邊慶華 彭皇青 周月娟 印志進(jìn) (南昌市洪都中醫(yī)院,南昌 330000)
卵巢癌早期癥狀不明顯,患者確診時往往處于中晚期,且此時治療方式主要為化療,雖能一定程度提高患者五年生存率,但也存在顯著毒副作用,所以近年來,研究人員將關(guān)注重點放在了中草藥上[1-3]。研究發(fā)現(xiàn),藏紅花中的藏紅花素、藏紅花苦素等均有明顯抗癌作用,能夠抗白血病、卵巢癌、結(jié)腸癌等多種癌癥[4-6]。現(xiàn)有的研究發(fā)現(xiàn),藏紅花素可以用于多種癌癥的治療,且臨床效果較好[7-8]。細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶(ERK)是細(xì)胞外信號調(diào)節(jié)激酶,參與細(xì)胞的增殖、分化、凋亡等過程,ERK信號通路持續(xù)活躍參與多種腫瘤的發(fā)生和發(fā)展[9]。所以本研究旨在觀察藏紅花水提取物對人卵巢癌細(xì)胞HO-8910增殖、凋亡、侵襲的影響,并初步探索其可能的機制。
1.1 材料
1.1.1 細(xì)胞株 人卵巢癌HO-8910細(xì)胞購自北京 BNCC。
1.1.2 試劑、儀器 大鼠抗小鼠ERK、Bax、Bcl-2抗體(無錫云萃生物科技公司);DMEM培養(yǎng)基(深圳市百恩維生物科技公司);胎牛血清(北京沃卡威生物技術(shù)有限公司);MTT試劑盒(上海澤葉生物科技公司);胰酶(江蘇采薇生物科技公司);多功能酶標(biāo)儀(HBS-1101,北京華泰和合商貿(mào)有限公司);CO2培養(yǎng)箱(GC-300TL,上海沉匯儀器公司);生物潔凈工作臺(BBS-H1100,濟南鑫貝西生物科技公司);顯微鏡(CX33,山東高芯生物傳感器公司);離心機(TG16G,鹽城凱特實驗儀器公司);紫外可見分光光度計L9,上海儀電分析);數(shù)顯恒溫水浴鍋(SHJ-6A,常州金壇良友儀器公司)。
1.2 方法
1.2.1 提取藏紅花水提取物 取75 g蒸餾水加熱至100 ℃,加入1.5 g藏紅花中,浸泡120 min,收集上清液;再加入75 g 100 ℃的蒸餾水,浸泡120 min,收集上清,將兩次收集的上清混合均勻后加熱,將濃度調(diào)整至187 g/L。pH值因素對藏紅花水提取物穩(wěn)定性的影響較大,強酸和強堿環(huán)境對其破壞性均較高,其初始pH值為6.2左右,在pH值為6的環(huán)境下較為穩(wěn)定,所以本實驗將藏紅花水提取物的pH值穩(wěn)定在6時進(jìn)行。實驗也是在各分組滲透壓穩(wěn)定的情況下進(jìn)行。
1.2.2 HO-8910細(xì)胞培養(yǎng) 取對數(shù)生長期細(xì)胞,細(xì)胞培養(yǎng)使用含10%FBS、100 U/ml 青霉素、0.1 mg/ml鏈霉素的DMEM細(xì)胞培養(yǎng)液,培養(yǎng)條件為37 ℃、5%CO2,細(xì)胞傳代用0.25%胰蛋白酶。
1.2.3 MTT法檢測細(xì)胞增殖 將穩(wěn)定傳代的HO-8910細(xì)胞消化,調(diào)整細(xì)胞懸液濃度為5×104個/L,接種于96孔板內(nèi),在每板每孔內(nèi)加入200 μl培養(yǎng)液。每個濃度設(shè)置6個復(fù)孔,分別加入藏紅花水提取物0 mg/L(對照組)、0.4 mg/L(低劑量組)、0.8 mg/L(中劑量組)、1.0 mg/L(高劑量組),作用24 h后,每孔加入5 mg/ml 200 μl MTT,靜置培養(yǎng)4 h后取出,1 000 r/min離心10 min,再將孔內(nèi)培養(yǎng)液小心吸
去,每孔內(nèi)加入200 μl DMSO,振蕩10 min,在酶聯(lián)免疫檢測儀OD 490 nm處檢測各孔吸光值(A)。計算各孔細(xì)胞抑制率。細(xì)胞抑制率(%)=(1-實驗組A值/對照組A值)×100%。實驗重復(fù)3次,取平均值。
1.2.4 流式細(xì)胞術(shù)檢測細(xì)胞凋亡率 將培養(yǎng)好的HO-8910細(xì)胞根據(jù)藏紅花提取物濃度標(biāo)記對照組、低劑量組、中劑量組、高劑量組,在標(biāo)準(zhǔn)條件下培養(yǎng),收集細(xì)胞懸液,控制恒溫4 ℃,此條件下添加適量PI染液和Annexin Ⅴ試劑,避光孵育20 min后,使用流式緩沖液洗滌后,檢測凋亡率。
1.2.5 劃痕實驗 收集HO-8910細(xì)胞并計數(shù),接種于24孔板,濃度1×104個/孔。80%融合時,用塑料移液器槍頭比著直尺垂直沿同一方向刮傷,用PBS洗滌細(xì)胞3次,在37 ℃、5%CO2恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)36 h后,在顯微鏡下拍攝結(jié)果照片,觀察傷口愈合情況。
1.2.6 細(xì)胞侵襲能力試驗 DMEM培養(yǎng)基配置基質(zhì)膠,加入24孔Transwell小室。分別使用0、0.4、0.8、1.0 mg/L濃度藏紅花水提取物作用于人卵巢癌HO-8910細(xì)胞16 h,Transwell檢測細(xì)胞侵襲能力,顯微鏡下觀察細(xì)胞侵襲情況。
1.2.7 蛋白表達(dá)檢測 提取總蛋白,與上樣緩沖液按比例混合,煮沸5 min后,電泳,轉(zhuǎn)至PVDF膜,封閉1~2 h,加一抗溶液TBST(ERK、Bcl-2、Bax按照1∶1 000稀釋),4 ℃振蕩過夜,洗滌,加二抗溶液TBST(ERK、Bcl-2、Bax按照1∶5 000稀釋),室內(nèi)振蕩120 min,洗滌,顯色成像。
1.3 統(tǒng)計學(xué)分析 實驗數(shù)據(jù)以±s記錄,統(tǒng)計分析用SPSS23.0軟件進(jìn)行,多組間比較采用F檢驗,P<0.05為差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。
2.1 HO-8910的增殖活力 人卵巢癌細(xì)胞HO-8910的增殖活力受到藏紅花水提取物的影響,隨藏紅花水提取物劑量增加,人卵巢癌細(xì)胞HO-8910的增殖活力減弱,見表1。
表1 HO-8910的增殖活力(±s,n=6)Tab.1 Proliferation activity of HO-8910 (±s,n=6)
表1 HO-8910的增殖活力(±s,n=6)Tab.1 Proliferation activity of HO-8910 (±s,n=6)
Note:Compared with control group, 1)P<0.05; compared with low dose group, 2)P<0.05; compared with the medium-dose group, 3)P<0.05.
Proliferation activity/%69.85±6.98 44.56±4.591)36.38±2.691)2)22.89±0.381)2)3)121.363<0.001 Groups Control Low dose Middle dose High dose Saffron extract concentration/(mg·L-1)0 0.4 0.8 1.0 F P
2.2 HO-8910的凋亡率 人卵巢癌細(xì)胞HO-8910的凋亡率受到藏紅花水提取物影響,隨藏紅花水提取物劑量增加,人卵巢癌細(xì)胞HO-8910的凋亡率增加,見表2、圖1。
圖1 HO-8910的凋亡情況Fig.1 Apoptosis of HO-8910
表2 HO-8910的凋亡率(±s,n=6)Tab.2 Apoptosis rate of HO-8910(±s,n=6)
表2 HO-8910的凋亡率(±s,n=6)Tab.2 Apoptosis rate of HO-8910(±s,n=6)
Note:Compared with control group, 1)P<0.05; compared with low dose group, 2)P<0.05; compared with medium dose group, 3)P<0.05.
Apoptosis rate(%)8.69±0.81 12.94±0.961)24.28±1.031)2)35.62±1.111)2)3)911.453<0.001 Groups Control Low dose Middle dose High dose Saffron extract concentration/(mg·L-1)0 0.4 0.8 1.0 F P
2.3 HO-8910的遷移情況 人卵巢癌細(xì)胞HO-8910的劃痕閉合率受到藏紅花水提取物影響,隨藏紅花水提取物劑量增加,人卵巢癌細(xì)胞HO-8910的劃痕閉合率下降,見表3、圖2。
圖2 HO-8910的遷移情況Fig.2 Migration of HO-8910
表3 HO-8910的遷移情況(±s,n=6)Tab.3 Migration status of HO-8910 (±s,n=6)
表3 HO-8910的遷移情況(±s,n=6)Tab.3 Migration status of HO-8910 (±s,n=6)
Note:Compared with control group, 1)P<0.05; compared with low dose group, 2)P<0.05; compared with medium dose group, 3)P<0.05.
Scratch closure rate/%99.69±0.21 75.25±6.961)50.28±4.031)2)33.69±2.031)2)3)291.026<0.001 Groups Control Low dose Middle dose High dose Saffron extract concentration/(mg·L-1)0 0.4 0.8 1.0 F P
2.4 HO-8910的侵襲情況 人卵巢癌細(xì)胞HO-8910的侵襲細(xì)胞數(shù)受到藏紅花水提取物影響,隨藏紅花水提取物劑量增加,人卵巢癌細(xì)胞HO-8910的侵襲細(xì)胞數(shù)減少,見表4、圖3。
圖3 HO-8910的侵襲情況Fig.3 Invasion of HO-8910
表4 HO-8910的侵襲情況(±s,n=6)Tab.4 Ho-8910 invasion status (±s,n=6)
表4 HO-8910的侵襲情況(±s,n=6)Tab.4 Ho-8910 invasion status (±s,n=6)
Note:Compared with control group, 1)P<0.05; compared with low dose group, 2)P<0.05; compared with medium dose group, 3)P<0.05.
Number of invaded cells/%43.69±2.81 36.25±1.961)19.28±1.011)2)13.69±0.891)2)3)351.298<0.001 Groups Control Low dose Middle dose High dose Saffron extract concentration/(mg·L-1)0 0.4 0.8 1.0 F P
2.5 HO-8910的ERK、Bcl-2、Bax蛋白表達(dá) ERK、Bcl-2蛋白的表達(dá)降低,Bax蛋白的表達(dá)增加,且藏紅花水提取物劑量越高,ERK、Bcl-2蛋白表達(dá)越低,Bax蛋白表達(dá)越高,見表5、圖4。
圖4 ERK、Bcl-2、Bax蛋白表達(dá)Fig.4 Protein expression of ERK, Bcl-2 and Bax
表5 HO-8910的ERK、Bcl-2、Bax蛋白表達(dá)(±s,n=6)Tab.5 Expression of ERK, Bcl-2 and Bax proteins in HO-8910 (±s,n=6)
表5 HO-8910的ERK、Bcl-2、Bax蛋白表達(dá)(±s,n=6)Tab.5 Expression of ERK, Bcl-2 and Bax proteins in HO-8910 (±s,n=6)
Note:Compared with control group, 1)P<0.05; compared with low dose group, 2)P<0.05; compared with medium dose group, 3)P<0.05.
Groups ERK Bcl-2 Bax 0.58±0.02 0.67±0.011)0.79±0.031)2)0.90±0.041)2)3)146.452 <0.001 Control Low dose Middle dose High dose Saffron extract concentration/(mg·L-1)0 0.4 0.8 1.0 F P 1.25±0.11 0.93±0.091)0.65±0.041)2)0.48±0.021)2)3)122.180<0.001 0.79±0.06 0.61±0.041)0.49±0.021)2)0.31±0.011)2)3)192.591<0.001
近年來,卵巢癌的發(fā)病率和死亡率呈上升趨勢,且卵巢位于盆腔內(nèi),位置隱蔽,發(fā)病早期無特異性表現(xiàn),缺少早期特異性診斷標(biāo)志物,較難診斷[10-11]。目前,卵巢癌的治療以手術(shù)切除、放化療為主,近年來,研究人員不斷探索新的治療方式,在此過程中,中藥憑借其靶點眾多,治療效果明顯,毒副作用小等優(yōu)點脫穎而出,得到眾多學(xué)者的關(guān)注。藏紅花是我國名貴的中藥材,有“植物黃金”的稱號[12-13]。藏紅花提取液是羥自由基與超氧自由基的強效清除劑,能夠明顯改善線粒體,抑制視網(wǎng)膜的凋亡,還具有提高免疫力、抗動脈硬化、抗氧化、保護腎臟等作用[14]。相關(guān)研究證實,藏紅花提取物具有光譜的抗腫瘤活性、對白血病、結(jié)腸癌等惡性腫瘤具有較強的抑制作用,對正常細(xì)胞影響較小,能夠與其他抗癌藥物聯(lián)合使用,減少抗癌物質(zhì)的毒副作用[15]。因此在本研究中,使用藏紅花水提取物研究其對人卵巢癌細(xì)胞HO-8910增殖、凋亡、侵襲的影響,以尋找其作用機制,為臨床上卵巢癌細(xì)胞的研究提供新的方向。
本研究觀察HO-8910細(xì)胞增殖活力發(fā)現(xiàn),人卵巢癌細(xì)胞HO-8910的增殖活力隨藏紅花水提取物的劑量而改變,藏紅花水提取物的劑量越高,其對人卵巢癌細(xì)胞HO-8910的增殖抑制作用就越強,關(guān)于藏紅花抑制癌細(xì)胞增殖活力這一觀點,在李萍等[16]關(guān)于藏紅花素與宮頸癌的研究中也有提到。流式術(shù)表明,人卵巢癌細(xì)胞HO-8910的凋亡與藏紅花水提取物密切相關(guān),藏紅花水提取物的劑量越高,人卵巢癌細(xì)胞HO-8910的凋亡率就越高,許存庚等[17]在文章中指出,藏紅花素聯(lián)合順鉑可抑制胃癌細(xì)胞BGC-823的增殖,促進(jìn)其凋亡,文中提到其作用機制可能與抑制ERK信號通路相關(guān)。細(xì)胞劃痕法證明,人卵巢癌細(xì)胞HO-8910的劃痕閉合率受到藏紅花水提取物影響,藏紅花水提取物的劑量越高,人卵巢癌細(xì)胞HO-8910的劃痕閉合率越低,這指示藏紅花水提取物可以有效抑制卵巢癌細(xì)胞的遷移,并且藏紅花水提取物的劑量越高,其對癌細(xì)胞遷移的抑制作用越明顯。董盛宇等[18]在關(guān)于藏紅花素與人鼻咽癌細(xì)胞的研究中也證實,藏紅花素能夠有效抑制人鼻咽癌細(xì)胞株的遷移能力。另外,在本研究中采用Transwell法檢測藏紅花水提取物對人卵巢癌細(xì)胞HO-8910侵襲能力的影響,結(jié)果表明,藏紅花水提取物能茍有效抑制人卵巢癌細(xì)胞HO-8910的侵襲,并且其劑量越高,對癌細(xì)胞侵襲能力的抑制作用越明顯,李婷等[19]研究結(jié)果表明,hepaCAM過表達(dá)腺病毒聯(lián)合藏紅花素可顯著抑制PC3細(xì)胞的侵襲轉(zhuǎn)移,作用機制或與EMT和 MMPs的表達(dá)有關(guān)。
文獻(xiàn)記載,藏紅花水提取物可以緩解使用順鉑、環(huán)磷酰胺等抗癌藥物后出現(xiàn)的毒副作用,由此推測,藏紅花提取物與其他抗癌藥聯(lián)合使用或許可減輕抗癌藥物帶來的毒副作用[20]。ERK處于細(xì)胞質(zhì)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的末端位置,其能激活磷酸化,進(jìn)入到細(xì)胞核中,與AP-1、NF-κB等因子相結(jié)合,促進(jìn)基因轉(zhuǎn)錄與表達(dá)。劉麗冰等[21]研究指出,CART肽提高OGD處理后星形膠質(zhì)細(xì)胞的活力,并通過激活ERK通路抑制OGD處理后細(xì)胞AQP-4的表達(dá)。Bcl-2、Bax是檢測凋亡的重要蛋白[22]。本實驗結(jié)果表明,隨藏紅花水提取物劑量升高,ERK蛋白表達(dá)量逐漸降低,這提示我們藏紅花水提取物可以抑制ERK的活性,由此推測藏紅花水提取物抑制腫瘤細(xì)胞生長可能與抑制ERK通路有關(guān),且本研究還發(fā)現(xiàn)Bcl-2蛋白水平降低,Bax蛋白水平升高,表明藏紅花水提取物能夠提高凋亡蛋白的表達(dá)促進(jìn)細(xì)胞凋亡,這一點在徐婧等[23]、夏丹等[24]的文章中也有證實。
綜上所述,藏紅花水提取物抑制卵巢癌細(xì)胞的增殖活力、遷移能力及侵襲能力,并誘導(dǎo)卵巢癌細(xì)胞凋亡,這可能是通過調(diào)控ERK、Bcl-2、Bax蛋白表達(dá)來實現(xiàn)的。