王 麗,虞 瑩,龍林梅,張慶青,唐麗華,梁中琴
(蘇州大學(xué)藥學(xué)院藥理學(xué)系,江蘇 蘇州 215123)
珍珠菜(Lysimachia clethroides Duby)為報春花科植物虎尾珍珠菜的根或全草,性平味辛澀,主要作用是活血調(diào)經(jīng),利水消腫[1]。研究表明,從珍珠菜全草中提取得到的抗腫瘤有效部位ZE4的主要成分為總黃酮苷,對小鼠宮頸癌U14實體瘤[2]、小鼠白血病 L1210[3]、小鼠肝癌H22[4]、人白血病HL-60[5-6]和K562 細(xì)胞[5,7]等均有抑制作用,但未見有關(guān)其對肝癌Bel-7402細(xì)胞裸鼠移植瘤抑制作用的報道。本研究觀察珍珠菜抗腫瘤有效部位ZE4對肝癌Bel-7402細(xì)胞裸鼠移植瘤抑制作用及移植瘤組織中細(xì)胞凋亡和血管生成的影響,為其用于肝癌治療提供實驗依據(jù)。
5周齡雄性裸鼠BALB/c nu,體質(zhì)量18~22 g,購自愛爾麥特科技有限公司,動物許可證號:SYXK(蘇)2007-0035。肝癌Bel-7402細(xì)胞由蘇州大學(xué)腫瘤藥理實驗室保存,用含10%小牛血清的RPMI 1640培養(yǎng)液培養(yǎng),置于37℃,5%CO2恒溫培養(yǎng)箱內(nèi),用0.25%胰蛋白酶消化液消化傳代。2.5%5-氟尿嘧啶(5-fluorouracil,5-FU)注射液購自上海旭東海普藥業(yè)有限公司;兔抗人Bax抗體和鼠抗人Bcl-2抗體購自Millipore公司;鼠抗人β肌動蛋白抗體和兔抗鼠CD34抗體購自Abcam公司;熒光標(biāo)記山羊抗鼠IgG二抗和山羊抗兔IgG二抗購自美國Gaithersburg公司;DAB顯色試劑盒(SK-4105)購自Vector Laboratories公司;其他試劑均為國產(chǎn)分析純。HeraeusBB16UV型 CO2培養(yǎng)箱,德國 Heraeus公司;Eclipse TE2000-U型倒置熒光顯微鏡,日本Nikon公司;JY96-1Ⅰ型超聲細(xì)胞破碎儀,寧波科生儀器廠;垂直電泳槽和轉(zhuǎn)移電泳槽,Bio-Rad公司;BCM-1000A型生物潔凈工作臺,蘇凈安泰有限公司;Odyssey型雙色紅外激光成像系統(tǒng),美國基因有限公司。
珍珠菜藥材由蘇州雷允上藥材采購站提供,經(jīng)蘇州大學(xué)藥學(xué)院劉春宇教授鑒定為虎尾珍珠菜全草。珍珠菜抗腫瘤有效部位ZE4為采用藥物活性跟蹤法進行體外篩選得到的抗腫瘤有效部位[8],主要成分為總黃酮苷,由蘇州大學(xué)植物化學(xué)實驗室提供(批號:2005071201);以蘆丁作為對照品,采用紫外分光光度法測定ZE4中總黃酮含量,總黃酮含量為33.3%[9]。每天ig給藥時用滅菌蒸餾水溶解成適當(dāng)濃度給藥。具體制備工藝如下:取經(jīng)粉碎的珍珠菜藥材適量,依次加入12,10和8倍量的80%乙醇,加熱回流提取,每次1.5 h,合并提取液,過濾。濾液減壓回收溶劑,并濃縮至含生藥500 g·L-1。濃縮液加2倍體積水稀釋,靜置,抽濾除去不溶性物質(zhì),濾液再次濃縮,即得珍珠菜上樣液,提取液回收乙醇,濃縮成浸膏(1 g浸膏相當(dāng)于3 g生藥),真空干燥即得。
65只5周齡裸鼠于右側(cè)腋下皮下接種Bel-7402細(xì)胞,每只1.0×107細(xì)胞。測量腫瘤體積V(mm3)=0.5 × a×b2〔a:腫瘤的長徑(mm),b:腫瘤的短徑(mm)〕。接種 15 d后測得腫瘤平均體積約120 mm3,選取腫瘤體積在80~140 mm3的裸鼠40只,根據(jù)裸鼠體質(zhì)量和腫瘤體積隨機分為模型(ig給予滅菌蒸餾水)、ZE4100、200 和400 mg·kg-1及5-FU 20 mg·kg-1組,每組8只。分組當(dāng)天即開始給藥,ZE4組裸鼠每天ig給藥1次,5-FU組裸鼠隔日ip給予5-FU 1次;給藥體積均為10 ml·kg-1,連續(xù)21 d。每3 d稱體質(zhì)量并測量腫瘤體積。給藥21 d后處死裸鼠,剝離腫瘤組織稱瘤質(zhì)量并儲存?zhèn)溆?。抑瘤?%)=(1-ZE4組瘤質(zhì)量/模型組瘤質(zhì)量)×100%,根據(jù)體積繪制腫瘤生長曲線。
移植瘤組織剪碎后加入裂解液超聲制備50%的組織勻漿,離心得上清,用BCA試劑盒測蛋白質(zhì)濃度后稀釋至等蛋白質(zhì)濃度,加入5×上樣緩沖液變性5 min,上樣量為每孔160 μg,重復(fù)上樣3次(n=3),用10%SDS-PAGE膠分離蛋白后轉(zhuǎn)移至PVDF膜,5%脫脂牛奶封閉1 h,分別加入抗Bax(1∶2000),Bcl-2(1∶1000)和 β 肌動蛋白(1∶600)抗體,4℃過夜后,含Bax的PVDF膜加入熒光標(biāo)記山羊抗兔IgG二抗(1∶10000),含 Bcl-2和 β 肌動蛋白的PVDF膜加入熒光標(biāo)記山羊抗鼠IgG二抗(1∶10000)孵育1 h,測定各蛋白條帶的熒光強度并轉(zhuǎn)換為黑白照片,利用SigmaScan Pro 5軟件分析各蛋白條帶的積分吸光度(integrated absorbance,IA)值。
制備移植瘤組織冰凍切片(5 μm),用3%H2O237℃孵育30 min,PBS沖洗2次,每次5 min;用2.5%正常馬血清工作液于37℃封閉20 min,傾去封閉工作液(勿洗),分別加兔抗鼠CD34抗體(一抗)(1∶50),以PBS代替一抗作為陰性對照,4℃過夜,PBS沖洗2次,每次5 min;加生物素標(biāo)記山羊抗兔IgG抗體(二抗)(1∶500)孵育30 min,PBS沖洗2次,每次 5 min;加入 ABC工作液 37℃孵育30 min,PBS沖洗2次,每次5 min;DAB染色,自來水充分沖洗后,蘇木素復(fù)染1~2 min,鹽酸乙醇中脫色后自來水浸洗,常規(guī)脫水,干燥,封片,光鏡下觀察。在低倍視野下(×40)選取移植瘤組織內(nèi)CD34陽性血管分布最密集區(qū)域,在高倍鏡下(×100)分別選擇5個CD34陽性血管分布密集區(qū)域,計數(shù)CD34陽性血管即微血管數(shù)目,用1 mm2的微血管絕對數(shù)表示,求其平均值作為該組織的微血管密度(microvessel density,MVD)[10]。每個被染成棕黃色、可與周圍血管、腫瘤細(xì)胞及其他結(jié)締組織分開的內(nèi)皮細(xì)胞或內(nèi)皮細(xì)胞簇,無論有無管腔形成和紅細(xì)胞出現(xiàn),均被視為一個微血管[11],分辨不清或染色模糊的細(xì)胞不計。
由表1看出,給藥21 d后,ZE4200 mg·kg-1和陽性對照5-FU組移植瘤質(zhì)量較移植瘤模型組明顯減小(P <0.05),抑瘤率分別為 52.1% 和 47.9%;ZE4100和400 mg·kg-1對移植瘤質(zhì)量無明顯影響。移植瘤生長曲線見圖1,模型組腫瘤體積逐漸增大,給藥21 d后達(dá)(2.90±0.89)cm3,ZE4和5-FU 組裸鼠移植瘤體積增長較為緩慢,其中 ZE4200 mg·kg-1組從14 d后開始與模型組相比明顯減小(P<0.05),5-FU組在21 d與模型組相比減小(P <0.05);ZE4100 和400 mg·kg-1組無明顯變化。提示ZE4200 mg·kg-1可抑制肝癌Bel-7402細(xì)胞移植瘤生長。
Tab.1 Effect of antitumor effective part ZE4 of Lysimachus clethroides Duby on tumor mass of Bel-7402 cell xenografted hepatoma in nude mice
Fig.1 Effect of ZE4 on tumor volume of Bel-7402 cell xenografted hepatoma in nude mice.See Tab.1 for mice treatments.,n=8.*P<0.05,compared with model group.
由表 2和圖 2可見,與模型組比較,ZE4200 mg·kg-1和5-FU組 Bax蛋白條帶 IA值增加,Bcl-2蛋白條帶 IA值降低,Bax/Bcl-2增加(P<0.01);ZE4100 和400 mg·kg-1組 Bax/Bcl-2 無明顯變化;提示Bcl-2家族介導(dǎo)的凋亡途徑可能參與了ZE4的抗腫瘤作用。
Fig.2 Effect of ZE4 on expression of Bax and Bcl-2 in tumor tissue of Bel-7402 cell xenografted hepatoma in nude mice by Western blotting.See Tab.1 for mice treatments.Lane 1:model;lane 2,3 and 4:ZE4100,200 and 400 mg·kg-1,respectively;lane 5:5-FU 20 mg·kg-1.
免疫組織化學(xué)染色結(jié)果(圖3,圖4)表明,ZE4100~400 mg·kg-1組 MVD 計數(shù)分別為 31.3 ±1.3,13.5 ±1.0 和(20.7 ±1.6)mm-2,5-FU 20 mg·kg-1組為(13.5 ±2.8)mm-2較模型組(42.3 ±2.5)mm-2明顯減少(P <0.01),ZE4200 mg·kg-1組較ZE4100 和400 mg·kg-1組相比更加明顯(P <0.01),提示ZE4 還可能通過抑制新生血管形成抑制移植瘤生長。
Tab.2 Effect of ZE4 on expression of Bax and Bcl-2 in tumor tissue of Bel-7402 cell xenografted hepatoma in nude mice
Fig.3 Effect of ZE4 on angiogenesis in tumor tissue of Bel-7402 cell xenografted hepatoma in nude mice(Immunostaining ×100).See Tab.1 for mice treatments.The black arrow means blood vessels with positive CD34 staining.A:model group;B-D:ZE4100,200 and 400 mg·kg-1groups,respectively;E:5-FU 20 mg·kg-1group.
Fig.4 Effect of ZE4 on microvessel density(MVD)in tumor tissue of Bel-7402 cell xenografted hepatoma in nude mice.See Tab.1 for mouse treatments.1:model group;2-4:ZE4100,200 and 400 mg·kg-1groups,respectively;5:5-FU 20 mg·kg-1 group.,n=5.**P<0.01,compared with model group;##P<0.01,compared with ZE4200 mg·kg-1group.
肝癌是一種高度惡性的腫瘤,手術(shù)是主要的治療手段,但多數(shù)患者發(fā)現(xiàn)時已是晚期,失去了最佳手術(shù)時機,而放化療等其他方法療效均不理想,所以,中醫(yī)藥治療成為多數(shù)患者不可缺少的輔助治療手段。本研究結(jié)果顯示,ZE4200 mg·kg-1對裸鼠Bel-7402肝癌移植瘤生長具有抑制作用,抑瘤率達(dá)52.1%。
細(xì)胞凋亡是在基因調(diào)控下的程序性死亡,凋亡途徑受阻在腫瘤發(fā)病機制中也發(fā)揮重要作用,誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡是當(dāng)今腫瘤治療的熱點。Bcl家族是重要的凋亡調(diào)控基因,與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展和預(yù)后有密切聯(lián)系。其中促凋亡基因Bax和抑凋亡基因Bcl-2經(jīng)轉(zhuǎn)錄表達(dá)后的Bax/Bcl-2比值決定凋亡的敏感性[12]。有研究顯示,肝癌細(xì)胞和組織中均有Bax和Bcl-2的表達(dá),且Bax水平和Bax/Bcl-2二聚體明顯低于正常肝組織,而Bcl-2水平明顯高于周圍正常肝組織,這些蛋白的表達(dá)可能與調(diào)控肝癌發(fā)生有關(guān)[13]。本研究通過測定參與腫瘤凋亡途徑的蛋白含量來檢測細(xì)胞凋亡,發(fā)現(xiàn) ZE4200 mg·kg-1組Bax/Bcl-2值明顯升高,即凋亡敏感性增加,表明ZE4在體內(nèi)可通過誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡而發(fā)揮抗腫瘤作用。
血管生成在惡性腫瘤的生長、浸潤和轉(zhuǎn)移中均發(fā)揮重要作用,目前抑制血管生成可作為治療惡性腫瘤的手段之一。MVD被認(rèn)為是反映腫瘤血管生成及腫瘤浸潤和轉(zhuǎn)移能力的指標(biāo)[14]。CD34作為血管內(nèi)皮細(xì)胞標(biāo)志物具有較高的抗原特異性和穩(wěn)定性,被認(rèn)為是最敏感的內(nèi)皮細(xì)胞標(biāo)志物[15]。應(yīng)用CD34標(biāo)記形成血管的再生上皮細(xì)胞,檢測腫瘤內(nèi)微血管,是目前測定MVD的良好指標(biāo)[16]。肝癌是一類富血供的腫瘤,腫瘤血管生成現(xiàn)象尤為典型,CD34染色可將其清晰地顯示出來[17]。本研究結(jié)果顯示,ZE4200 mg·kg-1組MVD與模型組相比明顯降低,表明ZE4還可通過抑制血管生成發(fā)揮抗腫瘤作用。
本研究通過制備Bel-7402肝癌荷瘤裸鼠模型,以不同濃度ZE4干預(yù)治療21 d,給藥期間各組小鼠均未出現(xiàn)死亡、飲食減少和行動遲緩等現(xiàn)象。給藥期間監(jiān)測移植瘤體積,結(jié)果顯示,ZE4200 mg·kg-1在給藥14 d后即可明顯抑制裸鼠移植瘤生長,5-FU在給藥21 d后抑制移植瘤生長,ZE4100和400 mg·kg-1對移植瘤生長無明顯抑制作用。給藥結(jié)束后稱量各組移植瘤瘤質(zhì)量并計算抑瘤率,ZE4200 mg·kg-1組瘤質(zhì)量為(1.5 ±0.5)g ,與模型組(3.2 ±1.0)g相比明顯減小,抑瘤率達(dá)52.1%,且裸鼠體質(zhì)量并無明顯變化,ZE4100和400 mg·kg-1組移植瘤瘤質(zhì)量無明顯變化。對剝離的腫瘤組織進行表型分析,結(jié)果顯示,ZE4100,200 和400 mg·kg-1均可明顯抑制腫瘤血管生成,以200 mg·kg-1組尤為明顯,且ZE4200 mg·kg-1在抑制腫瘤血管生成的同時還可提高細(xì)胞凋亡敏感性,促進移植瘤細(xì)胞凋亡,ZE4100和400 mg·kg-1對移植瘤細(xì)胞凋亡則無明顯作用。ZE4對Bcl-2和Bax蛋白表達(dá)的影響及對MVD的影響呈非劑量依賴性,與其對移植瘤體積生長的抑制作用和瘤質(zhì)量的影響一致,推測在腫瘤細(xì)胞凋亡調(diào)控和血管生成過程中,ZE4200 mg·kg-1均較100和400 mg·kg-1更能有效調(diào)節(jié)凋亡相關(guān)蛋白表達(dá)和血管生成,從而抑制移植瘤的生長,目前對造成這一現(xiàn)象的具體原因仍有待進一步研究。
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