王 順 劉桃源 李 昂 衣同輝 潘洪明 李淑艷
齊齊哈爾醫(yī)學(xué)院醫(yī)學(xué)技術(shù)學(xué)院,黑龍江齊齊哈爾 161006
肝癌是一種惡性腫瘤,在全球惡性腫瘤發(fā)病中排名第六位,5年生存率僅為18%[1],肝細(xì)胞癌占原發(fā)性肝癌4/5[2]。肝細(xì)胞癌起病隱匿,臨床癥狀不明顯,多數(shù)患者確診已屬于中晚期[3]。傳統(tǒng)的手術(shù)、放療和化療等的治療效果均不理想,同時(shí)傳統(tǒng)的化療藥物副作用大,易出現(xiàn)多藥耐藥性,因此,探索高效低毒的抗腫瘤新藥是醫(yī)藥研究的首要任務(wù)。生物活性肽廣泛存在于自然界的生命體中,包括細(xì)菌、植物、無(wú)脊椎動(dòng)物及脊椎動(dòng)物中[4]。生物活性肽具有抗菌、抗癌和免疫調(diào)節(jié)等功能[5],分子量相對(duì)較大的生物活性肽提純及合成難度大,副作用也大。因此,研發(fā)分子量小、具有高特異性、高效性、低毒性的抗癌生物活性肽成為近年來(lái)生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)[6-7]。腫瘤抑素是膠原蛋白Ⅳα3鏈非膠原區(qū)域的生物活性多肽片段[8],腫瘤抑素靠近C 端的第185~203 位氨基酸之間的區(qū)域稱為腫瘤抑素19 肽。研究發(fā)現(xiàn)[9],19 肽能抑制新生血管形成,誘導(dǎo)黑色素瘤等細(xì)胞凋亡,對(duì)低分化SGC-7901胃癌細(xì)胞、HepG2 肝癌細(xì)胞也有抑制增殖作用[10-11]。但19 肽對(duì)肝癌SK-Hep-1 細(xì)胞的增殖、凋亡及轉(zhuǎn)移能力的影響還未見(jiàn)報(bào)道。本課題研究19 肽對(duì)SK-Hep-1細(xì)胞增殖能力和凋亡作用的影響,探討19 肽對(duì)SKHep-1 細(xì)胞轉(zhuǎn)移能力的影響,為肝癌的生物治療提供臨床應(yīng)用的理論依據(jù)。
肝癌細(xì)胞株SK-Hep-1 購(gòu)自中科院細(xì)胞庫(kù),胎牛血清購(gòu)自Biosharp 公司;腫瘤抑素19 肽購(gòu)自安徽國(guó)肽生物科技有限公司;DMEM-H 培養(yǎng)基購(gòu)自Gibco公司;CCK-8 試劑盒購(gòu)自南京碧云天生物技術(shù)公司;Annexin Ⅴ-FITC/PI 試劑盒購(gòu)自北京博奧森生物技術(shù)有限公司;DAPI 熒光染料購(gòu)自北京索萊寶生物科技有限公司。
1.2.1 19 肽對(duì)SK-Hep-1 細(xì)胞增殖能力的影響 SKHep-1用含10%胎牛血清的DMEM-H 培養(yǎng)基在37℃,5%的CO2培養(yǎng)箱中常規(guī)培養(yǎng)。待細(xì)胞融合度90%以上時(shí),用0.25%胰酶消化,計(jì)數(shù),調(diào)整細(xì)胞密度為1×104個(gè)/ml,每孔100 μl 接種于96 孔板中培養(yǎng)。向各孔中加入19 肽(濃度分別為0、50、100、150、200、250 μg/ml,每個(gè)濃度設(shè)3 個(gè)復(fù)孔)。分別培養(yǎng)24、48 h后,在450 nm 波長(zhǎng)測(cè)吸光度值。通過(guò)計(jì)算半數(shù)抑制濃度(half maximal inhibitory concentration,IC50),篩選出19 肽最佳作用濃度。
1.2.2 DAPI 染色觀察SK-Hep-1 細(xì)胞凋亡的形態(tài)學(xué)變化 19 肽處理細(xì)胞同“1.2.1 項(xiàng)”。細(xì)胞按1×106個(gè)/孔,接種于6 孔板,待細(xì)胞貼壁后培養(yǎng)24 h,用PBS 洗1次,每孔加4%多聚甲醛溶液,置-20℃固定20 min,PBS洗2 次,加DAPI 染液室內(nèi)避光染色10 min,PBS洗2次,鏡下340 nm 波長(zhǎng)激發(fā)熒光,熒光顯微鏡下觀察各組細(xì)胞形態(tài)變化。
1.2.3 流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)細(xì)胞凋亡率 細(xì)胞處理同“1.2.1項(xiàng)”,按1×106個(gè)/孔/3 ml,接種于6 孔板,待細(xì)胞貼壁后培養(yǎng)24 h,用PBS 洗2 次,加入100 μl 膜聯(lián)蛋白結(jié)合緩沖液重懸細(xì)胞,加入5 μl AnnexinⅤ-FITC 和5 μl PIstaining solution,混均室溫避光孵育10 min,染色完成后,加入400 μl 膜聯(lián)蛋白結(jié)合緩沖液,混勻,用流式細(xì)胞儀在488 nm 激發(fā)波長(zhǎng)、530 nm 發(fā)射波長(zhǎng)下檢測(cè)。
采用統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件Graphpad 8.0 進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,定量資料采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(±s),組間比較采用t 檢驗(yàn),以P<0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
0、50、100、150、200、250 μg/ml 濃度的19 肽作用SK-Hep-1 細(xì)胞24 h 后細(xì)胞存活率分別為(100.00±1.80)%、(95.64±1.92)%、(82.18±1.67)%、(68.43±1.39)%、(46.74±1.35)%、(42.49±1.85)%。作用48 h 后細(xì)胞存活率分別為(100.00±1.80)%、(87.27±1.96)%、(66.32±1.74)%、(58.78±1.94)%、(40.40±1.44)%、(22.15±1.51)%。細(xì)胞增殖活性明顯受到抑制。19肽作用24 h 的IC50為200.00 μg/ml(圖1)。
圖1 19 肽對(duì)SK-Hep-1 細(xì)胞增殖活性的抑制作用
如圖2 所示(封三),19 肽為0 μg/ml 時(shí),SK-Hep-1細(xì)胞大部分染色均勻,呈藍(lán)色,細(xì)胞未發(fā)生凋亡。與0 μg/ml 相比,50、100、150、200、250 μg/ml 濃度 的19肽作用24 h 后,部分細(xì)胞呈亮藍(lán)色,細(xì)胞核出現(xiàn)濃縮、破裂、碎塊狀致密濃染或帽點(diǎn)狀凋亡形態(tài),隨著藥物濃度增加,細(xì)胞凋亡比率增高。
0、100、150、200、250 μg/ml 的19 肽作用SK-Hep-1細(xì)胞24 h 后,凋亡率分別為(13.15±0.42)%、(13.87±0.64)%、(17.15±0.68)%、(26.84±0.40)%、(32.24±0.41)%。細(xì)胞凋亡率隨著19 肽濃度的增高而增加(圖3)。
圖3 19 肽對(duì)Sk-hep-1 細(xì)胞凋亡率的影響
肝癌是一種惡性腫瘤,在我國(guó)發(fā)病率和致死率相當(dāng)[12],其治療方法以手術(shù)、放療、靶向及小分子化學(xué)藥物為主,手術(shù)后復(fù)發(fā)率和轉(zhuǎn)移率高,放療和化療又存在特異性和敏感性差等問(wèn)題[13]。而生物活性肽具有多種生理功能,如抗氧化、抗增殖和免疫功能等作用[14],生物活性肽的這些活性具有抗癌潛力,有利于癌癥治療研究。腫瘤抑素是一種生物活性肽,具有抑制腫瘤新生血管生成、抑制腫瘤細(xì)胞增殖、誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡的作用,但存在分子量大,相對(duì)副作用也大,以及存在難以提取或者合成等問(wèn)題[15]。腫瘤抑素19 肽是通過(guò)肽的固相合成技術(shù)對(duì)腫瘤抑素進(jìn)行改造修飾的小分子多肽,能夠顯著抑制腫瘤細(xì)胞的增殖。本研究探討19 肽對(duì)SK-Hep-1 細(xì)胞的抑制作用及機(jī)制,結(jié)果顯示CCK-8 實(shí)驗(yàn)中,在24 h 的SK-Hep-1 細(xì)胞增殖活性檢測(cè)中,發(fā)現(xiàn)19 肽濃度為0~100 μg/ml 時(shí),細(xì)胞存活率下降趨勢(shì)較為平緩;19 肽濃度處于100~250 μg/ml 時(shí),細(xì)胞存活率下降較陡直,提示隨著19肽濃度的增加,肝癌SK-Hep-1 細(xì)胞的存活率逐漸降低。表明0~100 μg/ml 為平緩期,細(xì)胞對(duì)19 肽耐受;濃度在150~250 μg/ml 時(shí),19 肽抑制SK-Hep-1細(xì)胞的增殖能力逐漸增強(qiáng)。另外,賀巖[10]動(dòng)態(tài)觀察到19 肽對(duì)胃癌細(xì)胞的增殖有抑制作用,表明19 肽具有抑制消化道腫瘤細(xì)胞增殖的作用。
凋亡在維持細(xì)胞穩(wěn)態(tài)中至關(guān)重要,抗肝癌藥物根除癌細(xì)胞主要通過(guò)誘導(dǎo)細(xì)胞的凋亡來(lái)實(shí)現(xiàn)[16]。本研究DAPI 染色檢測(cè)可見(jiàn),19 肽作用后SK-Hep-1 細(xì)胞的細(xì)胞膜變圓,細(xì)胞核大小不一,出現(xiàn)核內(nèi)部染色質(zhì)聚集、斷裂,形成半月?tīng)罨蛎秉c(diǎn)狀。通過(guò)流式細(xì)胞術(shù)進(jìn)一步研究19 肽對(duì)肝癌SK-Hep-1 細(xì)胞凋亡的影響,結(jié)果表明,隨著19 肽濃度的增加,早期凋亡和晚期凋亡細(xì)胞的概率均增加。19 肽濃度在0~100 μg/ml 時(shí),細(xì)胞的凋亡率變化相對(duì)較?。?2.73%~14.51%);19 肽濃度處于150~250 μg/ml 時(shí),細(xì)胞的凋亡率變化幅度較大(14.51%~32.65%)。推測(cè)SK-Hep-1 細(xì)胞可能對(duì)低濃度的19 肽(0~100 μg/ml)具有耐受性,超過(guò)此范圍,稍微增加劑量就可以顯著增加細(xì)胞的凋亡率。
衣同輝等[11]發(fā)現(xiàn),腫瘤抑素19 肽能協(xié)同人參皂苷Rg3 誘導(dǎo)肝癌HepG2 細(xì)胞的凋亡。兩者聯(lián)合時(shí),減少了人參皂苷Rg3 的用藥劑量,同時(shí)增加了療效??梢?jiàn)19 肽聯(lián)合藥物治療腫瘤能減少化療藥物劑量,對(duì)療效具有正相協(xié)同作用。
綜上所述,19 肽能夠抑制肝癌SK-Hep-1 細(xì)胞的增殖,促進(jìn)其凋亡,今后將進(jìn)一步探討19 肽對(duì)SKHep-1 細(xì)胞轉(zhuǎn)移能力的影響及機(jī)制,以及19 肽與化療藥物聯(lián)合治療腫瘤的效果及機(jī)制。為臨床腫瘤的生物治療提供理論指導(dǎo)。