單玉興,張海玉,王立君,萬法青,盧良杰
(吉林大學白求恩醫(yī)學部第一醫(yī)院1.骨科;2.兒外科,吉林 長春130021)
藤黃酸(gambogic acid,GA)為新型抗腫瘤藥物,對正常組織細胞無副作用,是很有發(fā)展前景的抗腫瘤藥物[1]。端粒酶在腫瘤細胞的發(fā)生,發(fā)展中所起的作用已被認可。90%以上的腫瘤細胞都具有較高的端粒酶活性,而多數的體細胞則缺少端粒酶活性[2]。端粒酶以自身的R N A為模板逆轉錄合成端粒D N A重復序列并添加到端粒末端,以補償因細胞每次分裂而丟失的末端堿基,保證染色體結構的穩(wěn)定性和完整性,為腫瘤細胞的永生化提供了條件。端粒酶逆轉錄酶(hTERT)是端粒酶的限速成分,hTERT基因的表達調控對端粒酶表達活性調節(jié)起決定性作用,Bcl-2基因(即B細胞淋巴瘤/白血?。?基因)是一種原癌基因,具有抑制細胞凋亡的作用。hTERT和Bcl-2蛋白都是很好的腫瘤治療靶點,本實驗通過研究GA對骨肉瘤細胞中hTERT和Bcl-2蛋白的影響,為GA治療骨肉瘤的臨床應用提供理論依據。
1.1 材料 人骨肉瘤細胞株(HOS和CCK8)購于北京鼎國昌盛生物技術有限責任公司。GA購于北京易萊西諾生物科技有限公司。主要試劑:胎牛血清(HyClone)購于賽默飛世爾生物化學制品(北京)有限公司。hTERT抗體購于Santa Cruz公司;Bcl-2抗體,DAB顯色試劑盒,免疫組化染色試劑盒(SP試劑盒)均購于武漢博士德生物工程有限公司。
1.2 方法
1.2.1 細胞培養(yǎng) 在5%CO2、飽和濕度、37℃孵箱中傳代培養(yǎng),培養(yǎng)基為含10%胎牛血清和100μ/ml雙抗的高糖DMEM(含酚紅)。
1.2.2 CCK-8法檢測細胞增殖狀況 將細胞種植于96孔板中,每孔5×103個細胞。培養(yǎng)24h后,每孔分別加入終濃度為0.125,0.25,0.5,1,2,4,8 μmol/L,含有 GA的培養(yǎng)基200μl,同時設一不加藥物組,置于培養(yǎng)箱內繼續(xù)培養(yǎng)24h,48h,72h,96 h,120h后每孔加入CCK-8溶液20μl,培養(yǎng)箱內繼續(xù)培養(yǎng)4h。選擇490nm波長,在酶聯免疫檢測儀上測定各孔吸光值;在顯微鏡下觀察細胞形態(tài)并照相。以時間為橫軸,吸光值為縱軸繪制細胞生長曲線。細胞存活分數(survival fraction,SF)計算公式為:SF(%)=(實驗組 OD值/對照組 OD值)×100%。實驗進行3次,最后以3個平行樣品的SF均值±標準差(±s)繪制時間-存活曲線。
1.2.3 免疫組化檢測hTERT和Bcl-2蛋白的表達
將細胞種植于24孔板中,每孔4×105個細胞,設置2個實驗組,每組3個平行樣,同時設立對照組。培養(yǎng)24h后,每孔加入含有最適濃度GA培養(yǎng)基1 ml,培養(yǎng)3d,5d。采用鏈霉素親生物素-過氧化酶聯接法(SP法)。常規(guī)固定,染色,10倍倒置顯微鏡下,選取具有適當形態(tài)學特征的細胞照相。應用Image J軟件和Image Pro Plus軟件對免疫組化圖像進行半定量分析。
1.3 統(tǒng)計學分析
統(tǒng)計學處理:采用SPSS軟件進行統(tǒng)計學處理。數據以(±s)表示,組間比較采用t檢驗,相關分析采用配對卡方檢驗,以P<0.05為差異有顯著性。
2.1 GA作用后細胞存活 細胞存活曲線描述了不同藥物劑量在不同時間骨肉瘤細胞存活情況。見圖1。
骨肉瘤HOS細胞的存活率隨著時間的推移明顯降低,而且未見明顯的后期細胞增殖。相關性分析結果顯示,細胞的存活率與藥物劑量呈負相關(P<0.01)。
2.2 hTERT和Bcl-2蛋白檢測 應用Image Pro Plus軟件對免疫組化圖像分析表明各圖像灰度值逐漸增強,說明各圖像蛋白含量逐漸減低。數據顯示實驗組的hTERT和Bcl-2蛋白表達明顯低于對照組,且表達強度明顯與時間呈負相關。(見表1)。
圖1 凋亡率與時間、藥物劑量之間的關系
表1 免疫組化圖像灰度值分析
應用Image J軟件對免疫組化圖像進行陽性細胞計數,陽性細胞越多,說明表達hTERT和Bcl-2蛋白的細胞越多,也就意味著表達hTERT和Bcl-2蛋白的細胞分布之廣,反之亦然。經配對卡方檢驗,差異有顯著性(P<0.05).(見表2)
表2 免疫組化圖像陽性細胞數分析
2.3 hTERT和Bcl-2蛋白表達的關系 通過配對卡方檢驗,發(fā)現hTERT和Bcl-2蛋白的表達具有高度的一致性,兩者表達具有顯著相關性(P<0.05)。
本實驗在了解hTERT與Bcl-2蛋白的諸多行為關系的基礎上,旨在了GA對骨肉瘤(HOS)中hTERT和Bcl-2蛋白的影響及可能相關性,同時為GA的臨床應用提供理論依據。
骨肉瘤(成骨肉瘤)是最常見的惡性骨腫瘤。發(fā)病率很高,典型骨肉瘤一般見于10-20歲年齡段,但在任何年齡段都可發(fā)生,包括嬰幼兒,兒童以及老年人。男性發(fā)病率較高,男女之比約2∶1。具有很強的局部浸潤能力和肺轉移能力。手術治療已大大提高了患者的預后,但有很高的致殘率。
常規(guī)化療副作用大,且預后較差。GA為抗腫瘤一類新藥,已進入臨床研究。目前研究表明GA在有效劑量范圍內毒副作用比較小,其抗癌作用與一般的化療抗癌藥有所區(qū)別,能選擇性的殺死癌細胞,而對正常組織細胞無明顯影響,有很好的發(fā)展前景。
端粒酶在90%的癌細胞中高表達,而在正常細胞中表達很少,是公認的抗癌靶點,可反映化療的效果[3]。而端粒酶活性受hTERT 的調控[4,5],是端粒酶的限速酶[6],與端粒酶活性具有平行關系[7,8]。目前很多學者將目光轉向hTERT,希望能夠有所突破[9]。Bcl-2基因是大家關注熱點,已有大量文獻報道Bcl-2蛋白可保護細胞免于凋亡,同時提高hTERT 的表達[10-12],但是也有實驗證實 Bcl-2蛋白與hTERT 無相關,甚至負相關[13,14]。
本實驗發(fā)現未經處理的骨肉瘤細胞在光鏡下觀察主要為短梭形,細胞排列緊密,核大,核分裂多見,細胞密集時呈多層生長。經GA處理后,細胞形態(tài)變成以多角形為主,單層排列,細胞大小趨向均一,核小而深染,提示形態(tài)上出現分化改變。隨著藥物濃度的增高,骨肉瘤細胞的凋亡率明顯增大;隨著藥物作用時間的延長,細胞的凋亡率也明顯增大。在最適濃度的作用下,以時間為軸線,在對照組中,hTERT和Bcl-2蛋白的表達無明顯變化;在實驗組(3d),實驗組(5d)中,hTERT和Bcl-2蛋白的表達在逐漸減弱,與藥物作用時間呈負相關,與相關報道一致[15,16];二者與藥物存在時間依賴關系,在表達上呈高度一致性。
GA、hTERT存在時間依賴關系,但是并不確定GA是否直接影響端粒酶活性;Bcl-2蛋白與hTERT存在高度一致性,二者之間是否存在互相協(xié)助的作用,有待進一步研究;因部分正常組織中存在端粒酶活性,所以GA對其有無副作用,同樣有待進一步研究;hTERT和Bcl-2基因蛋白的表達的測定是半定量的,還存在某些假陽性和假陰性的可能;腫瘤細胞內為低PH狀態(tài)[17],但本實驗的腫瘤細胞是在pH7.2-7.4狀態(tài)下進行的,這不能反映體內惡性腫瘤組織的低PH狀態(tài)。以上問題有待進一步論證。
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