蘭煒蘭,林久茂,趙錦燕*
(1.福建林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院,福建 南平 353000;2.福建中醫(yī)藥大學(xué)中西醫(yī)結(jié)合研究院,福建 福州 350122;3.福建省中西醫(yī)結(jié)合老年性疾病重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,福建 福州 350122;4.中西醫(yī)結(jié)合基礎(chǔ)福建省高等學(xué)校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,福建 福州 350122)
胃癌是消化道最常見的惡性腫瘤之一,雖然臨床治療胃癌水平不斷提高,但其5 年生存率仍然很低,主要原因是胃癌的轉(zhuǎn)移和化療藥物產(chǎn)生耐藥[1-2]。因此尋找新的治療策略抑制胃癌轉(zhuǎn)移和逆轉(zhuǎn)耐藥性是臨床面臨的挑戰(zhàn)。胃癌轉(zhuǎn)移和耐藥是逃避凋亡的過程,而上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelial-mesenchymal transition,EMT)的異質(zhì)性和可塑性在胃癌轉(zhuǎn)移和耐藥過程中起關(guān)鍵作用[3],是胃癌細(xì)胞獲得轉(zhuǎn)移特征的潛在機(jī)制。EMT 通過降解胃癌細(xì)胞間的黏附結(jié)構(gòu),從而增強(qiáng)胃癌細(xì)胞的侵襲性,并引導(dǎo)胃癌細(xì)胞對(duì)化療產(chǎn)生耐藥,最終導(dǎo)致治療失?。?-5]。此外,患者產(chǎn)生耐藥后通過改變細(xì)胞形態(tài)促進(jìn)胃癌耐藥細(xì)胞發(fā)生EMT,使其更容易發(fā)生轉(zhuǎn)移,轉(zhuǎn)移和耐藥是相互影響、相互促進(jìn)的關(guān)系[6-8]。因此,深入探究胃癌細(xì)胞耐藥與其在EMT 中轉(zhuǎn)移的潛在機(jī)制,將為腫瘤耐藥臨床研究提供新的依據(jù)。
八寶丹(BBD)具有明顯的抗腫瘤的作用,臨床上長(zhǎng)期用于各種消化道腫瘤的輔助治療[9-10]。前期研究表明:八寶丹促進(jìn)胃癌耐藥細(xì)胞的凋亡和自噬,逆轉(zhuǎn)胃癌多藥耐藥[11],抑制胃癌耐藥細(xì)胞生長(zhǎng)及轉(zhuǎn)移[12],但其聯(lián)合化療藥物的作用及機(jī)制卻不明確。順鉑(cisplatin,DDP)作為常用的一線抗腫瘤藥物,其療效已得到廣泛檢驗(yàn),是胃癌最有效的化療藥物之一,尤其是對(duì)胃癌晚期患者[13-14],但后期容易出現(xiàn)耐藥。因此,本研究初步觀察八寶丹聯(lián)合順鉑對(duì)胃癌耐藥細(xì)胞SGC7901/DDP 生長(zhǎng)及遷移、侵襲的影響。
1.1 實(shí)驗(yàn)細(xì)胞 胃癌耐藥細(xì)胞SGC7901/DDP 購自北京北納創(chuàng)聯(lián)生物技術(shù)研究所。
1.2 實(shí)驗(yàn)藥物 BBD 購自廈門中藥廠股份有限公司(0.3 g/粒,批號(hào):180901),取0.3 g BBD 研磨成粉末,加入12 mL 磷酸鹽緩沖液(PBS),超聲助溶,配置成25 mg/mL BBD 母液,滅菌搖勻后,冷藏4 ℃?zhèn)溆谩m樸K(DDP,MKG2946)購于美國Sigma 公司。取約1 mg DDP 粉末,加入1 mL PBS 溶液溶解搖勻后,制成1 mg/mL DDP 母液,現(xiàn)配現(xiàn)用。
1.3 實(shí)驗(yàn)試劑 0.25% 胰蛋白酶、二甲基亞砜(DMSO)均購自美國Gibco 公司;四甲基偶氮唑藍(lán)(MTT)干粉(美國Sigma 公司);PBS(美國Hyclone公司);遷移侵襲板(美國Biocoat 公司);RIPA 裂解液(上海碧云天生物有限公司);GAPDH、E-鈣黏蛋白(E-cadherin)、N-鈣黏蛋白(N-cadherin)、波形蛋白(Vimentin)、基質(zhì)金屬蛋白酶(MMP)-9、MMP-2抗體、二抗兔抗和鼠抗均購自美國CST 公司。
1.4 實(shí)驗(yàn)儀器 超純水凈化系統(tǒng)(美國Millipore 公司);-80 ℃超低溫冰箱、低速離心機(jī)均購自美國Thermo Fisher Scientific 公司;倒置顯微鏡(德國Leica 公司);微孔板酶標(biāo)儀(德國Tecan 公司);低溫高速離心機(jī)(德國Eppendorf 公司);制冰機(jī)(日本Sanyo 公司);干式恒溫金屬浴(上海培清科技有限公司);小型垂直電泳槽、Trans-blot 小型轉(zhuǎn)印槽轉(zhuǎn)膜儀、超高靈敏度化學(xué)發(fā)光成像系統(tǒng)均購自美國Bio-Rad 公司。
2.1 細(xì)胞培養(yǎng) 用含有雙抗(各100 μg/mL 青霉素和鏈霉素)和10%胎牛血清(FBS)的RPMI 1640 培養(yǎng)液培養(yǎng)SGC7901/DDP 細(xì)胞,為了確保SGC7901/DDP 細(xì)胞的耐藥性,在培養(yǎng)液中加入1 μg/mL DDP溶液,置于培養(yǎng)箱中培養(yǎng);待SGC7901/DDP 細(xì)胞密度長(zhǎng)至約65%~75%時(shí),胰酶消化,離心、棄上清液,重懸,按1∶3 接種傳代,在后續(xù)干預(yù)實(shí)驗(yàn)時(shí)均不加入1 μg/mL DDP 溶液。
2.2 DDP 和BBD 干預(yù)濃度篩選 將對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期SGC7901/DDP 細(xì)胞消化后接種于96 孔板中,分別加入0、1、2、4、6、8、10、16、32 μg/mL DDP 溶液和0、0.25、0.5、0.75、1.0 mg/mL BBD 溶液干預(yù)48 h,棄上清加入100 μL MTT 溶液,37 ℃培養(yǎng)4 h,棄液體加入100 μL DMSO 溶液,避光放置10 min,振勻,在酶標(biāo)儀570 nm 波長(zhǎng)處檢測(cè)OD 值,通過公式計(jì)算細(xì)胞活力。
結(jié)果顯示:2 μg/mL DDP 和0.25 mg/mL BBD開始對(duì)SGC7901/DDP 細(xì)胞具有抑制作用,隨著濃度的增大其抑制作用也增強(qiáng)。結(jié)合臨床用藥都是從小劑量開始和容易產(chǎn)生藥物耐受,選擇開始起作用的濃度作為聯(lián)合用藥的劑量,見圖1。
圖1 不同濃度DDP 和BBD 對(duì)SGC7901/DDP 細(xì)胞活力的影響
2.3 細(xì)胞分組與干預(yù) 將SGC7901/DDP 細(xì)胞分為對(duì)照組、DDP 組、BBD 組和聯(lián)合組,對(duì)照組加入常規(guī)培養(yǎng)基,DDP 組加入2 μg/mL DDP 溶液,BBD 組加入0.25 mg/mL BBD 溶液,聯(lián)合組加入0.25 mg/mL BBD 溶液和2 μg/mL DDP 溶液,均干預(yù)48 h。
2.4 細(xì)胞活力檢測(cè) 將對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的SGC7901/DDP 細(xì)胞消化后接種于96 孔板中,按“2.3”項(xiàng)下方法干預(yù)48 h,按“2.2”項(xiàng)下MTT法檢測(cè)4組細(xì)胞活力。
2.5 Transwell 遷移和侵襲實(shí)驗(yàn) 將SGC7901/DDP細(xì)胞按4.0×105個(gè)/孔均勻接種于6 孔板中培養(yǎng),按“2.3”項(xiàng)下方法干預(yù)48 h,收集活細(xì)胞,用不含F(xiàn)BS培養(yǎng)基將細(xì)胞稀釋至濃度為2.5×105個(gè)/mL 的細(xì)胞液,取200 μL 細(xì)胞液分別接種于侵襲板或遷移板小室的上層,同時(shí)取0.75 mL 含10% FBS 培養(yǎng)基放入下室,置于培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24 h。觀察下室有無細(xì)胞遷入,若有,取出小室,用4%多聚甲醛固定上下室12 min,再用結(jié)晶紫染色10 min,用PBS 溶液輕輕清除小室里側(cè)(上室)細(xì)胞,待晾干后,倒置顯微鏡觀察并拍照,通過統(tǒng)計(jì)5 個(gè)視野中遷移板和侵襲板下層的細(xì)胞數(shù)目來評(píng)價(jià)SGC7901/DDP 細(xì)胞迀移和侵襲能力。
2.6 黏附實(shí)驗(yàn) 按“2.3”項(xiàng)下方法干預(yù)48 h,經(jīng)消化后調(diào)整細(xì)胞濃度,按4.0×105個(gè)/孔再次接種于6 孔板孵育6 h,棄上清,PBS 溶液輕輕洗2 遍,甲醛固定,采用0.1%結(jié)晶紫染色13 min,顯微鏡下觀察并隨機(jī)拍照,每組隨機(jī)取3 張照片統(tǒng)計(jì)細(xì)胞數(shù)目,取均值,作為每組細(xì)胞黏附數(shù)。
2.7 Western blot 檢測(cè)遷移和侵襲相關(guān)蛋白表達(dá)量 按“2.3”項(xiàng)下方法干預(yù)48 h,棄上清,用RIPA 液裂解細(xì)胞,BCA 法測(cè)定蛋白濃度。經(jīng)加熱變性、電泳、轉(zhuǎn)膜,封閉液封閉30 min,PBS 溶液清洗后置于E-cadherin(1∶500)、N-cadherin(1∶500)、Vimentin(1∶500)、MMP-9(1∶500)、MMP-2(1∶500)一抗中4 ℃搖床過夜,PBS 溶液清洗,置于二抗溶液(1∶500)中孵育1 h。PBS 溶液漂洗后加顯色液避光反應(yīng)45 s,ECL 發(fā)光液顯影,用Bio-Rad 系統(tǒng)成像并保存記錄,用ImageJ 軟件檢測(cè)條帶灰度值。
2.8 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 28.0 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。計(jì)量資料符合正態(tài)分布以(±s)表示,組間比較采用單因素方差分析,兩兩比較采用LDS-t檢驗(yàn)。P<0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
3.1 4 組細(xì)胞活力比較 見圖2。
圖2 4 組細(xì)胞活力比較
3.2 4 組遷移和侵襲情況比較 給藥組干預(yù)48 h后,遷移、侵襲細(xì)胞數(shù)較對(duì)照組明顯減少(P<0.05);聯(lián)合組遷移、侵襲的細(xì)胞數(shù)較BBD 組和DDP 組明顯減少(P<0.05)。見圖3、圖4。
圖3 4 組細(xì)胞遷移和侵襲圖(×200)
圖4 4 組細(xì)胞遷移和侵襲數(shù)目比較
3.3 4 組細(xì)胞黏附力比較 給藥組黏附細(xì)胞數(shù)較對(duì)照組明顯減少(P<0.05);聯(lián)合組黏附細(xì)胞數(shù)較BBD組和DDP組明顯減少(P<0.05)。見圖5。
圖5 4 組細(xì)胞黏附力情況比較(×200)
3.4 4 組遷移和侵襲相關(guān)蛋白表達(dá)量比較 與對(duì)照組比較,DDP 組和BBD 組N-cadherin、Vimentin、MMP-9 蛋白表達(dá)量均明顯降低(P<0.05),E-cadherin蛋白表達(dá)量明顯升高(P<0.05);BBD組MMP-2蛋白表達(dá)量明顯降低(P<0.05)。與DDP 組和BBD組比較,聯(lián)合組N-cadherin、Vimentin、MMP-9、MMP-2蛋白表達(dá)量均明顯降低(P<0.05),E-cadherin 蛋白表達(dá)量明顯升高(P<0.05)。見表1、圖6。
表1 4 組遷移和侵襲相關(guān)蛋白表達(dá)量比較(±s)
表1 4 組遷移和侵襲相關(guān)蛋白表達(dá)量比較(±s)
注:與對(duì)照組比較,1) P<0.05;與DDP 組比較,2) P<0.05;與BBD 組比較,3) P<0.05。
MMP-2 1.00±0.05 1.00±0.05 0.90±0.041)0.73±0.052)3)組別對(duì)照組DDP組BBD組聯(lián)合組N-cadherin 1.00±0.05 0.88±0.051)0.81±0.041)0.46±0.042)3)E-cadherin 1.00±0.05 1.28±0.051)1.38±0.051)1.51±0.062)3)Vimentin 1.00±0.04 0.87±0.041)0.85±0.051)0.53±0.042)3)MMP-9 1.00±0.05 0.90±0.051)0.89±0.041)0.66±0.032)3)
圖6 4 組遷移和侵襲相關(guān)蛋白條帶圖
胃癌根據(jù)臨床癥狀歸屬于中醫(yī)學(xué)“噎嗝”“反胃”“胃脘痛”“癥瘕”“積聚”等范疇,其病因主要與六淫邪毒、飲食不潔、生活起居不規(guī)律、情志失調(diào)有關(guān),正氣虛弱,脾胃損傷也可導(dǎo)致機(jī)體的陰陽失調(diào),運(yùn)化失常,臟腑、氣血、經(jīng)絡(luò)功能的障礙,從而引起濕毒、氣滯、痰凝、血瘀交阻于胃,聚集成塊,形成胃癌[11]。因此,胃癌的中醫(yī)治則主要為清熱祛濕、健脾行氣、活血化瘀。八寶丹主產(chǎn)于福建,主要由羚羊角、珍珠、牛黃、麝香、蛇膽、三七等中藥組成,具有清濕熱、利肝膽、散瘀滯之效。
研究發(fā)現(xiàn):發(fā)生EMT 的胃癌細(xì)胞更容易誘導(dǎo)胃癌細(xì)胞發(fā)生化療耐藥,而胃癌細(xì)胞可通過誘導(dǎo)EMT 來增強(qiáng)胃癌細(xì)胞的遷移和侵襲力,使胃癌細(xì)胞對(duì)化療藥物產(chǎn)生更強(qiáng)的耐藥性[15-17]。E-cadherin 是維持上皮完整性黏附連接的一個(gè)重要組分,N-cadherin 介導(dǎo)細(xì)胞間的黏附,是腫瘤遷移侵襲的一個(gè)重要因子。E-cadherin 和N-cadherin 的異常表達(dá)會(huì)導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞的侵襲和遷移增加,并導(dǎo)致化療耐藥和治療失?。?8-20]。Vimentin 負(fù)責(zé)細(xì)胞骨架的完整性,其對(duì)細(xì)胞的靈活性很重要。在間充質(zhì)細(xì)胞研究中發(fā)現(xiàn):抑制E-cadherin 和增強(qiáng)Vimentin 的表達(dá)會(huì)增加細(xì)胞骨架的強(qiáng)度和柔韌性以及遷移和侵入組織的能力,使其在遷移過程中不易受損,且更具靈活性,促進(jìn)胃癌耐藥細(xì)胞轉(zhuǎn)移并導(dǎo)致耐藥[21-22]。本研究結(jié)果顯示:八寶丹聯(lián)合順鉑能明顯降低胃癌耐藥細(xì)胞的遷移和侵襲能力,抑制N-cadherin、Vimentin 蛋白表達(dá),上調(diào)E-cadherin 蛋白表達(dá),其聯(lián)合結(jié)果比單一應(yīng)用八寶丹和順鉑效果好,提示八寶丹聯(lián)合順鉑可能通過下調(diào)N-cadherin、Vimentin 表達(dá)來抑制胃癌耐藥細(xì)胞的遷移和侵襲,而E-cadherin的上調(diào)可能與癌細(xì)胞遷移能力降低及其對(duì)細(xì)胞死亡的敏感性有關(guān)。
EMT 另一個(gè)標(biāo)志特征是上皮細(xì)胞完整性丟失,其通過激活基質(zhì)金屬蛋白酶(MMPs)等蛋白酶,降低上皮細(xì)胞間接觸的黏附連接,并會(huì)降解上皮鈣粘素,使細(xì)胞或細(xì)胞群侵入其細(xì)胞外基質(zhì)使腫瘤細(xì)胞發(fā)生轉(zhuǎn)移[23]。相關(guān)報(bào)道也顯示:MMPs 的激活顯著增加轉(zhuǎn)移相關(guān)基因的表達(dá),而MMPs 的低表達(dá)可以抑制胃癌細(xì)胞的遷移和侵襲[24]。本研究結(jié)果顯示:八寶丹聯(lián)合順鉑干預(yù)胃癌耐藥細(xì)胞可降低MMP-2 和MMP-9 的蛋白表達(dá),其降低程度較單一應(yīng)用八寶丹和順鉑明顯,提示八寶丹聯(lián)合順鉑通過下調(diào)MMP-2、MMP-9 相關(guān)蛋白,抑制胃癌耐藥細(xì)胞的遷移和侵襲,增加了胃癌耐藥細(xì)胞對(duì)DDP 的敏感性。
綜上所述,八寶丹聯(lián)合順鉑通過上調(diào)E-cadherin 和下調(diào)N-cadherin、Vimentin、MMP-2、MMP-9蛋白的表達(dá),抑制了胃癌耐藥細(xì)胞的遷移和侵襲,增強(qiáng)胃癌耐藥細(xì)胞對(duì)DDP 的敏感性。