姚 成 高文倉(cāng)
原發(fā)性肺癌(以下簡(jiǎn)稱(chēng)肺癌)是我國(guó)最常見(jiàn)的惡性腫瘤之一。根據(jù)國(guó)家癌癥中心2018 年發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示,2014 年我國(guó)肺癌發(fā)病率約78.1 萬(wàn),在男性惡性腫瘤居第1 位,女性惡性腫瘤第2 位[1]。而非小細(xì)胞肺癌(NSCLC)約占所有肺癌的85%[2]。人表皮生長(zhǎng)因子受體(epidermal growth factor receptor,EGFR)為肺癌最常見(jiàn)的致病突變。靶向EGFR 的酪氨酸激酶抑制劑(TKIs)是目前臨床治療EGFR 致病突變NSCLC 患者的一線(xiàn)藥物,在改善晚期NSCLC 患者總生存期和無(wú)進(jìn)展生存期方面有突出作用[3]。然而EGFR-TKIs 同樣存在耐藥現(xiàn)象,臨床上EGFR 基因突變的晚期NSCLC 在EGFR-TKIs 一線(xiàn)治療約10個(gè)月后,通常會(huì)因獲得性耐藥而出現(xiàn)疾病進(jìn)展[4]。在獲得性耐藥機(jī)制中,EGFR T790M 突變和酪氨酸蛋白激酶Met(c-MET)基因擴(kuò)增占主要地位。Wang 等[5]研究發(fā)現(xiàn),EGFR-TKIs 獲得性耐藥約20%是由c-MET 基因擴(kuò)增及下游蛋白激酶B(AKT)和細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶(ERK1/2)激活引起的。因此,c-MET 是繼EGFR、ALK 之后NSCLC 的又一分子治療靶點(diǎn)。中醫(yī)藥是我國(guó)腫瘤治療的重要手段之一。臨床研究顯示,中藥配合EGFR-TKIs 治療肺癌,能一定程度延長(zhǎng)患者疾病無(wú)進(jìn)展生存期[6-7]。肺金生方《金匱要略》以澤漆湯為基礎(chǔ),方中多種中藥成分均有抗腫瘤作用[8-10]。本研究探討肺金生方抗非小細(xì)胞肺癌EGFRTKIs 耐藥性作用及分子機(jī)制。
1.1 動(dòng)物 BALB/c 裸鼠(SPF 級(jí)),雄性,6 周齡,20~25g,購(gòu)自上海斯萊克實(shí)驗(yàn)動(dòng)物有限責(zé)任公司,許可證號(hào):SCXK(滬)2007—0005。本實(shí)驗(yàn)研究經(jīng)浙江中醫(yī)藥大學(xué)附屬第二醫(yī)院動(dòng)物實(shí)驗(yàn)倫理審核通過(guò)(批準(zhǔn)編號(hào):SYXK(浙)2018-0012)。
1.2 細(xì)胞株 人非小細(xì)胞肺癌HCC827 細(xì)胞株購(gòu)自上海生命科學(xué)院細(xì)胞庫(kù)(目錄號(hào)SCSP-538)。
1.3 藥物 肺金生方由澤漆、石見(jiàn)穿各30g,前胡10g,人參、桂枝、黃芩、半夏各9g,紅豆杉8g,蜂房15g,生姜5g 組成,由浙江中醫(yī)藥大學(xué)附屬第二醫(yī)院中藥房配置。加水浸泡30min 后,按湯劑常規(guī)方法煎熬,過(guò)濾并濃縮成含生藥0.536g/mL 的藥液,冷卻后4℃保存。按照“人和動(dòng)物之間按體表面積折算的等效劑量比值表”計(jì)算出裸鼠等效劑量,設(shè)置藥物濃度為53.6g/kg。吉非替尼(商品名:易瑞沙,規(guī)格:0.25g,批號(hào) 701144)阿斯利康公司生產(chǎn),加入0.9%注射用水,配置成1mg/mL 的吉非替尼混懸液。
1.4 試劑 RPMI-1640 培養(yǎng)基(批號(hào)12 633012)、0.25%胰酶(批號(hào)25 300054)、胎牛血清(批號(hào)10099),購(gòu)自GIBCO 公司;Annexin V-FITC/PI 細(xì)胞凋亡檢測(cè)試劑盒(批號(hào) 556420),購(gòu)自美國(guó)BD 公司;p-EGFR 單抗(批號(hào)ab40815),EGFR 單抗(批號(hào)ab40815),p-c-MET 單抗(批號(hào)ab5662),c-MET 單抗(批號(hào)ab 252205)抗體,購(gòu)自美國(guó)abcam 公司;p-AKT 單抗(批號(hào)4060S),AKT 單抗(批號(hào)4685S),p-ERK 單抗(批號(hào)4370S),ERK 單抗(批號(hào)4695S)抗體,CST 公司;GAPDH 抗體,購(gòu)自華安生物技術(shù)有限公司。
1.5 儀器 生物安全柜,-80℃超低溫冰箱,細(xì)胞培養(yǎng)箱,液氮罐,Thermo fisher;SynergyMx M5 全波段多功能酶標(biāo)儀,Molecular Devices;金屬浴,杭州奧仟科技有限公司;低溫超速離心機(jī),Eppendorf;細(xì)胞計(jì)數(shù)儀Countstar,上海睿鈺生物科技有限公司;ACEA NovoCyteTM 系列流式細(xì)胞儀,ACEA Biosciences;CFX-Touch 96 熒光定量PCR 儀,美國(guó)伯樂(lè)公司;Odyssey 紅外激光雙色圖像分析系統(tǒng)。
2.1 中藥復(fù)方制備 將肺金生方藥液在50℃煎煮2~5h,使1g 溶液含有5g 生藥,冷凍干燥成粉。用0.9%生理鹽水溶解,使用前離心5000 r/min,10min,0.22μm 微孔濾膜過(guò)濾,調(diào)節(jié)PH 值,制成體外細(xì)胞培養(yǎng)用的中藥原液,保存在-20℃?zhèn)溆谩?/p>
2.2 構(gòu)建非小細(xì)胞肺癌吉非替尼耐藥細(xì)胞株 人NSCLC 細(xì)胞株HCC827 接種于6 孔板中,在培養(yǎng)基中按0、0.001、0.01、0.1、1.0、10 和100μM 濃度梯度加入吉非替尼,以誘導(dǎo)篩選吉非替尼耐藥細(xì)胞株。后續(xù)使用濃度為1.00μM 的吉非替尼維持細(xì)胞耐藥性。CCK8 法檢測(cè)正常HCC827 細(xì)胞株和耐藥HCC827 GR 細(xì)胞株的IC50,應(yīng)用熒光定量PCR 法檢測(cè)c-MET 擴(kuò)增效率。
2.3 構(gòu)建皮下移植瘤模型 消化構(gòu)建成功的吉非替尼耐藥細(xì)胞株接種皮下移植瘤,以每只4×107/200μL注射后肢皮下。采用隨機(jī)數(shù)字表法將20 只BALB/c裸鼠隨機(jī)分成四組:空白對(duì)照組、吉非替尼組、肺金生方組和肺金生方+吉非替尼組,每組5 只??瞻讓?duì)照組給予生理鹽水125μL 腹腔注射;吉非替尼組給予吉非替尼50mg/kg 灌胃及生理鹽水125μL 腹腔注射;肺金生方組給予肺金生方劑量53.6g/kg 灌胃及生理鹽水125μL 腹腔注射;肺金生方+吉非替尼組給予吉非替尼50mg/kg+肺金生方劑量53.6g/kg 聯(lián)合灌胃給藥,并生理鹽水125μL 腹腔注射。給藥頻次設(shè)置為每2 天1 次,連續(xù)給藥4 周。4 周后取出皮下移植瘤進(jìn)行稱(chēng)重拍照。
2.4 CCK8 檢測(cè)肺金生方和吉非替尼對(duì)耐藥HCC827 GR 細(xì)胞增殖的作用 設(shè)置四組:空白對(duì)照組以完全培養(yǎng)液(RPMI-1640 培養(yǎng)液+10%胎牛血清)正常培養(yǎng);吉非替尼組用完全培養(yǎng)液+終濃度為1μM 的吉非替尼;肺金生方組用完全培養(yǎng)基+肺金生方1mg/mL;肺金生方+吉非替尼組用完全培養(yǎng)基+吉非替尼1μM+肺金生方1mg/mL。培養(yǎng)48h 后,加入10μL CCK8 孵育2h 后,檢測(cè)450nm 波長(zhǎng)處吸光度值。
2.5 流式細(xì)胞儀檢測(cè)肺金生方和吉非替尼對(duì)HCC827 GR 耐藥細(xì)胞的作用 將HCC827 GR 細(xì)胞鋪板于6 孔板中,設(shè)置四組:空白對(duì)照組用正常培養(yǎng);吉非替尼組用終濃度為1μM 的吉非替尼;肺金生方組用肺金生方1mg/mL;肺金生方+吉非替尼組用吉非替尼1μM+肺金生方1mg/mL。培養(yǎng)24h 后,消化貼壁的細(xì)胞。調(diào)整細(xì)胞濃度為1×106,應(yīng)用Annexin V-FITC(30μg/mL)/PI 染色后迅速上機(jī)檢測(cè)。
2.6 Western Blot 檢測(cè)吉非替尼和肺金生方對(duì)耐藥HCC827 GR 細(xì)胞p-EGFR/p-MET/p-AKT/p-ERK 的作用 設(shè)置四組:空白對(duì)照組正常培養(yǎng);吉非替尼組用終濃度為1μM 的吉非替尼;肺金生方組用肺金生方1mg/mL;肺金生方+吉非替尼組用吉非替尼1μM+肺金生方1mg/mL。用含0.1% FBS 的1640 饑餓培養(yǎng)基和對(duì)應(yīng)的藥物饑餓過(guò)夜,次日同時(shí)加入EGF(10ng/mL)和HGF(10ng/mL)刺激10min,檢測(cè)EGFR、磷酸化EGFR(p-EGFR)、MET、磷酸化MET(p-MET)、AKT、磷酸化AKT(p-AKT)、ERK1/2、磷酸化ERK(p-ERK1/2)蛋白水平,GAPDH 作為內(nèi)參。
2.7 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 應(yīng)用GraphPad Prism 6 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,計(jì)量資料均采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差采用方差分析和t 檢驗(yàn),P<0.05 表示差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
3.1 構(gòu)建非小細(xì)胞肺癌吉非替尼耐藥細(xì)胞株 CCK8檢測(cè)結(jié)果顯示,與對(duì)照組比較,吉非替尼誘導(dǎo)的耐藥細(xì)胞株HCC827 GR 的細(xì)胞活力在吉非替尼濃度達(dá)到0.10、1.0μM 時(shí)明顯高于正常HCC827 細(xì)胞,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P 均<0.01),同時(shí)吉非替尼在1.0μM時(shí)對(duì)正常HCC827 細(xì)胞具有明顯的殺傷作用,但是對(duì)耐藥細(xì)胞株HCC827 GR 的抑制作用明顯降低,后續(xù)將使用濃度為1.0μM 的吉非替尼維持細(xì)胞耐藥性。同時(shí)對(duì)正常和耐藥HCC827 細(xì)胞株c-MET 表達(dá)水平進(jìn)行mRNA 水平的鑒定,結(jié)果顯示,耐藥細(xì)胞株HCC827 GR 的c-MET 轉(zhuǎn)錄水平明顯高于對(duì)照組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。提示HCC827 吉非替尼耐藥細(xì)胞株構(gòu)建成功,同時(shí)該細(xì)胞株具有明顯的c-MET 擴(kuò)增。見(jiàn)表1-2。
表1 各組吉非替尼處理后細(xì)胞活力比較(%,±s)
表1 各組吉非替尼處理后細(xì)胞活力比較(%,±s)
注:HCC827 組為人非小細(xì)胞肺癌對(duì)照組;HCC827GR 組為人非小細(xì)胞肺癌耐藥組;與HCC827 組比較,aP<0.05,aaP<0.01
表2 各組吉非替尼處理后c-MET mRNA 相對(duì)表達(dá)水平比較(±s)
表2 各組吉非替尼處理后c-MET mRNA 相對(duì)表達(dá)水平比較(±s)
注:HCC827 組為人非小細(xì)胞肺癌對(duì)照組;HCC827GR 組為人非小細(xì)胞肺癌耐藥組;與HCC827 組比較,aP<0.01
3.2 吉非替尼聯(lián)用肺金生方對(duì)耐藥HCC827 GR 細(xì)胞皮下移植瘤的作用 與空白對(duì)照組比較,吉非替尼組小鼠皮下移植瘤瘤重?zé)o差異(P>0.05),肺金生方處理組小鼠皮下移植瘤瘤重減輕,吉非替尼+肺金生方組小鼠皮下移植瘤重明顯小于吉非替尼組及肺金生方組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。見(jiàn)表3、圖1。
表3 各組小鼠皮下移植瘤瘤重比較(g,±s)
表3 各組小鼠皮下移植瘤瘤重比較(g,±s)
注:空白對(duì)照組給予0.9%生理鹽水腹腔注射;吉非替尼組給予吉非替尼50mg/kg 灌胃及生理鹽水腹腔注射;肺金生方組給予肺金生方劑量53.6g/kg 灌胃及生理鹽水腹腔注射;吉非替尼+肺金生方組給予吉非替尼50mg/kg+肺金生方劑量53.6g/kg 聯(lián)合灌胃,并生理鹽水腹腔注射;與空白對(duì)照組比較,aP<0.01;與吉非替尼組比較,bP<0.05,bbP<0.01;與肺金生方組比較,cP<0.01
3.3 吉非替尼聯(lián)用肺金生方對(duì)耐藥HCC827 GR 細(xì)胞增殖的影響 與空白對(duì)照組比較,肺金生方組和吉非替尼+肺金生方組明顯降低耐藥HCC827 GR 細(xì)胞的增殖能力,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P 均<0.01)。增殖能力:吉非替尼+肺金生方組<肺金生方組<吉非替尼組<對(duì)照組。見(jiàn)表4。
3.4 吉非替尼聯(lián)用肺金生方對(duì)耐藥HCC827 GR 細(xì)胞早期凋亡的影響 與空白對(duì)照組比較,吉非替尼組、肺金生方組以及吉非替尼+肺金生方組細(xì)胞的凋亡明顯增加。凋亡率:空白對(duì)照組(3.05±0.54)%<吉非替尼組(7.38±0.45)%<肺金生方組(7.40±0.56)%<吉非替尼+肺金生方組(12.80±0.72)%。見(jiàn)圖2。
表4 各組細(xì)胞增殖率比較(%,±s)
表4 各組細(xì)胞增殖率比較(%,±s)
注:空白對(duì)照組給予腹腔注射0.9%生理鹽水;吉非替尼組給予吉非替尼50mg/kg 灌胃及0.9%生理鹽水腹腔注射;肺金生方組給予肺金生方劑量53.6g/kg 灌胃及0.9%生理鹽水腹腔注射;吉非替尼+肺金生方組給予吉非替尼50mg/kg+肺金生方劑量53.6g/kg 聯(lián)合灌胃,并生理鹽水腹腔注射;與空白對(duì)照組比較,aP<0.01;與吉非替尼組比較,bP<0.01
3.5 吉非替尼聯(lián)用肺金生方對(duì)耐藥HCC827 GR 細(xì)胞p-EGFR/p-MET/p-AKT/p-ERK 的作用 與空白對(duì)照組比較,吉非替尼組略微降低EGFR 磷酸化信號(hào),但是并不能明顯影響p-c-MET 以及下游信號(hào)p-AKT/p-ERK1/2 信號(hào)。肺金生方組和吉非替尼+肺金生方組c-MET 和p-c-MET 的水平明顯降低,同時(shí)下游p-AKT/p-ERK1/2 水平也明顯降低。GAPDH 作為內(nèi)參。見(jiàn)圖3。
圖1 肺金生方聯(lián)用吉非替尼對(duì)吉非替尼耐藥皮下移植瘤的作用
圖2 肺金生方聯(lián)用吉非替尼對(duì)耐藥細(xì)胞早期凋亡的影響
圖3 藥物聯(lián)用對(duì)耐藥細(xì)胞株p-EGFR/p-MET/p-AKT/p-ERK1/2 的作用
盡管通過(guò)引入EGFR-TKIs 治療晚期NSCLC EGFR 基因突變患者的臨床結(jié)果有所改善,但是由于內(nèi)在或獲得性耐藥的發(fā)生,預(yù)后仍然較差。研究發(fā)現(xiàn),HGF/c-MET 信號(hào)通路的異常激活是EGFR-TKIs產(chǎn)生耐藥的一個(gè)重要原因,約占NSCLC 患者中EGFR-TKIs 獲得性耐藥的20%[11-13]。肺金生方的多種主要組分在抗腫瘤中發(fā)揮著重要的作用[14-17]。而目前關(guān)于肺金生方方劑抗EGFR-TKIs 耐藥的研究尚未見(jiàn)報(bào)道。本研究結(jié)果顯示,誘導(dǎo)耐藥株存在明顯的c-MET 擴(kuò)增。本研究結(jié)果還顯示吉非替尼組皮下移植瘤和空白對(duì)照組比較無(wú)明顯減輕,說(shuō)明該移植瘤確實(shí)產(chǎn)生了吉非替尼耐藥。肺金生方組移植瘤瘤重明顯較空白對(duì)照組減輕,證明肺金生方能夠抑制吉非替尼耐藥的皮下移植瘤的生長(zhǎng)。吉非替尼+肺金生方組皮下移植瘤瘤重明顯較空白對(duì)照組和吉非替尼組減輕,再次說(shuō)明肺金生方能逆轉(zhuǎn)吉非替尼耐藥的表型。體外實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,肺金生方和吉非替尼聯(lián)用明顯抑制吉非替尼耐藥誘導(dǎo)的細(xì)胞增殖,并誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。HGF/c-MET 誘導(dǎo)EGFR-TKIs 獲得性耐藥的分子機(jī)制為c-MET 擴(kuò)增與異常活化,以及下游AKT和ERK1/2 磷酸化。本研究結(jié)果顯示,肺金生方能明顯抑制吉非替尼耐藥導(dǎo)致的c-MET 擴(kuò)增以及下游AKT 和ERK1/2 的磷酸化,兩藥聯(lián)用后效果更明顯。肺金生方可能通過(guò)抑制HGF 受體c-MET 蛋白表達(dá)及活化,從而抑制HGF/c-MET 信號(hào)通路的異常激活誘導(dǎo)的吉非替尼耐藥。