張 偉 李福榮
(泰山醫(yī)學(xué)院,山東 泰安 271016)
芹菜籽,為傘形科植物芹菜的成熟果實(shí),取自芹菜小小的花朵中,顏色多為棕褐色或深棕色,含桉油醇、磷甲氧基酚、傘花內(nèi)酯、芹菜素、亞麻酸、揮發(fā)性油脂、黃酮、硼、礦物質(zhì)(鈣、鎂、鈉、鋅等)。維吾爾醫(yī)生認(rèn)為芹菜籽有散氣、消腫、利尿、開(kāi)通阻滯、降血壓等功效,在維吾爾藥中主要用于治療高血壓、關(guān)節(jié)炎、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、氣滯性子宮炎、腹水、腎臟等疾病[1]。有報(bào)道證實(shí)芹菜籽有強(qiáng)大的抗癌作用,對(duì)多種癌細(xì)胞均具有殺傷作用[2-3]。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明[4-5],芹菜籽油中所含有的檸檬烯成分具有消炎、抗氧化、利膽等作用,而且是強(qiáng)抗癌物質(zhì),可以預(yù)防和治療化學(xué)致癌物誘導(dǎo)的胃癌、結(jié)腸癌、肺癌、皮膚癌、肝癌、胰腺癌等[6-7]。近年來(lái)天然藥物的抗癌作用研究成為熱點(diǎn),本實(shí)驗(yàn)就芹菜籽粗提物對(duì)卵巢癌細(xì)胞SKOV-3干預(yù)作用的機(jī)制進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,旨在為芹菜籽應(yīng)用于臨床治療提供實(shí)驗(yàn)資料和理論依據(jù)。
1.1 材料 卵巢癌細(xì)胞SKOV-3購(gòu)于中科院上海細(xì)胞所,培養(yǎng)瓶,培養(yǎng)板(Costar公司),RPMI-1640細(xì)胞培養(yǎng)液(Gibic公司),10%新生牛血清(杭州四季青公司),流式細(xì)胞術(shù)凋亡檢測(cè) Annexin V-FITC雙染色及細(xì)胞周期PI檢測(cè)試劑盒(南京凱基生物技術(shù)有限公司),二甲基亞砜(DMSO)等。
1.2 方法
1.2.1 芹菜籽提取物(CSE)提取方法 應(yīng)用CO2超臨界萃取法(SFE-CO2)提取芹菜籽有效成分,芹菜籽300 g烘干、粉碎、過(guò)篩(60目),投入萃取釜中,先后采用一級(jí)萃取、二級(jí)分離的階梯法萃取。設(shè)定萃取器壓力25 MPa,溫度45℃,萃取時(shí)間為2 h,再進(jìn)入冷凍、高壓泵、再冷凍循環(huán)。萃取得到半固體深褐色油狀物,稱重67 g。
1.2.2 MTT檢測(cè)CSE對(duì)細(xì)胞生長(zhǎng)的抑制作用 卵巢癌細(xì)胞SKOV-3傳代接種于含10%新生牛血清的RPMI-1640培養(yǎng)瓶中,置于37℃含5%CO2的細(xì)胞培養(yǎng)箱中,2~3天傳代一次,取對(duì)數(shù)期細(xì)胞,按密度0.4×105/ml接種于96孔培養(yǎng)板,無(wú)血清培養(yǎng)24 h。分別加入終濃度為 5,0.5,0.05 μg/L CSE高、中、低劑量組。干預(yù)12 h后加入MTT溶液,4 h后加入DMSO溶液,10 min后在酶聯(lián)免疫監(jiān)測(cè)儀上測(cè)定各孔光吸收值,記錄結(jié)果。
1.2.3 流式細(xì)胞術(shù)Annexin V-FITC/PI雙染色法檢測(cè)細(xì)胞凋亡 上述分組細(xì)胞經(jīng)CSE干預(yù)處理12 h后收集細(xì)胞,設(shè)定細(xì)胞密度為1×105/ml,PBS洗2次,吸入490 μl細(xì)胞懸液,加入5 μl Annexin V-FITC及 5 μl PI(濃度250 μg/ml),混勻避光溫育10 min,立即上流式細(xì)胞儀分析(Ex=488 nm;Em=530 nm)檢測(cè)凋亡率,光源為488 nm氬離子激光器,F(xiàn)ITC被激發(fā)后發(fā)射綠色熒光,PI散出紅色熒光。
1.2.4 流式細(xì)胞術(shù)PI染色檢測(cè)細(xì)胞周期 上述分組細(xì)胞經(jīng)CSE干預(yù)處理12 h后收集細(xì)胞,設(shè)定細(xì)胞密度為2×106/ml,70%冷乙醇緩慢加入固定細(xì)胞過(guò)夜,冷 PBS 洗2 次,加入 PI 5 μl,RNase 50 μg/ml,0.1%Triton X-100,0.1 mmol/L EDTA(Na)2。置黑暗處反應(yīng)1 h后上流式細(xì)胞儀檢測(cè)(激發(fā)波長(zhǎng)488 nm,氫離子激光),以multcycle DNA分析軟件包分析細(xì)胞周期。
1.2.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示。采用SPSS 13.0軟件包對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行oneway ANOVA分析及LSD兩兩比較。P≤0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1 應(yīng)用MTT方法觀察分析芹菜籽提取物對(duì)卵巢癌細(xì)胞SKOV-3的增殖活性的抑制作用 應(yīng)用三個(gè)濃度的CSE處理后,細(xì)胞吸光度OD值低于空白對(duì)照組(P<0.01),細(xì)胞增殖活性顯著降低,且此效應(yīng)呈濃度依賴性(P <0.01,表1)。
表1 MTT檢測(cè)CSE對(duì)細(xì)胞活性的影響(±s,n=8)
表1 MTT檢測(cè)CSE對(duì)細(xì)胞活性的影響(±s,n=8)
注:**P <0.01 vs對(duì)照組,*P <0.01 vs對(duì)照組,#P <0.01 vs低劑量組。
分組 MTT(OD值)1.605 ±0.157 CSE(5 μg/L) 0.329 ±0.012**CSE(0.5 μg/L) 1.437 ±0.088*#CSE(0.05 μg/L) 1.645 ±0.108對(duì)照組#
2.2 CSE對(duì)卵巢癌細(xì)胞SKOV-3細(xì)胞周期的影響
DNA倍體分析結(jié)果顯示CSE可促進(jìn)癌細(xì)胞細(xì)胞周期停滯。對(duì)各組G0/G1、S、G2/M各期細(xì)胞分布比例分析,與未加藥物的空白對(duì)照組相比,各CSE處理組S期細(xì)胞百分比降低(P<0.01);而G0/G1期細(xì)胞比例顯著增高(P<0.01),具體結(jié)果見(jiàn)流式細(xì)胞儀PI染色DNA倍體分析結(jié)果(圖1),及統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果(圖2)。
圖1 流式細(xì)胞儀PI染色DNA倍體分析結(jié)果
圖2 CSE對(duì)細(xì)胞周期分布的影響
2.3 CSE對(duì)卵巢癌細(xì)胞SKOV-3凋亡的影響
按照Annexin V-FITC/PI雙熒光染色結(jié)果的判定標(biāo)準(zhǔn),對(duì)實(shí)驗(yàn)散點(diǎn)圖相應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析,結(jié)果顯示,與空白對(duì)照組相比,各CSE處理組的早期與晚期凋亡率之和顯著增加(P<0.01),且藥物三個(gè)濃度的抑制作用呈現(xiàn)劑量依賴性的增加效應(yīng),有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P <0.01,圖3)。
圖3 CSE對(duì)細(xì)胞凋亡的影響
近年來(lái),隨著國(guó)內(nèi)外對(duì)于抗腫瘤藥物研究的重視加強(qiáng),越來(lái)越多的抗腫瘤藥物被研究和開(kāi)發(fā)出來(lái),由于化學(xué)類藥物一定的毒副作用限制了它們的廣泛使用和療效,所以尋找安全無(wú)毒的抗癌中草藥顯得尤為重要。我國(guó)的中醫(yī)中藥研究歷史悠久,作為有著豐富的中藥資源的國(guó)家,我們?cè)谥兴幰约坝行С煞謱?duì)于腫瘤作用及其機(jī)制上已經(jīng)有了大量的研究。既往已有研究顯示,有很多的中藥都存在著不同程度的抗癌作用,例如錢士輝等[8]的抗腫瘤實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果顯示,陳皮提取物的劑量在 2.5,5.0,10.0 mg/(kg·d)時(shí)對(duì)小鼠移植性腫瘤Heps的抑制率分別達(dá)到39.38%,54.42%,49.56%。拓?fù)洚悩?gòu)酶抑制劑(RFS-2000)可以有效治療胰腺癌[9],同時(shí)它又是從中國(guó)喜樹(shù)中所獲得的一種有效成分。中藥單體淫羊藿苷通過(guò)下調(diào)白血病細(xì)胞HL260端粒酶的活性來(lái)達(dá)到抗腫瘤作用,并且具有一定的時(shí)間-效應(yīng)關(guān)系,作用隨著時(shí)間的延長(zhǎng)抗癌作用加強(qiáng)[10]。
細(xì)胞凋亡在生物的發(fā)育、疾病的發(fā)生發(fā)展以及腫瘤的治療中有著重要的作用?,F(xiàn)已明確,大多數(shù)抗腫瘤藥物都可誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡,并且其效能與腫瘤細(xì)胞在藥物誘導(dǎo)下發(fā)生凋亡的內(nèi)在活性有關(guān)[11]。細(xì)胞周期與細(xì)胞增殖密切相關(guān),細(xì)胞周期的長(zhǎng)短取決于G0/G1期,S期阻滯可使細(xì)胞周期延長(zhǎng),增殖速度減慢。細(xì)胞通過(guò)兩個(gè)限制點(diǎn)(G1/S期限制點(diǎn)和G2/M期限制點(diǎn))保證細(xì)胞的忠實(shí)復(fù)制[12]。藥物引起腫瘤細(xì)胞周期阻滯后,修復(fù)成功的細(xì)胞向分化方面發(fā)展,繼續(xù)進(jìn)入增殖周期,不能修復(fù)者則進(jìn)入凋亡途徑。
本研究采用MTT計(jì)數(shù)細(xì)胞吸光度、檢測(cè)芹菜籽提取物具有誘導(dǎo)卵巢癌細(xì)胞SKOV-3的作用,并證實(shí)其作用具有劑量依賴性效應(yīng)。流式細(xì)胞儀檢測(cè)證明藥物干預(yù)后癌細(xì)胞凋亡增加,細(xì)胞周期結(jié)果顯示,S期細(xì)胞數(shù)目減少。其機(jī)制可能出現(xiàn)細(xì)胞周期在G0/G1→S期的阻滯,生長(zhǎng)發(fā)育停滯并進(jìn)而導(dǎo)致細(xì)胞凋亡,但是其分子機(jī)制尚不明確,需要進(jìn)一步的研究。隨著人們對(duì)芹菜籽揮發(fā)油研究的不斷深化,芹菜籽揮發(fā)油的應(yīng)用范圍也必將進(jìn)一步擴(kuò)大,本實(shí)驗(yàn)為芹菜籽的進(jìn)一步深入研究提供了實(shí)驗(yàn)資料和理論依據(jù)。
[1] 新疆維吾爾自治區(qū)衛(wèi)生廳.維吾爾藥材標(biāo)準(zhǔn)(上冊(cè))[M].烏魯木齊:新疆科技衛(wèi)生出版社,1993.
[2] Stratton SP,Dorr RT,Alberts DS.The state-of-the-art in chemoprevention of skin cancer[J].Eur J Cancer,2000,36(10):1292-1297.
[3] Witschi H,Uyeminami D,Moran D,et al.Chemoprevention of tobacco-smoke lung carcinogenesis in mice after cessation of smoke exposure[J].Carcinogenesis,2000,21(5):977-982.
[4] Broitman SA,Wilkinson J 4th,Cerda S,et al.Effects of monoterpenes and mevinolin on murine colon tumor CT-26 in vitro and its hepatic"metastases"in vivo[J] .Adv Exp Med Biol,1996,104:111-130.
[5] Uedo N,Tatsuta M,Lishi H,et al.Inhibition by D-limonene of gastric carcinogenesis induced by N-methy-N'-nitro-N-nitrosoguanidine in Wistar rats[J].Cancer Lett,1999,137(2):131-136.
[6] Momin RA,Ramsewak RS,Nair MG.Bioactive compounds and 1,3-Di[(cis)-9-octadecenoyl?-2-[(cis,cis)-9,12-octadecadienoyl?glycerol from Apium graveolens L.seeds[J].Agric Food Chem,2000,48(9):3785-3788.
[7] 毛曉青,陳鈞輝.拓?fù)洚悩?gòu)酶抑制劑一種新型的抗腫瘤藥物[J].中國(guó)生化藥物雜志,2000,21(1):46-48.
[8] 錢士輝.陳皮提取物體內(nèi)抗腫瘤作用及其對(duì)癌細(xì)胞增殖周期的影響[J].中國(guó)中藥雜志,2003,28(12):1167-1170.
[9] 聶純.天然藥物抗癌有效成分研究進(jìn)展[J].中草藥,1990,30(1):65-65.
[10] 張玲,王蕓,毛海婷,等.淫羊藿苷抑制腫瘤細(xì)胞端粒酶活性極其調(diào)節(jié)機(jī)制的研究[J].中國(guó)免疫學(xué)雜志,2002,18(3):191-196.
[11] Tolomeo M,Simoni D.Drug resistance and apoptosis in cancer treatment:Development of new apoptosis-inducing agents active in drug resistant malignancies[J] .Curr Med Chem Anticancer A-gents,2002,2(3):387-401.
[12] Lopez-Saez J F ,de la Torre C ,Pincheira J,et al.Cell proliferation and cancer[J].Histol Histopathol,1998,13(6):1197-1214.
山東第一醫(yī)科大學(xué)(山東省醫(yī)學(xué)科學(xué)院)學(xué)報(bào)2012年10期