薛姣姣, 郝 磊, 張毓秀, 代賀陽, 張麗霞, 郭少偉, 張晶晶, 李 陽, 李慶霞
(1.河北省人民醫(yī)院腫瘤四科,河北 石家莊 050000;2.河北醫(yī)科大學(xué)研究生院,河北 石家莊 050000;3.南方醫(yī)科大學(xué)第七附屬醫(yī)院腫瘤防治科,廣東 佛山 528200;4.華北理工大學(xué)研究生院,河北 唐山063000;5.河北省人民醫(yī)院保健處,河北 石家莊 050000)
目前乳腺癌已成為全球發(fā)病率排名第一位的癌癥和全球第五大死亡原因[1]。乳腺癌中雌激素受體(estrogen receptor,ER)陽性患者約占70%,雌激素與ER 結(jié)合后使其活化,在乳腺癌擴(kuò)增基因1(amplified in breast cancer 1,AIB1)等共激活因子的輔助下啟動靶基因的轉(zhuǎn)錄[2-3]。他莫昔芬(tamoxifen,TAM)是ER 陽性乳腺癌患者使用最多的抗雌激素藥物,其通過競爭性干擾雌激素與ER 結(jié)合,而阻斷雌激素受體α(estrogen receptor α,ERα)的信號傳導(dǎo)[4]。臨床上接受TAM 治療的乳腺癌患者約有30%會出現(xiàn)繼發(fā)性耐藥,從而導(dǎo)致腫瘤的復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移[5]。AIB1 擴(kuò)增代表腫瘤分級較高、預(yù)后較差和TAM 耐藥[6]。survivin 在多種腫瘤組織中高表達(dá),研究[7]發(fā)現(xiàn):survivin 與乳腺癌內(nèi)分泌耐藥有關(guān)。通過調(diào)控ERα、AIB1 和survivin 蛋白可調(diào)節(jié)乳腺癌TAM 耐藥LCC2 細(xì)胞的增殖、凋亡及其對TAM 的耐藥性,可能對乳腺癌TAM 耐藥患者的治療提供一定的參考價(jià)值。
槐耳是常用的中藥材,槐耳清膏(Huaier aqueous extract,HAE)是槐耳的水溶性提取物,其主要組分是蛋白多糖,因其療效好和安全性高等特點(diǎn)已被廣泛應(yīng)用于多種惡性腫瘤的治療[8-9]。研究[10]報(bào)道:在ER 陽性乳腺癌中,HAE 可通過失活hedgehog 通路干擾ERα 信號傳導(dǎo),從而抑制乳腺癌干細(xì)胞的自我更新活性。然而關(guān)于HAE 在乳腺癌TAM 耐藥方面的研究較少。本研究以MCF-7和LCC2 細(xì)胞為研究對象,探討HAE 調(diào)控ERα、AIB1 及survivin 蛋白對LCC2 細(xì)胞增殖、遷移和凋亡等功能的影響,為槐耳未來應(yīng)用于乳腺癌TAM耐藥的輔助治療提供依據(jù)。
1.1 細(xì)胞、主要試劑和儀器人乳腺癌TAM 敏感MCF-7 細(xì)胞由中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院腫瘤研究所饋贈,人乳腺癌TAM 耐藥LCC2 細(xì)胞由美國托馬斯杰斐遜大學(xué)腫瘤生物學(xué)研究所饋贈。HAE 購自江蘇啟東蓋天力藥業(yè)有限公司,將精確稱量的HAE 用DMEM 基礎(chǔ)培養(yǎng)基配成20 g·L-1母液,采用孔徑為0.22 μm 的濾器過濾除菌后置于4 ℃冰箱保存供1 周內(nèi)使用[11];TAM 購自美國Med Chem Express公司,Transwell 小室購自美國 Corning 公司,細(xì)胞周期檢測試劑盒購自上海碧云天生物技術(shù)有限公司,細(xì)胞凋亡檢測試劑盒購自杭州聯(lián)科生物科技有限公司,MTT 和二喹啉甲酸(bicinchoninic acid,BCA)蛋白定量試劑盒購自北京索萊寶生物科技有限公司,ECL 發(fā)光液購自上海Biosharp 有限公司,β-actin、ERα、AIB1 和survivin 多克隆抗體購自武漢三鷹生物技術(shù)有限公司。流式細(xì)胞儀購自美國Beckman Coulter 公司,酶聯(lián)免疫檢測儀購自芬蘭Labsystems 公司。
1.2 細(xì)胞培養(yǎng)和分組LCC2 細(xì)胞和MCF-7 細(xì)胞經(jīng)37 ℃水浴復(fù)蘇后,采用含10%胎牛血清(fetal bovine serum,F(xiàn)BS)的DMEM 高糖培養(yǎng)基重懸,并在37 ℃、5% CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。實(shí)驗(yàn)設(shè)置對照組(給予DMEM 基礎(chǔ)培養(yǎng)基)、TAM 組(給予2 μmol·L-1TAM)、TAM+HAE組(給予2 μmol·L-1TAM+4 g·L-1HAE)和0、2、4、8 及16 g·L-1HAE 組。
1.3 MTT 法檢測各組細(xì)胞存活率消化細(xì)胞后,以每孔4×103個(gè)細(xì)胞的密度接種于96 孔細(xì)胞培養(yǎng)板,細(xì)胞培養(yǎng)24 h 后加入不同濃度HAE(0、2、4、8 和16 g·L-1)工作液200 μL,每組至少3 個(gè)復(fù)孔。分別培養(yǎng)24 和48 h 后棄去藥液,每孔加入20 μL、0.5% MTT 溶液,繼續(xù)培養(yǎng)4 h 后吸去孔內(nèi)培養(yǎng)液,每孔加入150 μL 二甲基亞砜(dimethyl sulfoxide,DMSO),搖床震蕩10 min,酶標(biāo)儀檢測各組細(xì)胞于波長490 nm 處吸光度(A)值,計(jì)算各組細(xì)胞存活率。細(xì)胞存活率=[(實(shí)驗(yàn)組A值-空白組A 值)/(對照組A 值-空白組A 值)]×100%。
1.4 細(xì)胞劃痕實(shí)驗(yàn)檢測各組細(xì)胞遷移率消化收集細(xì)胞,采用含2.5% FBS 的DMEM 培養(yǎng)基混勻后接種于6 孔細(xì)胞培養(yǎng)板,24 h 后采用200 μL 槍頭垂直劃線,加入0 和4 g·L-1HAE 工作液,并于0、24 和48 h 觀察拍照。采用Image J 軟件的Fiji 模塊分析圖像,測定各組細(xì)胞在不同時(shí)間點(diǎn)的遷移面積,并計(jì)算各組細(xì)胞遷移率。細(xì)胞遷移率=[(遷移前面積-遷移后面積)/(遷移前面積)]×100%。
1.5 流式細(xì)胞術(shù)檢測各組不同細(xì)胞周期細(xì)胞百分率將LCC2 細(xì)胞以適當(dāng)濃度接種于6 cm 培養(yǎng)皿中,24 h 完全貼壁后加入0 和4 g·L-1HAE。培養(yǎng)48 h 后胰酶消化、1 500 r·min-1,離心5 min,收集細(xì)胞,預(yù)冷乙醇固定,染色30 min 后可上機(jī)檢測。采用流式細(xì)胞儀檢測細(xì)胞中DNA 含量判定各組在G0/G1期、S 期和G2/M 期細(xì)胞百分率。
1.6 流式細(xì)胞術(shù)檢測各組細(xì)胞凋亡率將LCC2細(xì)胞以適當(dāng)濃度接種于培養(yǎng)瓶,貼壁后加入0和4 g·L-1HAE,培養(yǎng)48 h 后用無水乙二胺四乙酸(ethylene diamine tetraaceticacid,EDTA)的胰酶消化、離心,收集細(xì)胞于1×Binding Buffer 中,Annexin Ⅴ-FITC/PI 染色,暗室孵育5 min 后采用流式細(xì)胞術(shù)檢測,并計(jì)算各組細(xì)胞凋亡率。細(xì)胞凋亡率=(早期凋亡細(xì)胞數(shù)+晚期凋亡細(xì)胞數(shù))/細(xì)胞總數(shù)×100%。
1.7 Transwell 小室實(shí)驗(yàn)檢測各組遷移細(xì)胞數(shù)接種細(xì)胞于6 孔細(xì)胞培養(yǎng)板,采用含10%FBS 的培養(yǎng)基培養(yǎng)24 h 后更換為無血清藥物工作液,繼續(xù)培養(yǎng)48 h 后棄去藥液,胰酶消化細(xì)胞,離心,空白培養(yǎng)基重懸計(jì)數(shù),Transwell 小室上室加入150 μL 2×104個(gè)細(xì)胞懸液,下室加入700 μL 含20%血清的培養(yǎng)基,培養(yǎng)24 h。經(jīng)甲醇固定、0.1%結(jié)晶紫染色和PBS 緩沖液洗滌后置于倒置顯微鏡下觀察并拍照,采用Image J 軟件自動計(jì)數(shù)功能計(jì)算各組遷移細(xì)胞數(shù)。
1.8 Western blotting 法檢測各組細(xì)胞中ERα、AIB1 和survivin 蛋白表達(dá)水平收集培養(yǎng)好的細(xì)胞,RIPA 裂解含1% PMSF 和1% 蛋白磷酸酶抑制劑緩沖液裂解蛋白,采用BCA 法測定蛋白濃度,煮沸后取30 μg 蛋白上樣量進(jìn)行SDS-PAGE 電泳轉(zhuǎn)膜,再用5%脫脂奶粉室溫封閉2 h。孵育一抗:β-actin (1∶2 000)、ERα (1∶1 000)、AIB1 和survivin(1∶500)4 ℃過夜,1×TBST 溶液洗滌3 次,二抗(1∶5 000)孵育1 h,ECL 試劑發(fā)光顯影并拍照。采用Image J 軟件分析各組細(xì)胞蛋白條帶灰度值,以β-actin 和GAPDH 為內(nèi)參,計(jì)算目的蛋白表達(dá)水平。目的蛋白表達(dá)水平=目的蛋白條帶灰度值/內(nèi)參蛋白條帶灰度值。
1.9 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析采用SPSS 21.0 統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。各組細(xì)胞存活率、細(xì)胞遷移率、不同細(xì)胞周期細(xì)胞百分率、細(xì)胞凋亡率、遷移細(xì)胞數(shù)和細(xì)胞中ERα、AIBI 和survivin 蛋白表達(dá)水平均符合正態(tài)分布,以±s 表示,多組間樣本均數(shù)比較采用單因素方差分析,組間樣本均數(shù)兩兩比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)。以P<0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1 各組乳腺癌LCC2 細(xì)胞存活率作用24 h 時(shí),與0 g·L-1HAE 組比較,4、8 和16 g·L-1HAE 組細(xì)胞存活率明顯降低(P<0.01);與4 g·L-1HAE組比較,8 g·L-1HAE 組細(xì)胞存活率差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。作用48 h 時(shí),與0 g·L-1HAE 組比較,2、4、8 和16 g·L-1HAE組細(xì)胞存活率明顯降低(P<0.01);與4 g·L-1HAE組比較,8 g·L-1HAE 組細(xì)胞存活率降低(P<0.05)。與作用24 h 時(shí)比較,作用48 h 時(shí),2、4、8 和16 g·L-1HAE 組細(xì)胞存活率明顯降低(P<0.01)。HAE 作用48 h 的半數(shù)抑制濃度(half inhibitory concentration,IC50)為7.13 g·L-1。HAE 呈時(shí)間和劑量依賴性抑制乳腺癌LCC2 細(xì)胞生長,選擇4 g·L-1HAE 進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)。見圖1。作用48 h時(shí),與對照組(100%±0.0%)比較,TAM 組細(xì)胞存活率(102.00%±1.41%)差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。與TAM 組(102.00%±1.41%)和4 g·L-1HAE 組(76.00%±1.83%)比較,TAM+HAE 組細(xì)胞存活率 (69.50%±2.65%)明顯降低(P<0.01)。
2.2 各組細(xì)胞遷移率作用24 h 時(shí),與0 g·L-1HAE 組(18.36%±2.95%)比較,4 g·L-1HAE 組細(xì)胞遷移率(14.44%±2.48%)差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。作用48 h 時(shí),與0 g·L-1HAE 組(25.99%±4.05%)比較,4 g·L-1HAE 組細(xì)胞遷移 率 (16.21%±3.14%)降 低 (P<0.05)。見圖2。
圖2 細(xì)胞劃痕實(shí)驗(yàn)檢測2 組LCC2 細(xì)胞遷移情況Fig.2 Migration of LCC2 cells in two groups detected by cell scratch assay
2.3 各組不同細(xì)胞周期細(xì)胞百分率作用48 h 時(shí),與0 g·L-1HAE組(14.40%±1.53%)比較,4 g·L-1HAE 組S 期細(xì)胞百分率(29.30%±4.60%)明顯升高(P<0.01)。見圖3。
圖3 流式細(xì)胞術(shù)檢測2 組不同細(xì)胞周期細(xì)胞百分率Fig.3 Percentages of LCC2 cells at different cell cycles in two groups detected by flow cytometry
2.4 各組乳腺癌LCC2 細(xì)胞凋亡率作用48 h 時(shí),與0 g·L-1HAE 組(17.70%±7.15%)比較,4 g·L-1HAE 組(37.63%±5.39%)細(xì)胞凋亡率升高(P<0.05)。見圖4。
圖4 2 組LCC2 細(xì)胞凋亡率Fig.4 Apoptotic rates of LCC2 cells in two groups
2.5 各組乳腺癌LCC2 細(xì)胞的遷移細(xì)胞數(shù)作用48 h 時(shí),與對照組(95.00 個(gè)±21.58 個(gè))比較,TAM 組遷移細(xì)胞數(shù)(90.22 個(gè)±15.06 個(gè))差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05);與TAM 組(90.22 個(gè)±15.06 個(gè))和4 g·L-1HAE 組(59.78 個(gè)±5.09 個(gè))比較,TAM+HAE 組遷移細(xì)胞數(shù)(37.44 個(gè)±7.31 個(gè))明顯減少(P<0.01)。見圖5。
圖5 Transwell小室實(shí)驗(yàn)檢測各組LCC2細(xì)胞的遷移情況(Bar=200 μm)Fig.5 Migration of LCC2 cells in various groups detected by Transwell chamber assay(Bar=200 μm)
2.6 各組乳腺癌MCF-7 和LCC2 細(xì)胞中ERα、AIB1 和survivin 蛋白表達(dá)水平與MCF-7 細(xì)胞比較,LCC2 細(xì)胞中ERα、AIB1 和survivin 蛋白表達(dá)水平明顯升高(P<0.05 或P<0.01)。作用48 h時(shí),與0 g·L-1HAE 比較,2、4、8 和16 g·L-1HAE 組MCF7 和LCC2 細(xì)胞中ERα、AIB1 及survivin 蛋白表達(dá)水平明顯降低(P<0.01)。見圖6 和7。
圖6 MCF-7 和LCC2 細(xì)胞中ERα、AIB1 和survivin 蛋白表達(dá)電泳圖(A,C)和直條圖(B,D)Fig.6 Electrophoregrams(A,C) and histograms(B,D) of expressions of ERα, AIB1, and survivin proteins in MCF-7 and LCC2 cells
圖7 不同濃度HAE 組LCC2 細(xì)胞中ERα、AIB1 和survivin 蛋白表達(dá)電泳圖(A,C)和直條圖(B,D)Fig.7 Electrophoregrams(A,C) and histograms(B,D) of expressions of ERα, AIB1 and survivin proteins in LCC2 cells in different concentrations of HAE groups
TAM 耐藥是乳腺癌患者內(nèi)分泌治療長期生存獲益的主要障礙,目前芳香化酶抑制劑、哺乳動物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin,mTOR)抑制劑、CDK4/6 抑制劑和HDAC 抑制劑等新藥的出現(xiàn)改善了乳腺癌內(nèi)分泌耐藥患者的預(yù)后,但其較高的費(fèi)用及不良反應(yīng),已嚴(yán)重影響了患者的依從性和治療效果。而中藥因其多途徑、多通路和多靶點(diǎn)的作用優(yōu)勢及特色在抗腫瘤治療中的作用日益顯著[12]。
HAE 在肝癌、肺癌、胃癌和乳腺癌等多種腫瘤中發(fā)揮抗腫瘤作用[11],但關(guān)于其在乳腺癌TAM耐藥中作用的研究較少。研究[13-14]證實(shí):腫瘤細(xì)胞具有激活增殖、無限復(fù)制、侵襲轉(zhuǎn)移和逃避凋亡等特征??鼓[瘤藥物誘發(fā)腫瘤細(xì)胞死亡大多是通過抑制腫瘤細(xì)胞增殖和轉(zhuǎn)移,誘導(dǎo)其凋亡和阻滯周期而實(shí)現(xiàn)[15-16]。本研究結(jié)果顯示:HAE 對LCC2 細(xì)胞有明顯的生長和遷移抑制作用,并可誘導(dǎo)細(xì)胞周期阻滯和凋亡從而發(fā)揮抗腫瘤作用。低劑量TAM 對LCC2 細(xì)胞的增殖和遷移無抑制作用,而HAE 與低劑量TAM 聯(lián)合作用后,LCC2 細(xì)胞增殖活性和遷移能力受到更好的抑制,且該抑制作用較HAE和TAM 單藥更明顯。提示HAE 與TAM 有協(xié)同作用,HAE 作用后,LCC2 細(xì)胞中某些TAM 耐藥通路或分子發(fā)生改變,在一定程度上增加了耐藥細(xì)胞對TAM 的敏感性。
ERα 是位于細(xì)胞核中的ER,發(fā)揮轉(zhuǎn)錄因子功能,ERα 在乳腺癌組織中顯著高表達(dá),約占70%,而在正常乳腺上皮組織中表達(dá)不足10%[17-18]。研究[19]顯示:ERα 可通過表皮生長因子受體(epidermal growth factor receptor,EGFR)/人表皮生長因子受體2 (human epidermal growth factor receptor 2,HER2)信號通路促進(jìn)乳腺癌細(xì)胞的增殖,同時(shí)ERα 構(gòu)象改變可導(dǎo)致不依賴激素的腫瘤細(xì)胞增殖和內(nèi)分泌耐藥。ERα 還可通過激活膜起始的信號通路如絲裂原活化蛋白激酶(mitogenactivated protein kinase,MAPK)/細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶(extracellular regulated,ERK)和磷脂酰肌醇3(phospoinositide 3 kinase,PI3K)/蛋白激酶B(protein kinase B,Akt)等通路,促進(jìn)TAM 的激動劑作用[20]。AIB1 是核受體共激活劑SRC 家族的成員,在乳腺癌中AIB1 和ER 相互作用促進(jìn)雌激素依賴性基因轉(zhuǎn)錄[21]。研究[22]表明:高水平AIB1 可能通過增強(qiáng)藥物的雌激素激動劑活性導(dǎo)致TAM 耐藥性。survivin 是在多種惡性腫瘤中過表達(dá)的凋亡基因,主要起調(diào)節(jié)細(xì)胞周期和抑制凋亡細(xì)胞死亡的作用[23]。研究[24]顯示:TAM 促進(jìn)細(xì)胞凋亡的作用是通過抑制survivin 基因表達(dá)而實(shí)現(xiàn)的。表明ERα、AIB1 和survivin 蛋白的高表達(dá)可介導(dǎo)TAM 耐藥,這與本研究結(jié)果一致。同時(shí)本研究結(jié)果顯示:不同濃度HAE 對LCC2 細(xì)胞中ERα、AIB1 和survivin 蛋白表達(dá)產(chǎn)生明顯的抑制作用,且呈劑量依賴性。表明ERα、AIB1 和survivin 蛋白表達(dá)下調(diào)可能是介導(dǎo)HAE 對LCC2 細(xì)胞生物學(xué)行為改變和改善TAM 耐藥作用的機(jī)制。
綜上所述,HAE 可抑制LCC2 細(xì)胞增殖和遷移,誘導(dǎo)細(xì)胞發(fā)生凋亡和細(xì)胞周期阻滯,改善細(xì)胞對TAM 的耐藥性,其機(jī)制可能是通過下調(diào)ERα、AIB1 和survivin 等蛋白表達(dá)實(shí)現(xiàn)的。本研究為HAE 改善乳腺癌患者TAM 耐藥提供了新的依據(jù),對于采用HAE 作為乳腺癌內(nèi)分泌耐藥患者的補(bǔ)充治療具有一定的臨床參考價(jià)值。
吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(醫(yī)學(xué)版)2023年3期