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        基于Nrf2信號通路探討艾迪注射液聯(lián)合GP化療干預(yù)Lewis肺癌小鼠的作用研究

        2022-06-01 03:23:32陳函王柯胡志強馬康汪靜
        關(guān)鍵詞:艾迪注射液肺癌

        陳函 王柯 胡志強 馬康 汪靜

        〔摘要〕 目的 探討艾迪注射液聯(lián)合吉西他濱+順鉑化療干預(yù)Nrf2信號通路對Lewis肺癌小鼠的作用。方法 建立Lewis肺癌小鼠模型40只,隨機分為5組,模型組每天給予生理鹽水0.1 mL/10 g;GP化療組給予順鉑5 mg/kg+吉西他濱50 mg/kg;低、中、高劑量組在GP化療組的基礎(chǔ)上分別給與艾迪注射液0.05 mL/10 g、0.1 mL/10 g、0.2 mL/10 g。順鉑每5 天給予一次,吉西他濱每7天給予一次,給藥共14 d。實驗期間觀察小鼠的一般活動狀況,監(jiān)測小鼠體質(zhì)量。實驗結(jié)束后檢測小鼠瘤體積;ELISA法檢測IL-6表達水平;免疫組化法檢測Nrf2信號通路關(guān)鍵蛋白的表達;HE染色分析小鼠各主要臟器及腫瘤組織的病理變化。結(jié)果 (1)治療14 d后,與模型組比較,0~5 d各治療組小鼠體質(zhì)量均出現(xiàn)不同程度下降,而隨著實驗時間的延長,低、中和高劑量組小鼠體質(zhì)量開始增長,而GP化療組小鼠后期體質(zhì)量呈下降趨勢。與模型組比較,各治療組小鼠瘤體積顯著降低(P<0.01),并且各組瘤重顯著下降(P<0.001),其中中劑量組的抑瘤率最高,高劑量組及低劑量組次之,GP化療組抑瘤率最低。(2)與模型組比較,GP化療組脾與胸腺指數(shù)顯著降低(P<0.05),而與GP化療組比較,低、中和高劑量組脾與胸腺指數(shù)顯著增加。(3)與模型組比較,各組IL-6表達均明顯下降(P<0.05);與GP化療組相比,中劑量組IL-6表達明顯下降(P<0.05)。(4)與模型組比較,GP化療導(dǎo)致的肝、腎臟器損傷可被艾迪注射液改善,并能協(xié)同GP化療殺傷腫瘤細(xì)胞。(5)與模型組相比,GP化療組Nrf2、NQO1、GSTA1和HO-1蛋白表達量均上升(P<0.05);與GP化療組相比,低、中和高劑量組Nrf2、NQO1、GSTA1和HO-1蛋白表達量均降低(P<0.05)。結(jié)論 艾迪注射液聯(lián)合GP化療可干預(yù)Nrf2信號通路發(fā)揮抗小鼠Lewis肺癌作用,且艾迪注射液可對GP化療起到減毒增效作用。

        〔關(guān)鍵詞〕 艾迪注射液;GP化療;Lewis肺癌;IL-6;Nrf2信號通路

        〔中圖分類號〕285.5? ? ? 〔文獻標(biāo)志碼〕A? ? ? ? 〔文章編號〕doi:10.3969/j.issn.1674-070X.2022.05.011

        The effect of Aidi injection combined with GP chemotherapy on Lewis lung cancer

        mice based on Nrf2 signaling pathway

        CHEN Han WANG Ke HU Zhiqiang MA Kang WANG Jing

        (1. College of Pharmacy, Ningxia Medical University, Yinchuan, Ningxia 750004, China; 2. Key Laboratory of Ningxia Ethnomedicine Modernization, Ministry of Education, Ningxia Medical University, Yinchuan, Ningxia 750004, China;

        3. Oncology Hospital, General Hospital of Ningxia Medical University, Yinchuan, Ningxia 750004, China)

        〔Abstract〕 Objective To investigate the effect of Aidi injection combined with gemcitabine and cisplatin chemotherapy on Nrf2 signaling pathway in Lewis lung cancer mice. Methods Forty Lewis lung cancer model in mice were established, which were randomly divided into five groups: model group was given normal saline (0.1 mL/10 g) every day. GP chemotherapy group was given cisplatin 5 mg/kg+gemcitabine 50 mg/kg. On the basis of GP chemotherapy group, the low-dose, medium-dose and high-dose groups were given 0.05 mL/10 g, 0.1 mL/10 g, 0.2 mL/10 g Aidi injection respectively. Cisplatin was given every 5 days, and gemcitabine was given every 7 days for 14 days. The general activity of the mice was observed and the weight and the change of the tumors volume in mice were recorded. The expression level of IL-6 was detected by ELISA, and expression of key proteins in Nrf2 signaling pathway were detected by immunohistochemical staining, the pathological changes of the major organs and the tumors in mice were tested by HE staining. Results (1) After 14 days of treatment, the body weight of mice in each treatment group was decreased in different degrees compared with model group in 0-5 days. With the extension of experimental time, the body weight of mice in low-dose, medium-dose and high-dose groups began to increase, while the body weight of mice in GP chemotherapy group showed a downward trend in the later stage. Compared with the model group, tumor volume of each treatment group was significantly reduced (P<0.01), and tumor weight of each treatment group was significantly reduced (P<0.001), the medium-dose group had the highest tumor inhibition rate, followed by the high-dose and low-dose groups, and the GP chemotherapy group showed the lowest tumor inhibition rate. (2) Compared with the model group, the index of spleen and thymus in GP chemotherapy group decreased significantly (P<0.05), compared with GP chemotherapy group, the index of spleen and thymus in low-dose, medium-dose and high-dose groups increased significantly (P<0.05). (3) Compared with model group, the expression of IL-6 in each group decreased significantly (P<0.05). Compared with GP chemotherapy group, the expression of IL-6 in the medium-dose group decreased significantly (P<0.05). (4) Compared with model group, the damage of liver and kidney organs caused by GP chemotherapy could be improved by Aidi injection, and tumor cells could be killed with GP chemotherapy. (5) Compared with model group, the expression levels of Nrf2,NQO1, GSTA1 and HO-1 protein in GP chemotherapy group were higher than those in model group (P<0.05). Compared with GP chemotherapy group, the expression levels of Nrf2, NQO1, GSTA1 and HO-1 protein in low-dose, medium-dose and high-dose groups decreased (P<0.05). Conclusion Aidi injection combined GP chemotherapy could play the role on reducing toxicity and increasing efficacy through intervening Nrf2 signaling in anti-Lewis lung cancer.17F5C7C4-E5BB-40FE-9927-32BC637A3486

        〔Keywords〕 Aidi injection; GP chemotherapy; Lewis lung cancer; IL-6; Nrf2 signaling pathway

        我國肺癌的發(fā)病率呈上升趨勢,且死亡率位居其他癌癥之首[1-3]?;熓侵型砥诜伟┗颊咧委煹闹饕侄?,但化療藥的不良反應(yīng)嚴(yán)重影響患者的生存質(zhì)量,因此,如何降低化療帶來的不良反應(yīng)而提高療效已經(jīng)成為腫瘤研究的熱點之一。近年來,研究證實,中醫(yī)藥可以聯(lián)合化療藥物通過調(diào)節(jié)免疫、抗氧化應(yīng)激等發(fā)揮減毒增效的作用[4-5]。Nrf2信號通路是細(xì)胞存活的重要防御機制之一[6]。研究發(fā)現(xiàn),腫瘤細(xì)胞中Nrf2的累積可抵抗放化療所產(chǎn)生的氧化應(yīng)激損傷,導(dǎo)致癌癥治療效果下降[7-8]。艾迪注射液由斑螯、人參、黃芪、刺五加等經(jīng)提取精制而成,用于多種癌癥的輔助治療及術(shù)后的鞏固治療[9-10]。本研究將艾迪注射液聯(lián)合GP化療(吉西他濱+順鉑)用于治療小鼠Lewis肺癌,旨在探究其療效及艾迪注射液對GP化療的減毒增效作用。

        1 材料和方法

        1.1? 實驗動物

        40只SPF級雌性C57BL/6N小鼠購于北京維通利華實驗動物技術(shù)有限公司[SCXK9(京)2016-0006],分籠飼養(yǎng)于寧夏醫(yī)科大學(xué)實驗動物中心[寧夏醫(yī)科大學(xué)倫理第2018-50號],鼠齡(28~34) d,體質(zhì)量(14±2) g。均自由飲水及飲食,環(huán)境溫度(20±2) ℃,相對濕度45%~70%。本研究符合3R原則[11]并經(jīng)寧夏醫(yī)科大學(xué)實驗動物倫理委員會批準(zhǔn)同意,動物使用倫理審批號IACUC-NYLAC-2019-104。

        1.2? 實驗細(xì)胞系

        小鼠Lewis肺癌細(xì)胞株(LLC)(批號:191012,中國科學(xué)院典型培養(yǎng)物保藏委員會細(xì)胞庫)于寧夏醫(yī)科大學(xué)寧夏特色中醫(yī)藥協(xié)同創(chuàng)新中心保存并進行實驗。

        1.3? 主要試劑

        艾迪注射液(批號:20180912,貴州益佰制藥股份有限公司);順鉑(批號:15663-27-1,上海源葉生物科技有限公司);吉西他濱(批號:95058-81-4,上海源葉生物科技有限公司);小鼠IL-6 ELISA試劑盒(批號:EK0411,武漢博士德生物工程有限公司);Nrf2、NQO1、GSTA1和HO-1抗體(批號:AF0639、DF6437、DF6514、AF5393,江蘇親科生物研究中心有限公司)。

        1.4? 主要儀器

        CO2培養(yǎng)箱(型號:3111,賽默飛世爾科技有限公司);酶標(biāo)儀(型號:SIM-F124,美國熱電公司);渦旋機(型號:MX-S,上海珂淮儀器有限公司);組織切片機(型號:cm1950,德國徠卡公司);正置熒光顯微鏡(型號:BX53F,日本奧林巴斯有限公司)。

        1.5? 動物模型制備及分組

        復(fù)蘇培養(yǎng)LLC細(xì)胞,當(dāng)細(xì)胞生長狀態(tài)良好并處于對數(shù)生長期時收集細(xì)胞。稀釋細(xì)胞至5×106個/mL,吸取細(xì)胞懸液后,于C57BL/6N小鼠右側(cè)背部皮下進行注射(0.2 mL/只)。腫瘤體積大于50 mm3時將40只小鼠隨機分為5組。(1)模型組:給予生理鹽水腹腔注射,不做其他處理。(2)GP化療組:給予順鉑(5 mg/kg,0.2 mL/只,每5天腹腔注射給藥)和吉西他濱(50 mg/kg,0.2 mL/只,每7天腹腔注射給藥)。(3)低劑量組:艾迪注射液0.05 mL/10 g腹腔注射,每天1次,連續(xù)2周;順鉑和吉西他濱用量用法同GP化療組。(4)中劑量組:艾迪注射液0.1 mL/10 g腹腔注射,每天1次,連續(xù)2周;順鉑和吉西他濱用量用法同GP化療組。(5)高劑量組:艾迪注射液0.2 mL/10 g腹腔注射,每天1次,連續(xù)2周;順鉑和吉西他濱用量用法同GP化療組。

        1.6? 觀察指標(biāo)

        1.6.1? 小鼠一般狀況及體質(zhì)量、腫瘤體積變化? 每天定時觀察記錄小鼠飲食飲水、毛發(fā)亮度及精神狀態(tài)等情況。在實驗期間每2天測體質(zhì)量并采用游標(biāo)卡尺測量各組小鼠腫瘤體積,根據(jù)公式,瘤體積(V)=1/2ab2(a代表腫瘤長徑,b代表腫瘤短徑)[12],單位為mm3;實驗結(jié)束后,處死小鼠,剝?nèi)⌒摹⒏?、脾、肺、腎、胸腺以及腫瘤并測臟器質(zhì)量,分別計算臟器指數(shù)與抑瘤率。根據(jù)公式,臟器指數(shù)(臟器指數(shù)=臟器質(zhì)量/動物質(zhì)量×100%);抑瘤率=(模型組腫瘤體積-治療組腫瘤體積)/模型組腫瘤體積×100%[13]。

        1.6.2? 小鼠血清IL-6水平檢測? 小鼠處死前眼球取血,12 000 r/min離心5 min(離心半徑8 cm),取血清放置-80 ℃冰箱中備用。根據(jù)ELISA試劑盒說明書進行IL-6檢測。

        1.6.3? 小鼠各器官及腫瘤組織HE染色? 心、肝、脾、肺、腎與腫瘤組織均經(jīng)甲醛固定、系列脫水和透明后,石蠟包埋、切片、復(fù)水、染色。染色結(jié)束后,將石蠟切片進行脫水及透明。最后滴加中性樹膠,加蓋玻片封片,隨后在正置熒光顯微鏡下觀察,拍照記錄。

        1.6.4? 小鼠腫瘤組織免疫組化檢測? 腫瘤組織經(jīng)甲醛固定后,石蠟包埋,切片,厚度約5 μm。常規(guī)脫蠟、水化,高溫修復(fù)抗原,免疫組化畫圈筆圈住組織,滴加內(nèi)源性過氧化物酶阻斷劑,孵育后,分別滴加Nrf2、NQO1、GSTA1和HO-1抗體(1∶200),4 ℃冰箱孵育過夜。PBS沖洗,滴加反應(yīng)增強液,PBS沖洗,滴加增強酶標(biāo)山羊抗兔IgG聚合物,PBS沖洗,DAB顯色,蘇木精復(fù)染,脫水,二甲苯透明,中性樹膠封片,光學(xué)顯微鏡下觀察,拍照,ImageJ統(tǒng)計陽性表達量(n≥3)。

        1.7? 統(tǒng)計學(xué)方法17F5C7C4-E5BB-40FE-9927-32BC637A3486

        數(shù)據(jù)分析采用SPSS 24.0軟件進行。對于計量資料,數(shù)據(jù)采用“x±s”表示,多組樣本間均數(shù)比較采用One-way ANOVA,方差不齊采用秩和檢驗。檢驗水準(zhǔn)α=0.05,P<0.05表示差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

        2 結(jié)果

        2.1? 艾迪注射液聯(lián)合GP化療對Lewis肺癌小鼠一般情況的影響

        接種Lewis肺癌細(xì)胞約3 d后,小鼠后背皮下腫瘤體積大于50 mm3,此時各組給予相應(yīng)藥物治療。治療期間,模型組小鼠體質(zhì)量穩(wěn)步增長,毛發(fā)亮麗,進食飲水正常,反應(yīng)靈敏。GP化療組小鼠體質(zhì)量增長緩慢,后期體質(zhì)量呈下降趨勢,隨著給藥次數(shù)增多及治療時間延長,小鼠毛發(fā)雜亂,倦臥懶動,進食及飲水量減少,反應(yīng)遲鈍,而低、中和高劑量組小鼠體質(zhì)量增幅、毛發(fā)雜亂程度、進食飲水及對外界刺激的反應(yīng)均優(yōu)于GP化療組。

        2.2? 艾迪注射液聯(lián)合GP化療對Lewis肺癌小鼠體質(zhì)量及抑瘤率的影響

        各組小鼠造模前體質(zhì)量差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。與模型組比較,前期0~5 d各治療組小鼠體質(zhì)量出現(xiàn)不同程度下降,而隨著實驗時間的延長,低、中和高劑量組小鼠體質(zhì)量開始增長,而GP化療組小鼠后期體質(zhì)量呈下降趨勢。與模型組比較,各組腫瘤體積顯著降低(P<0.01),并且各組瘤重顯著下降(P<0.001);與GP化療組比較,低、中和高劑量組瘤重均下降,其中中、高劑量組差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。與GP化療組比較,低、中和高劑量組抑瘤率均上升,其中中、高劑量組差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。詳見圖1-3、表1。

        2.3? 艾迪注射液聯(lián)合GP化療對Lewis肺癌小鼠臟器指數(shù)的影響

        各組小鼠心、肝和肺臟器指數(shù)差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。腎臟方面,與模型組比較,GP化療組和低劑量組質(zhì)量降低(P<0.05);與GP化療組比較,高劑量組質(zhì)量增加(P<0.05);低、中、高劑量組差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。脾與胸腺方面,與模型組比較,GP化療組質(zhì)量降低(P<0.01),與GP化療組比較,低、中、高劑量組質(zhì)量均增加(P<0.05);低、中、高劑量組差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。詳見表2。

        2.4? 艾迪注射液聯(lián)合GP化療對Lewis肺癌小鼠血清中IL-6表達水平的影響

        與模型組比較,各組小鼠血清中IL-6水平均明顯下降(P<0.05);與GP化療組相比,中劑量組IL-6水平明顯下降(P<0.05);低、中、高劑量組間差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。詳見圖4。

        2.5? 艾迪注射液聯(lián)合GP化療對Lewis肺癌小鼠臟器組織病理的影響

        模型組心臟和肺臟組織結(jié)構(gòu)完整,未有病變產(chǎn)生;在肝臟與腎臟組織中,肝細(xì)胞結(jié)構(gòu)完整、排列整齊,腎臟組織中有偶見炎癥細(xì)胞浸潤,腎小管上皮細(xì)胞伴有輕微水腫;脾臟組織中紅髓和白髓界限清晰。GP化療組心臟與肺臟組織中,心肌結(jié)構(gòu)稍紊亂,部分纖維間隙增大;在肝臟與腎臟組織中,肝細(xì)胞中度水腫并伴有炎癥浸潤,細(xì)胞核出現(xiàn)邊緣化,核固縮溶解消失,且腎小球出現(xiàn)嚴(yán)重核固縮現(xiàn)象,并且基底膜增厚,炎癥細(xì)胞浸潤,出現(xiàn)“玻璃樣”病變,表明GP化療對小鼠肝腎損傷嚴(yán)重;在脾臟組織中,紅髓和白髓界限紊亂,淋巴細(xì)胞數(shù)量減少,細(xì)胞排列散亂,紅髓里有大量紅細(xì)胞。經(jīng)低、中、高劑量組治療后,可見肝組織內(nèi)胞質(zhì)豐富,細(xì)胞核膜完整,偶有細(xì)胞質(zhì)空洞樣變,輪廓清晰;腎組織內(nèi)腎小球結(jié)構(gòu)較完整,固縮較改善,紊亂程度減輕;脾組織內(nèi)紅髓和白髓交界明顯,胞排列相對整齊,紅髓里紅細(xì)胞數(shù)量減少,淋巴細(xì)胞增多。以上研究表明,艾迪注射液與GP聯(lián)用后,可明顯改善GP化療對主要臟器的損傷程度。腫瘤組織HE染色結(jié)果顯示,模型組腫瘤細(xì)胞核大而圓,呈條索狀排列整齊;GP化療組腫瘤細(xì)胞較多出現(xiàn)核固縮、邊緣化;艾迪注射液與之聯(lián)合后可見腫瘤細(xì)胞大部分出現(xiàn)核固縮現(xiàn)象,空泡化明顯,細(xì)胞間排列紊亂,病理性核分裂明顯減少,表明艾迪注射液聯(lián)合GP化療顯著促進腫瘤細(xì)胞的凋亡。詳見圖5。

        2.6? 艾迪注射液聯(lián)合GP化療對Lewis肺癌小鼠腫瘤組織中Nrf2信號通路的影響

        與模型組相比,GP化療組Nrf2、NQO1、GSTA1和HO-1蛋白表達量均上升(P<0.01),而低、中和高劑量組Nrf2、NQO1、GSTA1和HO-1蛋白表達量均降低(除低劑量組的NQO1表達)(P<0.05)。與GP化療組相比,低、中和高劑量組Nrf2、NQO1、GSTA1和HO-1蛋白表達量均降低(P<0.001)。高劑量組Nrf2、NQO1及GSTA1蛋白表達量較低、中劑量組低(P<0.01);低、中劑量組HO-1蛋白表達差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05),但均較高劑量組低(P<0.01)。詳見圖6。

        3 討論

        肺癌的發(fā)生、發(fā)展與多種因素有關(guān)。肺癌早期難以被發(fā)現(xiàn),確診時多已是中晚期[14-15]。很多中晚期患者需要接受放化療來延長總生存期,因此,放化療帶來的不良反應(yīng)貫穿整個癌癥治療的始終[16-17]。張曉春[18]研究發(fā)現(xiàn),艾迪注射液聯(lián)合GP方案在非小細(xì)胞肺癌的治療中,抗癌效應(yīng)增加,患者的生存質(zhì)量改善,化療的不良反應(yīng)減少。庫麗加那提·帕提汗等[19]研究發(fā)現(xiàn),對肺腺癌小鼠采用多西紫杉醇化療中應(yīng)用艾迪注射液,可以提升抑瘤效果。

        本研究結(jié)果顯示,艾迪注射液與GP化療聯(lián)合后,可改善小鼠的食欲狀況,并發(fā)揮抑瘤作用(P<0.05)。更為重要的是,與GP化療組相比,艾迪注射液與GP化療聯(lián)合可提升主要免疫器官的臟器指數(shù),對主要臟器脾臟和胸腺等免疫器官起到保護作用(P<0.05);并能顯著改善GP化療對主要臟器(腎)的損傷情況。IL-6屬于多效細(xì)胞因子,具有促進腫瘤生長、增殖和復(fù)發(fā)的作用[20-21],艾迪注射液聯(lián)合GP化療可以顯著降低小鼠血清中IL-6水平(P<0.05)。Nrf2作為調(diào)控抗氧化的主要因子,在腫瘤細(xì)胞中的穩(wěn)定或異常表達創(chuàng)造了有利于腫瘤細(xì)胞生存的環(huán)境[22-23]。當(dāng)腫瘤細(xì)胞給予順鉑后,會觸發(fā)細(xì)胞內(nèi)的氧化應(yīng)激,誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡[24]。與此同時,胞內(nèi)活性氧升高,Nrf2會被激活進入細(xì)胞核并激活相關(guān)的Ⅱ相解毒酶,如NQO1、GSTA1和HO-1,從而削弱化療藥的“殺”細(xì)胞作用,保護細(xì)胞生存[25]。本研究中艾迪注射液聯(lián)合GP化療可顯著降低腫瘤組織中Nrf2、NQO1、GSTA1與HO-1蛋白表達水平(P<0.05)。而在本研究,低、中和高劑量組在不同方面有著較好的抗腫瘤及減毒增效作用,而具體某種劑量下結(jié)果最優(yōu)仍需后期深入研究。17F5C7C4-E5BB-40FE-9927-32BC637A3486

        總之,艾迪注射液聯(lián)合GP化療可通過干預(yù)Nrf2信號通路對Lewis肺癌小鼠起到減毒增效的作用。本研究結(jié)果將為優(yōu)化肺癌病人的治療方案和弘揚我國中藥制劑(艾迪注射液)提供有力的實驗證據(jù)。

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        (本文編輯? 周? 旦)17F5C7C4-E5BB-40FE-9927-32BC637A3486

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