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        白楊素對舌鱗狀細(xì)胞癌CAL-27細(xì)胞活力、形態(tài)及凋亡的影響

        2021-11-24 10:33:06林晨陽許志亮曾賓華羅艷榮
        局解手術(shù)學(xué)雜志 2021年11期
        關(guān)鍵詞:檢測

        林晨陽,許志亮,曾賓華,羅艷榮

        (中國人民解放軍聯(lián)勤保障部隊(duì)第九○九醫(yī)院耳鼻喉頜面外科,福建 漳州 363000)

        舌鱗狀細(xì)胞癌是一種惡性腫瘤,常發(fā)病于口腔面部,其病因目前尚不清楚。長時(shí)間吸煙喝酒、日常不注意口腔衛(wèi)生、長期異物飲食是需要注意的致病因素。鱗狀細(xì)胞癌具有生長速度快、轉(zhuǎn)移頻率高、容易浸潤等特征,是導(dǎo)致患者病情加重甚至死亡的重要原因[1-2]。因此,研究有效抗鱗狀細(xì)胞癌生長、轉(zhuǎn)移的藥物具有重要意義。白楊素是從傳統(tǒng)天然藥物蜂膠以及中草藥中提取的具有抗炎、抗氧化、抗惡性腫瘤等藥理學(xué)作用的黃酮類化合物[3-4]。體內(nèi)外研究證實(shí),白楊素及其衍生物具有抑制癌細(xì)胞活力、誘導(dǎo)癌細(xì)胞凋亡的作用[5-6]。有研究發(fā)現(xiàn),白楊素具有抑制舌鱗狀細(xì)胞活力以及促進(jìn)細(xì)胞凋亡的作用[7]。因此,本研究從細(xì)胞水平角度進(jìn)行分析,觀察白楊素對舌鱗狀細(xì)胞癌CAL-27細(xì)胞活力、形態(tài)及凋亡的影響,以期為舌鱗狀細(xì)胞癌的診治提供分子基礎(chǔ)方面的參考。

        1 材料與方法

        1.1 藥品與試劑

        人口腔舌鱗狀細(xì)胞CAL-27細(xì)胞系購自上海富盛實(shí)業(yè)有限公司;RPMI 1640培養(yǎng)基購自友康恒業(yè)生物科技(北京)有限公司;白楊素、噻唑藍(lán)溴化四唑(MTT)以及活性Caspase-3抗體購于美國Sigma-Aldrich公司;TUNEL試劑盒、免疫染色固定液(P0098)、PBS磷酸鹽緩沖液、BCA蛋白濃度測定試劑盒購自碧云天生物技術(shù)有限公司;Bcl-2抗體購自美國Santa Cruz Biotechnology公司。

        1.2 MTT法檢測細(xì)胞活力

        將對數(shù)生長期的CAL-27細(xì)胞接種于96孔板,加入不同濃度的白楊素(1.0、2.5、5.0、10.0、15.0、20.0 μmol/L),并設(shè)置不做任何處理的空白對照組及以0.1%DMSO試劑處理的DMSO組,每組設(shè)立5個(gè)復(fù)孔。24 h后,向每孔加入MTT溶液(5 mg/mL,以PBS配制)10 μL繼續(xù)孵育4 h,培養(yǎng)結(jié)束后,將培養(yǎng)上清液小心吸出并丟棄,將0.1% DMSO試劑加入到每孔中,每孔100 μL,振蕩10~15 min,直到結(jié)晶物充分溶解后,開始測定各孔光密度值(OD值)。細(xì)胞生存率=(白楊素各組OD值均數(shù)-空白對照組OD值均數(shù))/(DMSO組OD值均數(shù)-空白對照組OD值均數(shù))×100%。

        1.3 細(xì)胞培養(yǎng)及形態(tài)觀察

        將舌鱗狀細(xì)胞癌CAL-27細(xì)胞系放置于RPMI 1640培養(yǎng)基中,將細(xì)胞濃度調(diào)整為1×106/mL,置于無菌恒溫(37 ℃)培養(yǎng)箱中進(jìn)行培育。將舌鱗狀細(xì)胞癌CAL-27分為空白對照組和白楊素組??瞻讓φ战M采用正常培養(yǎng)液培養(yǎng),不加任何藥物試劑;在MTT實(shí)驗(yàn)中,白楊素的IC50值為10.27 μmol/L,因此,白楊素組細(xì)胞用10.0 μmol/L白楊素連續(xù)處理5 d,記作白楊素組。將空白對照組與白楊素組細(xì)胞放置于細(xì)胞培養(yǎng)箱中培養(yǎng)30 min,然后使用倒置光學(xué)顯微鏡觀察并記錄。

        1.4 TUNEL法檢測細(xì)胞凋亡

        將實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)所用的CAL-27貼壁細(xì)胞接種于載玻片上,藥物處理分組如下:空白對照組、白楊素組(10.0 μmol/L),藥物作用時(shí)間為48 h。用PBS洗滌后,使用細(xì)胞固定劑對細(xì)胞進(jìn)行免疫染色30~60 min,用PBS洗滌,然后添加TUNEL檢測液100 μL,對細(xì)胞進(jìn)行1 h避光培育,用PBS洗滌1次,用抗熒光淬滅封片液封片后在熒光顯微鏡下觀察細(xì)胞凋亡情況。

        1.5 Western blot印跡法檢測Bcl-2及活性Caspase-3蛋白的表達(dá)

        將對數(shù)生長期的CAL-27細(xì)胞接種到6孔板上,藥物處理分組如下:空白對照組、白楊素組(10.0 μmol/L),藥物作用時(shí)間為48 h。將多余培養(yǎng)液全部吸走,PBS預(yù)冷洗滌,在低溫環(huán)境下加入裂解液對細(xì)胞進(jìn)行裂解,充分裂解后,采集細(xì)胞裂解液進(jìn)行離心,提取上清液,使用BCA蛋白定量方法測定蛋白濃度。取相同數(shù)量的蛋白和10% SDS-PAGE進(jìn)行凝膠電泳,60 min后,將凝膠浸于轉(zhuǎn)膜緩沖液10 min后移至PVDF膜,加入封閉劑封閉過夜,加入一抗(1∶1 000),4 ℃孵育過夜,回收一抗,TBST溶液清洗膜3次,每次10 min;然后加入對應(yīng)二抗(1∶2 000)孵育30~60 min,PBS清洗,然后顯影。

        1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

        2 結(jié)果

        2.1 不同濃度白楊素對CAL-27細(xì)胞活力的影響

        MTT試驗(yàn)顯示:CAL-27細(xì)胞經(jīng)不同濃度白楊素(1.0、2.5、5.0、10.0、15.0、20.0 μmol/L)處理24 h后,其細(xì)胞增殖活性被抑制(P<0.05);空白對照組與DMSO組的細(xì)胞增殖能力比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),見圖1。白楊素的IC50值為10.27 μmol/L,故采用濃度為10.0 μmol/L的白楊素用于后續(xù)實(shí)驗(yàn)。

        圖1 各組CAL-27細(xì)胞活力比較

        2.2 細(xì)胞形態(tài)學(xué)改變

        空白對照組,即正常舌細(xì)胞為梭型,較圓潤,分散貼壁生長。白楊素組細(xì)胞較扁,體積明顯增加,核分裂現(xiàn)象較多,48 h后貼壁不佳,視野范圍內(nèi)可見少數(shù)凋亡小體,極少數(shù)細(xì)胞呈現(xiàn)固縮狀態(tài),懸于培養(yǎng)基中(圖2)。

        a:空白對照組;b:白楊素組

        2.3 白楊素對CAL-27細(xì)胞凋亡的影響

        TUNEL法檢測細(xì)胞凋亡發(fā)現(xiàn),10.0 μmol/L白楊素顯著促進(jìn)CAL-27細(xì)胞凋亡(P<0.05),而空白對照組與DMSO組比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),見圖3。

        a:CAL-27細(xì)胞凋亡情況;b:視野內(nèi)陽性細(xì)胞數(shù)統(tǒng)計(jì) *:與空白對照組比較,P<0.05;#:與DMSO組比較,P<0.05

        2.4 白楊素對CAL-27細(xì)胞的Bcl-2及Caspase-3表達(dá)的影響

        Western blot結(jié)果顯示,白楊素可誘導(dǎo)Bcl-2表達(dá)顯著下降及Caspase-3活性表達(dá)顯著上升,但空白對照組與DMSO組比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),見圖4。

        a:Western blot檢測Bcl-2和Caspase-3蛋白表達(dá);b:Caspase-3相對OD值;c:Bcl-2相對OD值 *:與空白對照組比較,P<0.05;#:與DMSO組比較,P<0.05

        3 討論

        舌鱗狀細(xì)胞癌常發(fā)生于人面部,除了手術(shù)切除,暫無其他合適的臨床治療手段,且手術(shù)前后仍需要進(jìn)行持續(xù)的化療和放療。目前,臨床使用的化療、放療不良反應(yīng)大,許多患者在化療、放療過程中需承受巨大痛苦,且治療效果不佳。因此,研究不良反應(yīng)輕、易被大眾接受的抗口腔鱗狀細(xì)胞癌藥物具有重要意義。白楊素是一種黃酮類化合物,具有明顯的抗癌作用[8-11],可通過誘導(dǎo)癌細(xì)胞凋亡等途徑實(shí)現(xiàn)抗癌作用,值得深入研究。

        在細(xì)胞的凋亡機(jī)制中,處于非常核心地位的Caspase系列蛋白酶可以直接參與凋亡細(xì)胞的離散過程。而在細(xì)胞凋亡過程中,活性Caspase-3蛋白的表達(dá)和細(xì)胞凋亡程度緊密相關(guān)[12-15]。Bcl-2蛋白則是另一類凋亡調(diào)控蛋白,與細(xì)胞凋亡也密切相關(guān)[16-19]。謝雅馨等[20]通過體外培養(yǎng)口腔鱗狀細(xì)胞癌KB細(xì)胞研究白楊素對細(xì)胞凋亡的影響,發(fā)現(xiàn)白楊素能夠顯著抑制KB細(xì)胞增殖,誘導(dǎo)其凋亡,且隨著白楊素濃度的增加,其抑制增殖及誘導(dǎo)凋亡的作用也會明顯增強(qiáng),提示白楊素抗口腔鱗狀細(xì)胞癌作用明顯,且其機(jī)制可能與誘導(dǎo)癌細(xì)胞凋亡相關(guān)。

        本研究選取體外人工培養(yǎng)的舌鱗狀細(xì)胞癌CAL-27細(xì)胞作為實(shí)驗(yàn)對象,設(shè)立空白對照組和DMSO組,白楊素組給予CAL-27細(xì)胞不同濃度的白楊素提取物,采用MTT法檢測細(xì)胞的生存率,發(fā)現(xiàn)CAL-27細(xì)胞經(jīng)不同濃度白楊素(1.0、2.5、5.0、10.0、15.0、20.0 μmol/L)處理24 h后,其細(xì)胞增殖活性逐漸被抑制,且濃度越高,被抑制的程度越明顯,說明白楊素會導(dǎo)致CAL-27細(xì)胞活力降低,且具有劑量依賴性;采用倒置光學(xué)顯微鏡觀察CAL-27細(xì)胞形態(tài)發(fā)現(xiàn),空白對照組與白楊素組細(xì)胞有明顯差異,同時(shí)白楊素組出現(xiàn)凋亡小體;TUNEL檢測時(shí)發(fā)現(xiàn)與空白對照組以及DMSO組比較,白楊素組凋亡細(xì)胞顯著增多,說明白楊素可以誘導(dǎo)CAL-27細(xì)胞凋亡;Western blot實(shí)驗(yàn)顯示,白楊素可顯著抑制Bcl-2的表達(dá),增加Caspase-3活性表達(dá),因此,可以初步判斷,白楊素通過影響B(tài)cl-2及Caspase-3活性表達(dá)對舌鱗狀細(xì)胞癌的凋亡產(chǎn)生調(diào)控作用。結(jié)合上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果,本研究初步證明了白楊素可影響舌鱗狀細(xì)胞癌CAL-27細(xì)胞的存活和凋亡,但其具體的作用機(jī)制仍需要進(jìn)一步探討。

        綜上所述,白楊素可抑制舌鱗狀細(xì)胞癌CAL-27細(xì)胞增殖,降低細(xì)胞活力,并通過調(diào)控細(xì)胞凋亡蛋白Bcl-2、Caspase-3表達(dá),促進(jìn)細(xì)胞凋亡。

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