酸的抗腫瘤作用備受關(guān)注。研究顯示,茯苓酸可抑制腎癌、胃癌、膀胱癌等腫瘤中細(xì)胞增殖、遷移和侵襲,并誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡[4?6]。然而,茯苓酸在舌鱗狀細(xì)胞癌的作用及其調(diào)控機(jī)制還未知。本研究以舌鱗狀細(xì)胞癌CAL?27 細(xì)胞為研究對(duì)象,主要探討了茯苓酸對(duì)CAL?27 細(xì)胞增殖、凋亡、細(xì)胞周期的影響及。
1.1 細(xì)胞和試劑 茯苓酸,貨號(hào)MR80187,純度≥98%,20 mg/支,上海銘睿生物科技有限公司(準(zhǔn)確稱取0.529 mg茯苓酸于10 mL 量瓶中,加入10 μL 二甲基亞砜,茯苓酸溶解后超純水定容至10 mL,配制為100 μmol/L 母液,使用時(shí)培養(yǎng)基稀釋為所需濃度)。DMSO,國(guó)藥編號(hào)30072418,國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司(取10 μL DMSO用超純水定容至10 mL,配制1%DMSO 溶液,使用時(shí)用培養(yǎng)基稀釋10 倍)。舌鱗狀細(xì)胞癌細(xì)胞CAL?27,中國(guó)科學(xué)院上海細(xì)胞庫(kù);胎牛血清(FBS,批號(hào)20190510)、RPMI 1640 培養(yǎng)基(批號(hào)20190311)、膜聯(lián)蛋白V(Annexin V)?異硫氰酸熒光素(FITC)/碘化丙啶(PI)細(xì)胞凋亡試劑盒(批號(hào)20190421)、細(xì)胞周期試劑盒(批號(hào)201900324)和二喹啉甲酸(BCA)蛋白檢測(cè)試劑盒(批號(hào)20190329),北京索萊寶生物科技有限公司;四甲基噻唑藍(lán)(MTT)和胰蛋白酶,美國(guó)Sigma 公司;LipofectamineTM2000 試劑盒,美國(guó)Invitrogen 公司;兔抗人細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶Ⅱ(CDK2,批號(hào)20190225)、細(xì)胞周期蛋白D1(CyclinD1,批號(hào)20181229)、活化的半胱天冬酶?3(Cleaved caspase?3,批號(hào)20181225)和CXC 趨化因子受體4(CXCR4,批號(hào)20190123)多克隆抗體,武漢博士德生物工程有限公司;活化的多聚ADP 核糖多聚糖(Cleaved PARP)抗體,批號(hào)20190126,武漢三鷹生物技術(shù)有限公司)。
1.2 方法
1.2.1 CAL?27 細(xì)胞培養(yǎng)和轉(zhuǎn)染 復(fù)蘇CAL?27 細(xì)胞,用含10% FBS 的RPMI 1640 培養(yǎng)基培養(yǎng)CAL?27 細(xì)胞。取對(duì)數(shù)期CAL?27 細(xì)胞接種至6 孔板中(1.0×105/孔),培養(yǎng)24 h 后棄培養(yǎng)基。利用LipofectamineTM2000 試劑盒,分別轉(zhuǎn)染CXCR4 過(guò)表達(dá)載體(pcDNA?CXCR4)及空載體(pcDNA)至CAL?27 細(xì)胞。轉(zhuǎn)染12 h 后,棄培養(yǎng)液,重新加含10%FBS 的RPMI 1640 培養(yǎng)基。再培養(yǎng)24 h,收集細(xì)胞用于后續(xù)實(shí)驗(yàn)。
1.2.2 MTT 檢測(cè)細(xì)胞增殖 CAL?27 細(xì)胞或轉(zhuǎn)染pcDNA?CXCR4、pcDNA 的CAL?27 細(xì)胞均接種于96 孔板中(1.0×104個(gè)),培養(yǎng)12 h 后分組處理。CAL?27 細(xì)胞分為空白組、0.1% DMSO 組、茯苓酸2 μmol/L 組、茯苓酸4 μmol/L 組和茯苓酸8 μmol/L 組,其中空白組細(xì)胞用常規(guī)培養(yǎng)基干預(yù)48 h,0.1% DMSO 組細(xì)胞用含0.1% DMSO 的培養(yǎng)基干預(yù)48 h,茯苓酸2 μmol/L 組、茯苓酸4 μmol/L 組、茯苓酸8 μmol/L組細(xì)胞分別用含2、4、8 μmol/L[7]茯苓酸的培養(yǎng)基干預(yù)48 h。轉(zhuǎn)染pcDNA?CXCR4、pcDNA 的CAL?27 細(xì)胞均用含8 μmol/L 茯苓酸的培養(yǎng)基干預(yù)48 h,并分別記為茯苓酸+pcDNA?CXCR4 組、茯苓酸+pcDNA 組。培養(yǎng)結(jié)束后,每孔加20 μL MTT(5 mg/mL)。孵育4 h 后,棄培養(yǎng)基,加150 μL DMSO,混合均勻,于酶標(biāo)儀490 nm 處測(cè)OD。細(xì)胞存活率=(OD實(shí)驗(yàn)組/OD對(duì)照組)×100%。
1.2.3 流式細(xì)胞儀檢測(cè)細(xì)胞凋亡 CAL?27 細(xì)胞或轉(zhuǎn)染pcDNA?CXCR4、pcDNA 的CAL?27 細(xì)胞接種于24 孔板中(2.5×104個(gè)),培養(yǎng)12 h 后,按照“1.2.2”分組處理。培養(yǎng)結(jié)束后,棄培養(yǎng)基,收集各組細(xì)胞。用磷酸鹽緩沖液(PBS)清洗2 次后,加500 μL 結(jié)合緩沖液,重懸細(xì)胞。加10 μL Annexin V?FITC,室溫避光孵育10 min。再加5 μL PI,室溫避光孵育5 min 后,上流式細(xì)胞儀檢測(cè)細(xì)胞凋亡。
1.2.4 流式細(xì)胞儀檢測(cè)細(xì)胞周期 CAL?27 細(xì)胞或轉(zhuǎn)染pcDNA?CXCR4、pcDNA 的CAL?27 細(xì)胞接種于24 孔板中(2.5×104個(gè)),培養(yǎng)12 h 后按“1.2.2”項(xiàng)下方法分組處理,培養(yǎng)結(jié)束后棄培養(yǎng)基,收集各組細(xì)胞。用PBS 液清洗2 次后,加70% 乙醇4 ℃固定24 h,離心(2 000 r/min、5 min),棄上清,加PBS 重懸細(xì)胞,離心(2 000 r/min、5 min),棄上清,加100 μL RNase A 重懸細(xì)胞,37 ℃水浴30 min 后,加400 μL PI,4 ℃避光孵30 min,用流式細(xì)胞儀檢測(cè)細(xì)胞周期。
1.2.5 Western blot 法檢測(cè) 細(xì)胞中 CyclinD1、CDK2、Cleaved PARP、Cleaved caspase?3 和CXCR4 蛋白表 達(dá)CAL?27 細(xì)胞或轉(zhuǎn)染pcDNA?CXCR4、pcDNA 的CAL?27 細(xì)胞接種于24 孔板中(2.5×104個(gè)),培養(yǎng)12 h 后按“1.2.2”項(xiàng)下方法分組處理,培養(yǎng)結(jié)束后棄培養(yǎng)基,收集各組細(xì)胞。用RIPA 蛋白裂解液提取細(xì)胞中總蛋白,經(jīng)BCA 法定量、行十二烷基磺酸鈉?聚丙烯酰胺凝膠電泳、轉(zhuǎn)膜及封閉后,分別用CyclinD1(1 ∶ 500)、CDK2(1 ∶ 500)、Cleaved PARP(1 ∶1 000)、Cleaved caspase?3(1 ∶1 000)、CXCR4(1 ∶1 000)和β?actin(1 ∶1 000)一抗4 ℃孵育過(guò)夜。洗膜后,再用加入辣根過(guò)氧化酶標(biāo)記的二抗IgG(1 ∶2 000)37 ℃孵育1 h。滴加顯影液,避光顯影后,曝光拍照,Image J 軟件分析目的蛋白相對(duì)于β?actin 的表達(dá)。
1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 利用SPSS 22.0 軟件分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。計(jì)量資料以()表示,多組間比較采用單因素方差分析,兩兩比較采用SNK 檢驗(yàn)。P<0.05 表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1 不同濃度茯苓酸對(duì)舌鱗狀細(xì)胞癌CAL?27 細(xì)胞增殖的影響 由表1 可見(jiàn),與空白組比較,0.1% DMSO 組舌鱗狀細(xì)胞癌CAL?27 細(xì)胞存活率無(wú)變化(P>0.05);與0.1%DMSO 組比較,不同劑量茯苓酸組舌鱗狀細(xì)胞癌CAL?27 細(xì)胞存活率降低(P<0.05)。
表1 不同濃度的茯苓酸對(duì)CAL?27 細(xì)胞增殖的影響(, n=9)
表1 不同濃度的茯苓酸對(duì)CAL?27 細(xì)胞增殖的影響(, n=9)
注:與0.1% DMSO 組比較,*P<0.05。
2.2 不同濃度的茯苓酸對(duì)舌鱗狀細(xì)胞癌CAL?27 細(xì)胞凋亡的影響 由圖1、表2 可見(jiàn),與空白組比較,0.1% DMSO組舌鱗狀細(xì)胞癌CAL?27 細(xì)胞凋亡率、Cleaved PARP 和Cleaved caspase?3 蛋白表達(dá)無(wú)變化(P>0.05);與0.1%DMSO 組比較,不同劑量茯苓酸組舌鱗狀細(xì)胞癌CAL?27 細(xì)胞凋亡率、Cleaved PARP 和Cleaved caspase?3 蛋白表達(dá)升高(P<0.05)。
表2 不同濃度的茯苓酸對(duì)CAL?27 細(xì)胞凋亡的影響(, n=9)
注:與0.1%DMSO 組比較,*P<0.05。
圖1 不同濃度的茯苓酸對(duì)CAL?27 細(xì)胞凋亡和Cleaved caspase?3、Cleaved PARP 蛋白表達(dá)的影響
2.3 不同濃度的茯苓酸對(duì)舌鱗狀細(xì)胞癌CAL?27 細(xì)胞周期的影響 由圖2、圖3、表3 可見(jiàn),與空白組比較,0.1%DMSO 組CAL?27 細(xì)胞G0?G1 期、S 期、G2?M 期細(xì)胞數(shù)及CyclinD1 和CDK2 蛋白水平無(wú)明顯變化(P>0.05);與0.1% DMSO 組比較,不同劑量茯苓酸組G0?G1 期細(xì)胞數(shù)升高(P<0.05),S 期和G2?M 期細(xì)胞數(shù)降低(P<0.05),CyclinD1 和CDK2 蛋白表達(dá)降低(P<0.05)。
表3 不同濃度的茯苓酸對(duì)CAL?27 細(xì)胞周期的影響(, n=9)
表3 不同濃度的茯苓酸對(duì)CAL?27 細(xì)胞周期的影響(, n=9)
注:與0.1%DMSO 組比較,*P<0.05。
圖2 不同濃度的茯苓酸對(duì)CAL?27 細(xì)胞中CyclinD1 和CDK2 蛋白表達(dá)的影響
圖3 不同濃度的茯苓酸對(duì)CAL?27 細(xì)胞周期的檢測(cè)
2.4 不同濃度的茯苓酸對(duì)舌鱗狀細(xì)胞癌CAL?27 細(xì)胞CXCR4 表達(dá)的影響 由圖4、表4 可見(jiàn),與空白組比較,0.1% DMSO 組舌鱗狀細(xì)胞癌CAL?27 細(xì)胞中CXCR4 蛋白表達(dá)無(wú)變化(P>0.05)。與0.1% DMSO 組比較,不同劑量茯苓酸組舌鱗狀細(xì)胞CAL?27 細(xì)胞中CXCR4 蛋白表達(dá)降低(P<0.05)。
表4 不同濃度的茯苓酸對(duì)CAL?27 細(xì)胞CXCR4 表達(dá)的影響(, n=9)
表4 不同濃度的茯苓酸對(duì)CAL?27 細(xì)胞CXCR4 表達(dá)的影響(, n=9)
注:與0.1%DMSO 組比較,*P<0.05。
圖4 不同濃度的茯苓酸對(duì)CAL?27 細(xì)胞中CXCR4 蛋白表達(dá)的影響
2.5 過(guò)表達(dá)CXCR4 降低茯苓酸對(duì)舌鱗狀細(xì)胞癌CAL?27 細(xì)胞增殖和細(xì)胞周期的影響 由圖5、圖6、表5 可見(jiàn),與茯苓酸+pcDNA 組比較,茯苓酸+pcDNA?CXCR4 組CAL?27 細(xì)胞CXCR4 蛋白表達(dá)和細(xì)胞存活率升高(P<0.05),G0?G1 期細(xì)胞數(shù)降低(P<0.05),S 期和G2?M 期細(xì)胞數(shù)升高(P<0.05),CyclinD1 和CDK2 的蛋白表達(dá)升高(P<0.05)。
表5 茯苓酸對(duì)過(guò)表達(dá)CXCR4 的CAL?27 細(xì)胞增殖和細(xì)胞周期的影響(, n=9)
表5 茯苓酸對(duì)過(guò)表達(dá)CXCR4 的CAL?27 細(xì)胞增殖和細(xì)胞周期的影響(, n=9)
注:與0.1% DMSO 組比較,*P<0.05;與茯苓酸+pcDNA 組比較,#P<0.05。
圖5 茯苓酸對(duì)過(guò)表達(dá)CXCR4 的CAL?27細(xì)胞中CXCR4 蛋白表達(dá)的影響
圖6 茯苓酸對(duì)過(guò)表達(dá)CXCR4 的CAL?27 細(xì)胞周期的影響
2.6 過(guò)表達(dá)CXCR4 降低茯苓酸促進(jìn)舌鱗狀細(xì)胞癌CAL?27細(xì)胞凋亡 由圖7、表6 可見(jiàn),與茯苓酸+pcDNA 組比較,茯苓酸+pcDNA? CXCR4 組舌鱗狀細(xì)胞癌CAL?27 細(xì)胞凋亡率、Cleaved PARP 和Cleaved caspase?3 蛋白表達(dá)降低(P<0.05)。
圖7 茯苓酸對(duì)過(guò)表達(dá)CXCR4 的CAL?27 細(xì)胞凋亡及Cleaved caspase?3 和Cleaved PARP 蛋白表達(dá)的影響
表6 茯苓酸對(duì)過(guò)表達(dá)CXCR4 的CAL?27 細(xì)胞凋亡的影響(, n=9)
表6 茯苓酸對(duì)過(guò)表達(dá)CXCR4 的CAL?27 細(xì)胞凋亡的影響(, n=9)
注:與0.1%+DMSO 組比較,*P<0.05;與茯苓酸+pcDNA 組比較,#P<0.05。
舌鱗狀細(xì)胞癌具有較高的發(fā)病率,且易發(fā)生轉(zhuǎn)移[8]。目前,舌鱗狀細(xì)胞癌以手術(shù)治療為主,但多數(shù)患者術(shù)后存在面容改變及部分顏面功能喪失的情況,生活質(zhì)量受到影響。舌鱗狀細(xì)胞癌的發(fā)生發(fā)展是一個(gè)多因素、多階段、多基因的復(fù)雜過(guò)程。細(xì)胞的異常增殖和凋亡在腫瘤的發(fā)生發(fā)展中起重要作用,因此,尋找抑制腫瘤細(xì)胞增殖和誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡的藥物對(duì)于治療舌鱗狀細(xì)胞癌及改善患者預(yù)后均具有重要意義。
茯苓酸是茯苓的主要活性成分,其抗腫瘤作用受到廣泛作用。研究顯示,茯苓酸可抑制胃癌SGC?7901 細(xì)胞的活力,誘導(dǎo)SGC?7901 細(xì)胞的G0- G1細(xì)胞周期阻滯和細(xì)胞凋亡,具有一定的抗胃癌作用[9]。本研究顯示,茯苓酸作用舌鱗狀細(xì)胞癌CAL?27 細(xì)胞后,CAL?27 細(xì)胞存活率降低,G0?G1期細(xì)胞數(shù)增加,而S 期和G2?M 期細(xì)胞數(shù)降低,這說(shuō)明茯苓酸可阻滯CAL?27 細(xì)胞周期進(jìn)程,抑制細(xì)胞增殖。此外,茯苓酸作用CAL?27 細(xì)胞后,細(xì)胞凋亡率明顯升高,說(shuō)明茯苓酸可誘導(dǎo)CAL?27 細(xì)胞凋亡。上述結(jié)果說(shuō)明茯苓酸也發(fā)揮抗舌鱗狀細(xì)胞癌的作用,是治療舌鱗狀細(xì)胞癌的潛在藥物。
細(xì)胞增殖受細(xì)胞周期蛋白(Cyclin)、細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶(CDK)的調(diào)控[10]。CyclinD1 可促進(jìn)細(xì)胞周期由G1期向S 期轉(zhuǎn)變,縮短細(xì)胞周期,加速細(xì)胞增殖[11]。CDK2 與相應(yīng)的Cyclin 結(jié)合后被激活,使細(xì)胞通過(guò)G1/S 期檢驗(yàn)點(diǎn)并進(jìn)入S 期。誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡是腫瘤治療的一種途徑。PARP 是一類蛋白質(zhì)翻譯修飾酶,參與調(diào)控細(xì)胞凋亡[12]。PARP 被過(guò)度激活時(shí),可引起細(xì)胞能量耗竭進(jìn)而引起細(xì)胞凋亡[13]。caspase 級(jí)聯(lián)反 應(yīng)參與 細(xì)胞凋 亡,caspase?3 是caspase 級(jí)聯(lián)反應(yīng)的關(guān)鍵調(diào)控分子,其被活化后執(zhí)行細(xì)胞凋亡。本研究顯示,茯苓酸作用CAL?27 細(xì)胞后,細(xì)胞中CyclinD1 和CDK2 蛋白表 達(dá)降低,而Cleaved PARP 和Cleaved caspase?3 蛋白表達(dá)升高,說(shuō)明茯苓酸可通過(guò)調(diào)控CyclinD1、CDK2 及Cleaved PARP 和Cleaved caspase?3 蛋白表達(dá)抑制舌鱗狀細(xì)胞癌細(xì)胞增殖,并誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。
CXCR4 是典型的G 蛋白偶聯(lián)受體,與子宮內(nèi)膜癌、胃癌、乳腺癌等多種腫瘤的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)[14?16]。Duan等[17]研究顯示,沉默CXCR4 表達(dá)可在體外阻礙舌鱗狀細(xì)胞癌細(xì)胞遷移和侵襲,并誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡,且在體內(nèi)通過(guò)抑制基質(zhì)金屬蛋白酶2/9 的蛋白表達(dá)、促進(jìn)E?鈣粘蛋白表達(dá)進(jìn)而抑制腫瘤轉(zhuǎn)移。孫小英等[18]研究顯示,舌鱗狀細(xì)胞癌組織中CXCR4 蛋白表達(dá)高于癌旁組織,上調(diào)CXCR4 表達(dá)可增強(qiáng)舌鱗狀細(xì)胞癌細(xì)胞Tca8113 的增殖、侵襲和遷移能力。為了進(jìn)一步探討茯苓酸發(fā)揮抗舌鱗狀細(xì)胞癌的作用機(jī)制,本研究首先檢測(cè)了茯苓酸對(duì)CAL?27 細(xì)胞中CXCR4 蛋白表達(dá)的影響,結(jié)果顯示,茯苓酸可降低CAL?27 細(xì)胞中CXCR4 蛋白表達(dá),而過(guò)表達(dá)CAL?27 細(xì)胞中CXCR4 后,茯苓酸對(duì)CAL?27 細(xì)胞增殖、凋亡及細(xì)胞周期的影響降低,提示茯苓酸通過(guò)下調(diào)CAL?27 細(xì)胞中CXCR4 表達(dá)發(fā)揮抗舌鱗狀細(xì)胞癌作用。
綜上所述,茯苓酸可抑制舌鱗狀細(xì)胞癌細(xì)胞CAL?27 增殖,誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡,阻滯細(xì)胞周期進(jìn)程,其作用機(jī)制與下調(diào)細(xì)胞中CXCR4 表達(dá)有關(guān)。本研究尚存在不足之處,僅在細(xì)胞層面初步探討了茯苓酸對(duì)舌鱗狀細(xì)胞癌細(xì)胞增殖、凋亡及細(xì)胞周期的影響,接下來(lái)本研究將通過(guò)動(dòng)物模型實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步探討茯苓酸對(duì)舌鱗狀細(xì)胞癌腫瘤生長(zhǎng)的影響及作用機(jī)制。