吳登攀,廖 文,黃金蘭,陳文雅,何育爐,張晟瑞,鐘振國#(.徐州醫(yī)學(xué)院藥學(xué)院,江蘇 徐州 004;.廣西中醫(yī)藥大學(xué)新藥研究開發(fā)中心,南寧 53000)
惡性腫瘤嚴(yán)重威脅人類健康,給人類帶來了巨大的精神壓力和經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。隨著現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展,抗腫瘤中草藥的發(fā)掘和篩選成為抗腫瘤的主要發(fā)展方向之一。夜香樹又名夜來香,主要分布于我國南方地區(qū),為茄科夜香樹屬植物(Cestrum nocturnum,Linn.,簡稱CN)。CN 性溫、味辛,具行氣止痛、鎮(zhèn)定之功效,民間用于治療胃脘痛。研究報(bào)道,CN 提取物具有鎮(zhèn)痛、中樞抑制、局部麻醉[1]和抗糖尿病[2]作用。然而,其抗腫瘤方面的研究卻鮮見報(bào)道。研究發(fā)現(xiàn),CN 花、葉及嫩枝具有良好的抗腫瘤作用[3-4],且其活性部位主要在正丁醇部位[5-6]。為進(jìn)一步研究CN正丁醇部位抗腫瘤作用的有效組分,筆者采用不同比例氯仿-甲醇(1 ∶9、1 ∶7)梯度洗脫正丁醇提取物得到流份C6 和C7,并選用人胃癌SGC7901 細(xì)胞為受試細(xì)胞,通過體外試驗(yàn)研究流份C6和C7的抗腫瘤活性,為開發(fā)CN的抗腫瘤功效提供依據(jù)。
381型CO2培養(yǎng)箱(美國Life Technologies 公司);TE2000-U 型倒置熒光顯微鏡(日本尼康株式會(huì)社);Sunrise 型酶標(biāo)儀(美國Biocell Technology公司)。
CN葉采自廣西境內(nèi),經(jīng)廣西中醫(yī)藥大學(xué)藥用植物教研室劉壽養(yǎng)教授鑒定為茄科夜香樹屬植物夜香樹Cestrum nocturnum,Linn.的葉;胚胎牛血清(FBS)、RPMI1640 培養(yǎng)基(美國Life Technologies 公司);MTT、碘化丙啶(PI)、Hoechst 33258染液(美國Sigma-Aldrich 公司,批號:080521、P-4170、23491-45-4,純度:98%、94%、98%);其余試劑均為國產(chǎn)分析純。
人胃癌SGC7901細(xì)胞株購自上海細(xì)胞生物研究所。
人胃癌SGC7901細(xì)胞株用含10%FBS的RPMI 1640培養(yǎng)液于37 ℃、5%CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng),0.25%胰蛋白酶消化傳代,取對數(shù)生長期細(xì)胞用于試驗(yàn)。
CN 葉經(jīng)日曬干燥后分別用95%、50%乙醇滲漉提取,并將兩部分浸膏合并得乙醇總浸膏。乙醇總浸膏用硅膠拌勻后,用水飽和正丁醇回流提取,得正丁醇部位浸膏,將浸膏烘干至恒質(zhì)量,精密稱定,計(jì)算浸膏得率:浸膏得率(%)=浸膏質(zhì)量/藥材總質(zhì)量×100%。經(jīng)計(jì)算,正丁醇部位浸膏得率為1.25%。將正丁醇部位浸膏加無水乙醇溶解后用100~200目的硅膠拌樣并裝柱,依次用1 ∶9、1 ∶7(V/V)的氯仿-甲醇進(jìn)行梯度洗脫,分別獲得流份C6、C7。
將對數(shù)生長期細(xì)胞分為空白組和給藥組。前期MTT試驗(yàn)結(jié)果顯示,流份C6、C7 在20 μg/ml 時(shí)對SGC7901 細(xì)胞的增殖抑制率分別為59.2%和55.5%。為進(jìn)一步探討其對SGC7901細(xì)胞的增殖抑制作用,筆者在本次MTT 試驗(yàn)中將給藥組C6、C7 質(zhì)量濃度均設(shè)置為5、10、20、40、80 μg/ml;在集落形成試驗(yàn)、瑞氏-姬姆薩混染試驗(yàn)和Hoechst33258/PI染色試驗(yàn)中給藥組C6、C7 的質(zhì)量濃度均為10 μg/ml。上述試驗(yàn)中的空白對照組則加入等體積的培養(yǎng)液。
在96 孔培養(yǎng)板中按1 000 個(gè)細(xì)胞/孔加入200 μl 含10%FBS的RPMI 1640培養(yǎng)液。將細(xì)胞置于培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24 h,待細(xì)胞貼壁后,分別加入不同質(zhì)量濃度的C6、C7,置于培養(yǎng)箱中培養(yǎng)72 h。培養(yǎng)結(jié)束前4 h棄去上清液,按200 μl/孔加入新鮮制備的含0.2 mg/ml MTT的無血清培養(yǎng)液,37 ℃繼續(xù)培養(yǎng)4 h,棄去上清液,按200 μl/孔加入二甲基亞砜,振蕩混勻后,在酶標(biāo)儀上以波長為450 nm 測定光密度(OD450)值。按以下公式計(jì)算藥物對腫瘤細(xì)胞增殖的抑制率:增殖抑制率(%)=(1-試驗(yàn)組OD450值/空白對照組OD450值)×100%;用SPSS 11.5 軟件計(jì)算半數(shù)抑制濃度(IC50)。試驗(yàn)重復(fù)3次。
取對數(shù)生長期的細(xì)胞制成單個(gè)分散細(xì)胞懸液,活細(xì)胞計(jì)數(shù),用含10% FBS 的RPMI 1640 培養(yǎng)液配成細(xì)胞密度為100 ml-1的細(xì)胞懸液,于35 mm培養(yǎng)皿中分別加入含和不含藥物的細(xì)胞懸液2 ml,置于培養(yǎng)箱中培養(yǎng)7 d,棄去培養(yǎng)液,先用瑞氏染色液染色5 min,然后用姬姆薩染液與Sorensen 磷鉬酸緩沖液以1 ∶9 混合成工作液(現(xiàn)配現(xiàn)用)染色10 min,流水沖洗、晾干,在20倍的顯微鏡下計(jì)數(shù)含50個(gè)細(xì)胞以上的集落??瞻讓φ战M以培養(yǎng)液代替受試藥物,結(jié)果以集落形成率和集落形成抑制率表示。集落形成率(%)=集落數(shù)/接種細(xì)胞數(shù)×100%,集落形成抑制率(%)=1-集落數(shù)/空白對照組集落數(shù)×100%。試驗(yàn)重復(fù)3次。
取對數(shù)生長期細(xì)胞,用含10% FBS 的PRMI1640 培養(yǎng)液配成1×105ml-1的細(xì)胞懸液,接種在35 mm 的培養(yǎng)皿中,細(xì)胞貼壁后,分別加入含和不含藥物的培養(yǎng)液2 ml,置于培養(yǎng)箱中培養(yǎng)72 h。培養(yǎng)結(jié)束后,棄培養(yǎng)液,用甲醇固定10 min。染色操作同“2.5”項(xiàng)下方法。流水沖洗、晾干,鏡檢。
細(xì)胞的接種、培養(yǎng)同“2.6”項(xiàng)下方法。培養(yǎng)結(jié)束后,棄去培養(yǎng)液用PBS 洗1 次,加入2 mmol/L Hoechst 33258 2 μl 和50 μg/ml PI染色液20 μl。37 ℃下染色15 min,滴加封片液,在倒置熒光顯微鏡下紫外光激發(fā),40倍物鏡觀察。
隨著C6 和C7 質(zhì)量濃度增加,對SGC7901 細(xì)胞增殖的抑制作用也增加,5 μg/ml C6 和C7 對SGC7901 細(xì)胞增殖的抑制率分別為22.1%和19.6%;當(dāng)C6和C7質(zhì)量濃度增加至80 μg/ml時(shí),細(xì)胞增殖的抑制率分別達(dá)到80%和79.7%,表明流份C6和C7對SGC7901細(xì)胞增殖的抑制作用呈濃度依賴性。流份C6、C7對SGC7901細(xì)胞的IC50分別為16.14、18.05 μg/ml,結(jié)果詳見表1。
表1 細(xì)胞增殖抑制率測定結(jié)果(,n=3)Tab 1 Results of inhibitory rate of cells(,n=3)
表1 細(xì)胞增殖抑制率測定結(jié)果(,n=3)Tab 1 Results of inhibitory rate of cells(,n=3)
與空白對照組比較,流份C6、C7組(10 μg/ml)SGC7901細(xì)胞集落數(shù)、集落形成率降低,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);C6、C7 組(10 μg/ml)細(xì)胞集落形成抑制率分別為55.26%和50.00%,結(jié)果詳見表2。
表2 細(xì)胞集落形成率測定結(jié)果(,n=3)Tab 2 Results of colony formation rate of cells(,n=3)
表2 細(xì)胞集落形成率測定結(jié)果(,n=3)Tab 2 Results of colony formation rate of cells(,n=3)
注:與空白對照比較,*P<0.05Note:vs.blank control,*P<0.05
瑞氏-姬姆薩混染法染色結(jié)果顯示,空白對照組細(xì)胞的細(xì)胞膜較完整、胞質(zhì)透明、核膜完整、核大而圓;而C6和C7組的細(xì)胞均出現(xiàn)凋亡而變圓變小、核質(zhì)固縮,詳見圖1A。
Hoechst33258/PI 染色結(jié)果顯示,由于正常細(xì)胞對染料有拒染性,故空白對照組細(xì)胞藍(lán)色和紅色的熒光較少;C6 和C7組均出現(xiàn)呈強(qiáng)藍(lán)色熒光的凋亡細(xì)胞及呈弱藍(lán)色、強(qiáng)紅色熒光的死細(xì)胞,詳見圖1B。
圖1 細(xì)胞形態(tài)學(xué)觀察結(jié)果Fig 1 Morphology of cells
利用MTT 和集落形成法,以抑制腫瘤細(xì)胞增殖為活性指標(biāo),是目前一種經(jīng)濟(jì)、快速、簡便的藥物篩選方法。MTT 法可通過溶解于二甲基亞砜中甲臜結(jié)晶顏色的深淺來反映活細(xì)胞的生長能力[7];而集落形成法可反映腫瘤細(xì)胞中具有增殖活性的干細(xì)胞的增殖能力[8]。細(xì)胞集落形成率下降說明腫瘤細(xì)胞群體中干細(xì)胞比例減少,對腫瘤細(xì)胞增殖產(chǎn)生抑制作用[9]。本試驗(yàn)首先對流份C6 和C7 進(jìn)行MTT 試驗(yàn),結(jié)果表明,流份C6和C7對SGC7901細(xì)胞的增殖有明顯的抑制作用,且抑制作用呈濃度依賴性(見表1);然后采用集落形成法進(jìn)一步評價(jià)流份C6 和C7 對SGC7901 細(xì)胞增殖的影響,結(jié)果表明,流份C6 和C7在質(zhì)量濃度為10 μg/ml時(shí)即可顯著抑制SGC7901細(xì)胞的集落形成,且集落形成率與空白對照組相比有顯著性差異(P<0.05)。上述結(jié)果提示,流份C6 和C7 可顯著抑制SGC7901 細(xì)胞增殖。
抗腫瘤藥物的抗腫瘤作用除了體現(xiàn)在抑制腫瘤細(xì)胞增殖以外,還包括促進(jìn)腫瘤細(xì)胞壞死或凋亡[10]。腫瘤細(xì)胞發(fā)生凋亡時(shí),由于不斷脫水,會(huì)出現(xiàn)細(xì)胞質(zhì)不斷濃縮、細(xì)胞體積減少、細(xì)胞核裂解產(chǎn)生凋亡小體等細(xì)胞形態(tài)學(xué)改變[11]。因此,本試驗(yàn)首先采用瑞氏-姬姆薩混染法觀察藥物作用后SGC7901 細(xì)胞的形態(tài)學(xué)變化。結(jié)果表明,給藥組出現(xiàn)細(xì)胞變圓、體積變小、核質(zhì)固縮等典型的凋亡特征(圖1A)。此外,筆者還采用Hoechst33258/PI 染色法觀察藥物對SGC7901 細(xì)胞凋亡形態(tài)的影響。PI可使壞死細(xì)胞著色,呈強(qiáng)紅色熒光;而Hoechst 33258可滲透過細(xì)胞膜,使活細(xì)胞染成紅色熒光,凋亡細(xì)胞染成藍(lán)色熒光[12]。由圖1B 可觀察到,給藥組可觀察到很多強(qiáng)藍(lán)色熒光的調(diào)亡細(xì)胞和呈弱藍(lán)色、強(qiáng)紅色熒光的死細(xì)胞,而空白對照組這兩種細(xì)胞少見。這些結(jié)果表明,CN 正丁醇提取物C6 和C7 可誘導(dǎo)SGC7901細(xì)胞凋亡。
綜上,CN 葉正丁醇提取物中流份C6 和C7 可顯著抑制SGC7901細(xì)胞增殖并可誘導(dǎo)其凋亡,具有很好的抗腫瘤作用,但其抗腫瘤作用的確切機(jī)制以及體內(nèi)抗腫瘤活性還需進(jìn)一步研究。此外,對篩選出的活性流份還需進(jìn)一步分離純化,以明確具有抗腫瘤活性的單體化合物。本試驗(yàn)為CN 葉的進(jìn)一步研究提供了依據(jù)。
[1]呂金燕,白蕊,鐘振國.夜香樹的化學(xué)成分與藥理作用研究進(jìn)展[J].廣西中醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào),2012,15(2):62.
[2]Kamboj A,Kumar S,Kumar V.Evaluation of antidiabetic activity of hydroalcoholic extract of cestrum nocturnum leaves in streptozotocin-induced diabetic rats[J].Adv Pharmacol Sci,2013,doi:10.1155/2013/150401.
[3]趙世元,黃之虎,葉海洪,等.夜香樹花甾體皂苷誘導(dǎo)K562細(xì)胞凋亡機(jī)制研究[J].中成藥,2013,35(3):445.
[4]羅發(fā)軍,鐘振國,趙華平,等.夜香樹提取物對小鼠白血病L1210細(xì)胞生長的抑制作用[J].時(shí)珍國醫(yī)國藥,2009,20(2):335.
[5]鐘振國,趙世元,呂金燕,等.夜香樹提取物體內(nèi)抗腫瘤作用的實(shí)驗(yàn)研究[J].中藥材,2008,31(11):1 709.
[6]盧紅梅,鐘振國,趙世元,等.夜香樹花提取物體外抗腫瘤作用的實(shí)驗(yàn)研究[J].時(shí)珍國醫(yī)國藥,2010,21(7):1 704.
[7]Angius F,F(xiàn)loris A.Liposomes and MTT cell viability assay:an incompatible affair[J].Toxicol In Vitro,2015,29(2):314.
[8]Masuda H,Asahara T.Clonogenic assay of endothelial progenitor cells[J].Trends Cardiovasc Med,2013,23(4):99.
[9]Joo HJ,Seo HR,Jeong HE,et al.Smooth muscle progenitor cells from peripheral blood promote the neovascularization of endothelial colony-forming cells[J].Biochem Biophys Res Commun,2014,449(4):405.
[10]Droin N,Guery L,Benikhlef N,et al.Targeting apoptosis proteins in hematological malignancies[J].Cancer Letters,2011,332(2):325.
[11]Jendrossek V.Targeting apoptosis pathways by celecoxib in cancer[J].Cancer Letters,2013,332(2):321.
[12]Cai L,Chen ZZ,Dong XM,et al.Silica nanoparticles based label-free aptamer hybridization for ATP detection using hoechst33258 as the signal reporter[J].Biosens Bioelectron,2011,29(1):46.