楊健,張立喜,史博
(1.滄州市中心醫(yī)院骨科,滄州 061001;2.唐山市豐南區(qū)醫(yī)院骨科,唐山 063300;3.滄州人民醫(yī)院骨科,滄州 061000)
骨肉瘤每年每百萬人中約有4~5人發(fā)病,本身發(fā)病率不高,但多見于10~20歲青少年,惡性程度及病死率高,近幾十年患者生存率并未得到改善,嚴(yán)重危及患病人群生命[1]?;熃Y(jié)合手術(shù)是目前治療骨肉瘤的主要方式,可提高患者生存質(zhì)量,但此治療手段預(yù)后較差,探索安全有效的治療方法有重要意義。隨著臨床對骨肉瘤研究深入,國內(nèi)外學(xué)者均發(fā)現(xiàn)[2-3]免疫療法或可成為骨肉瘤治療新前景。石見穿是華鼠尾草地上部分,具有散結(jié)消腫、清熱利濕之效,被應(yīng)用于癌癥治療中,并顯示出肯定效果[4],而其有效成分石見穿多糖(PSSC)具有抗腫瘤免疫調(diào)節(jié)作用[5],目前已有研究表明,PSSC可通過Wnt/β-catenin 信號通路[6]、增強(qiáng) γδT 細(xì)胞[7]來發(fā)揮骨肉瘤細(xì)胞殺傷作用。此外,另有研究發(fā)現(xiàn)[8],癌癥患者抗腫瘤免疫與骨髓細(xì)胞中抑癌基因第10染色體同源丟失性磷酸酶-張力蛋白基因(PTEN)表達(dá)相關(guān),但PSSC是否對PTEN表達(dá)有影響,臨床鮮有研究?;诖?,研究建立骨肉瘤小鼠模型,探討PSSC通過PTEN通路對骨肉瘤小鼠的抑瘤作用及對免疫功能的影響,為臨床治療提供新思路。
1.1 材料
1.1.1 實(shí)驗(yàn)動物 取60只BALB/C雄性裸鼠(北京唯尚立德生物科技有限公司,許可證號:SCXK(京)2016-0009),6 周齡,體質(zhì)量 17~22 g,SPF 級環(huán)境獨(dú)立通風(fēng)籠具(IVC)飼養(yǎng),12 h明-暗交替,23~25℃溫度,50%~60%濕度,自由攝食飲水。
1.1.2 主要儀器與試劑 PSSC(成都彼樣生物科技有限公司)、MG-63人骨肉瘤細(xì)胞(上海北諾生物科技有限公司)、RPMI 1640培養(yǎng)基(上海躍騰生物技術(shù)有限公司)、吖啶橙-溴乙錠染色液(上海麥克林生化科技有限公司);CD4+、CD3+抗體及 PTEN、磷酸肌醇 3-激酶(PI3K)、磷酸化蛋白激酶 B(p-Akt)抗體(Abcam 公司);流式細(xì)胞儀(Attune NxT,賽默飛世爾科技公司)、轉(zhuǎn)印電泳儀(DYCZ-40D,武漢純度生物科技有限公司)。
1.2 方法
1.2.1 建立骨肉瘤小鼠模型 細(xì)胞培養(yǎng),使用RPMI 1640培養(yǎng)基(含有10%胎牛血清、50 mg/mL鏈霉素、50 U/mL青霉素)培養(yǎng)MG-63人骨肉瘤細(xì)胞,在5% CO2、37℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng),定期更換培養(yǎng)液,觀察細(xì)胞生長情況。
構(gòu)建模型[9],將小鼠飼養(yǎng)在無菌層流柜中,1周后,乙醇消毒,將對數(shù)生長期MG-63細(xì)胞皮下注射至小鼠右側(cè)臀部,劑量為0.1 mL(1×107個),觀察小鼠成瘤情況,1周后裸鼠長出皮下腫塊(腫瘤直徑約1 cm)為建模成功,剪腳趾標(biāo)記,棄去成瘤失敗小鼠。
1.2.2 分組與干預(yù)方法 60只小鼠,取12只為對照組,另外48只建立骨肉瘤小鼠模型,成功建模42只,隨機(jī)分為模型組(11只)、PSSC低劑量組(11只)、PSSC高劑量組(10只)、順鉑組(10只)。
建模成功第2日開始干預(yù),PSSC低劑量組、PSSC高劑量組分別每日腹腔注射PSSC10、100mg/kg;順鉑組腹腔注射順鉑2 mg/kg,于開始干預(yù)第1、4、7、10、13天各給藥1次;對照組與模型組每日腹腔注射等體積生理鹽水,各組小鼠均為每日干預(yù)1次,連續(xù)注射2周。
1.2.3 移植瘤體積變化 干預(yù)期間每2 d測量1次小鼠移植瘤最短徑、最長徑,觀察移植瘤生長情況,計(jì)算體積(最短徑2×最長徑/2),繪制小鼠腫瘤生長曲線。
1.2.4 流式細(xì)胞儀測定小鼠外周血淋巴細(xì)胞亞群 末次測量結(jié)束后,摘眼球取血,肝素鈉震蕩抗凝,300×g,離心半徑16 cm,離心5 min取血清,磷酸鹽緩沖液(PBS)重懸調(diào)整細(xì)胞濃度,添加抗體,避光孵育30 min(4℃),加細(xì)胞裂解液,室溫孵育5 min,加PBS終止,同上述條件離心,加流式緩沖液洗滌,再次離心,加細(xì)胞固定液過夜,并進(jìn)行篩濾,使用流式細(xì)胞儀檢測外周血CD4+、CD3+T細(xì)胞比例。
1.2.5 天平測定小鼠移植瘤質(zhì)量 取血結(jié)束后,斷頸處死小鼠,無菌分離出腫瘤組織,使用天平稱質(zhì)量,記錄移植瘤質(zhì)量。
1.2.6 蘇木精-伊紅(HE)染色觀察腫瘤病理組織變化 取部分腫瘤組織,4%多聚甲醛溶液固定,梯度乙醇脫水,常規(guī)石蠟包埋,制作出4 μm厚度切片,將切片脫蠟、水化,常規(guī)HE染色,脫水,二甲苯透明,中性樹膠封片,顯微鏡觀察腫瘤病理變化。
1.2.7 統(tǒng)計(jì)腫瘤細(xì)胞凋亡率 取移植瘤組織,制成單細(xì)胞懸液,吖啶橙-溴乙錠染色,熒光顯微鏡掃描,識別細(xì)胞類型,陽性凋亡細(xì)胞:細(xì)胞核呈棕褐色;正常細(xì)胞:亮綠色熒光,細(xì)胞質(zhì)均勻,鏡下隨機(jī)選4個視野統(tǒng)計(jì)細(xì)胞,計(jì)算凋亡率。
1.2.8 蛋白免疫印跡(Western Blot)法檢測移植瘤組織PTEN、PI3K及p-Akt蛋白表達(dá) 于移植瘤組織中加入蛋白裂解液,提取細(xì)胞總蛋白,離心12000r/min,離心半徑8 cm,10 min,取上清液,取蛋白樣品30 g,與12.5%SDS-PAGE中進(jìn)行蛋白分離,將蛋白轉(zhuǎn)印于聚偏二氟乙烯(PVDF)膜,并將其放入5%脫脂奶粉中,封閉1 h,TBST洗膜,加入兔抗小鼠PTEN(稀釋1∶500)、PI3K(稀釋1∶800)、p-Akt(稀釋1∶800)、β-actin(稀釋 1∶1 000)抗體孵育,回收一抗,TBST 洗滌,加稀釋(均為1∶2 000)山羊抗兔抗體,孵育洗滌,曝光檢測,分析蛋白條帶,以β-actin為內(nèi)參,目的蛋白條帶灰度值與β-actin內(nèi)參條帶灰度值比值為目的蛋白相對表達(dá)量。
1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 26.0分析數(shù)據(jù),計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(±s)表示,多組間比較采用單因素方差分析,多重比較采用LSD-t檢驗(yàn),P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1 移植瘤體積 生長曲線顯示,隨干預(yù)時(shí)間延長,各組小鼠移植瘤體積逐漸增長,干預(yù)第2、4天4組小鼠移植瘤體積比較,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05);干預(yù)第 6、8、10、12、14 天 PSSC 低劑量組、PSSC 高劑量組、順鉑組小鼠移植瘤體積低于模型組,且PSSC高劑量組、順鉑組小鼠移植瘤體積低于PSSC低劑量組,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);干預(yù)第 6、8、10、12、14天PSSC高劑量組、順鉑組兩組小鼠移植瘤體積比較,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見圖1。
圖1 各組小鼠移植瘤體積生長曲線Fig.1 Growth curve of transplanted tumor volume of mice in each group
2.2 移植瘤質(zhì)量 4組小鼠移植瘤質(zhì)量比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);兩兩比較顯示,PSSC低劑量組、PSSC高劑量組、順鉑組小鼠移植瘤質(zhì)量低于模型組,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);PSSC高劑量組、順鉑組小鼠移植瘤質(zhì)量低于PSSC低劑量組,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);PSSC高劑量組、順鉑組兩組小鼠移植瘤質(zhì)量比較,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見表1。
表1 各組小鼠移植瘤質(zhì)量比較(±s)Tab.1 Comparison of transplanted tumor quality of mice in each group(±s)g
表1 各組小鼠移植瘤質(zhì)量比較(±s)Tab.1 Comparison of transplanted tumor quality of mice in each group(±s)g
注:與模型組比較,*P<0.05;與 PSSC 低劑量組比較,#P<0.05。
組別 動物數(shù) 移植瘤質(zhì)量模型組 11 0.92±0.21 PSSC低劑量組 11 0.65±0.16*PSSC高劑量組 10 0.34±0.10*#順鉑組 10 0.31±0.09*#
2.3 外周血淋巴細(xì)胞亞群 5組小鼠外周血CD4+、CD3+T細(xì)胞比例比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);兩兩比較顯示,模型組外周血CD4+、CD3+T細(xì)胞比例低于對照組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);PSSC低劑量組、PSSC高劑量組外周血CD4+、CD3+T細(xì)胞比例高于模型組,順鉑組外周血CD4+、CD3+T細(xì)胞比例低于模型組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);PSSC高劑量組外周血CD4+、CD3+T細(xì)胞比例高于PSSC低劑量組,順鉑組外周血CD4+、CD3+T細(xì)胞比例低于PSSC低劑量組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見表2。
表2 各組小鼠外周血CD4+、CD3+T細(xì)胞比例比較(±s)Tab.2 Comparison of CD4+and CD3+T cells in peripheral blood of mice in each group(±s)%
表2 各組小鼠外周血CD4+、CD3+T細(xì)胞比例比較(±s)Tab.2 Comparison of CD4+and CD3+T cells in peripheral blood of mice in each group(±s)%
注:與對照組比較,*P<0.05;與模型組比較,#P<0.05;與 PSSC 低劑量組比較,△P<0.05。
組別 動物數(shù) CD4+T細(xì)胞 CD3+T細(xì)胞對照組 12 44.38±6.22 60.04±7.03模型組 11 26.02±3.87* 38.17±4.68*PSSC 低劑量組 11 29.97±4.15# 45.02±5.01#PSSC 高劑量組 10 35.17±4.46#△ 51.14±5.47#△順鉑組 10 22.69±3.01#△ 31.22±4.95#△
2.4 腫瘤病理組織變化 模型組腫瘤細(xì)胞核大而深染,核漿比值高,細(xì)胞膜完整,整體排列緊密;干預(yù)后,PSSC低劑量組、PSSC高劑量組、順鉑組出現(xiàn)不同程度改變,PSSC低劑量組細(xì)胞核染色稍淺,細(xì)胞膜輪廓不清,部分細(xì)胞核分裂,腫瘤細(xì)胞密度降低,而PSSC高劑量組、順鉑組上述變化程度進(jìn)一步加重,細(xì)胞核固縮,核分裂明顯,細(xì)胞結(jié)構(gòu)明顯不完整,壞死區(qū)域增大。見圖2。
圖2 各組小鼠HE染色腫瘤病理變化(×200)Fig.2 Pathological changes of tumor stained with HE in mice of each group(×200)
2.5 腫瘤細(xì)胞凋亡率 4組小鼠腫瘤細(xì)胞凋亡率比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);兩兩比較顯示,PSSC低劑量組、PSSC高劑量組、順鉑組小鼠腫瘤細(xì)胞凋亡率高于模型組,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);PSSC高劑量組、順鉑組小鼠腫瘤細(xì)胞凋亡率高于PSSC低劑量組,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);PSSC高劑量組與順鉑組小鼠腫瘤細(xì)胞凋亡率比較,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見表3。
表3 各組小鼠腫瘤細(xì)胞凋亡率比較(±s)Tab.3 Comparison of tumor cell apoptosis rate of mice in each group(±s)%
表3 各組小鼠腫瘤細(xì)胞凋亡率比較(±s)Tab.3 Comparison of tumor cell apoptosis rate of mice in each group(±s)%
注:與模型組比較,*P<0.05;與 PSSC 低劑量組比較,#P<0.05。
組別 動物數(shù) 凋亡率模型組 11 3.01±1.14 PSSC低劑量組 11 12.03±3.95*PSSC高劑量組 10 29.45±4.01*#順鉑組 10 30.07±4.34*#
2.6 移植瘤PTEN、PI3K及p-Akt蛋白表達(dá) 4組小鼠移植瘤PTEN、PI3K、p-Akt蛋白表達(dá)比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);兩兩比較顯示,PSSC低劑量組、PSSC高劑量組、順鉑組移植瘤PTEN蛋白表達(dá)高于模型組,移植瘤PI3K、p-Akt蛋白表達(dá)低于模型組,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);PSSC高劑量組、順鉑組移植瘤PTEN蛋白表達(dá)高于PSSC低劑量組,移植瘤PI3K、p-Akt蛋白表達(dá)低于PSSC低劑量組,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);PSSC高劑量組、順鉑組兩組移植瘤PTEN、PI3K、p-Akt蛋白表達(dá)比較,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見圖3、表4。
圖3 各組小鼠移植瘤PTEN、PI3K、p-Akt蛋白表達(dá)Fig.3 Expression of PTEN,PI3K and p-Akt proteins in transplanted tumors of mice in each group
表4 各組小鼠移植瘤PTEN、PI3K、p-Akt1蛋白表達(dá)比較(±s)Tab.4 Comparison of PTEN,PI3K and p-Akt1 protein expression in transplanted tumors of mice in each group(±s)
表4 各組小鼠移植瘤PTEN、PI3K、p-Akt1蛋白表達(dá)比較(±s)Tab.4 Comparison of PTEN,PI3K and p-Akt1 protein expression in transplanted tumors of mice in each group(±s)
注:與模型組比較,*P<0.05;與 PSSC 低劑量組比較,#P<0.05。
組別 動物數(shù) PTEN PI3K p-Akt模型組 11 0.14±0.30 0.93±0.13 0.89±0.10 PSSC 低劑量組 11 0.50±0.06* 0.81±0.11* 0.75±0.09*PSSC 高劑量組 10 0.83±0.09*# 0.50±0.08*# 0.46±0.07*#順鉑組 10 0.86±0.10*# 0.47±0.09*# 0.45±0.08*#
近年來,研究發(fā)現(xiàn)中藥提取物逐漸被應(yīng)用于骨肉瘤新靶點(diǎn)治療中,在阻滯細(xì)胞周期、誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡等方面顯示出獨(dú)特的優(yōu)勢[10-11]。周文靜等[10]學(xué)者發(fā)現(xiàn),石見穿治療肺癌的機(jī)制與抗炎、抑制腫瘤血管新生等有關(guān);而另有學(xué)者總結(jié)發(fā)現(xiàn)[11-12]石見穿提取物中的多糖、三萜、多酚等有效成分能抑制腫瘤細(xì)胞增殖與轉(zhuǎn)移,誘導(dǎo)凋亡,而PSSC是石見穿主要活性成分,可誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡、線粒體損傷,可通過阻礙Wnt/β-catenin信號通路來抑制腫瘤轉(zhuǎn)移、侵襲。本研究建立骨肉瘤小鼠模型,予以不同方式干預(yù),結(jié)果發(fā)現(xiàn)PSSC可阻滯腫瘤細(xì)胞周期,誘導(dǎo)骨肉瘤細(xì)胞凋亡,腫瘤細(xì)胞無法無限制復(fù)制繁殖,降低移植瘤體積與質(zhì)量,減輕小鼠腫瘤病理變化程度,以抑制腫瘤進(jìn)展。
目前證實(shí)PTEN作為抑癌基因,PTEN缺失可使機(jī)體不同程度失去抵抗腫瘤的能力[13]。有學(xué)者發(fā)現(xiàn)[14-15],通過靶向PTEN,可促進(jìn)骨肉瘤細(xì)胞增殖或凋亡,臨床或可通過直接靶向骨肉瘤PTEN來研發(fā)相關(guān)藥物,以發(fā)揮更為安全有效的用藥價(jià)值。本研究進(jìn)一步分析PSSC在骨肉瘤小鼠T淋巴細(xì)胞群與PTEN相關(guān)蛋白表達(dá)中的作用發(fā)現(xiàn)PSSC在提高小鼠免疫能力與促進(jìn)PTEN表達(dá)方面有肯定效果,且PSSC高劑量組效果優(yōu)于低劑量組,另外PSSC高劑量組蛋白表達(dá)水平與順鉑組無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異,但順鉑組出現(xiàn)明顯免疫抑制,從而表明PSSC可通過激活PTEN、抑制PI3K/p-Akt表達(dá)來促進(jìn)腫瘤細(xì)胞凋亡,還可提高小鼠免疫活性,多靶點(diǎn)整體提高抑癌效果。
綜上,PSSC可增強(qiáng)骨肉瘤小鼠免疫活性,降低移植瘤體積、質(zhì)量,提高腫瘤細(xì)胞凋亡率,其機(jī)制可能是PSSC可激活PTEN通路,促進(jìn)PTEN蛋白表達(dá),降低PI3K、p-Akt蛋白表達(dá)以發(fā)揮抑癌作用,為臨床骨肉瘤藥物研發(fā)提供新思路及理論支持。