黃華坤,袁曉慧,張 平,喻婷婷,張露露,楊春梅,羅小輯,羅進(jìn)勇△
(1重慶醫(yī)科大學(xué)檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)院臨床檢驗(yàn)診斷學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,重慶400016;2重慶醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院骨科,重慶400016)
骨肉瘤是最常見的惡性原發(fā)性骨腫瘤[1],其具有較高的局部侵襲和早期轉(zhuǎn)移的趨勢(shì)[2]。目前,治療骨肉瘤的方法主要是化療[3]和放療[4],但是無論是放療還是化療都有患者承受不起的巨大副作用。鑒于此,臨床上急需容易獲取、療效好而藥物毒副作用低的新型藥物用于骨肉瘤的輔助治療。
穿心蓮內(nèi)酯(andrographolide,AG)是從穿心蓮植物中提取出來,具有多種藥理活性,相關(guān)文獻(xiàn)研究了穿心蓮內(nèi)酯治療人類癌癥和免疫細(xì)胞的細(xì)胞過程和調(diào)控靶點(diǎn)[5]。隨著對(duì)穿心蓮內(nèi)酯研究的深入,發(fā)現(xiàn)其還有抗炎[6-8]、抗病毒[9-10]、抗腫瘤和保護(hù)中樞神經(jīng)系統(tǒng)作用[11-12]。文獻(xiàn)研究表明,穿心蓮內(nèi)酯可以很好地抑制膀胱癌[13]、前列腺癌[14]、口腔癌[15]、胃癌[16]、結(jié)腸癌[17]、乳腺癌[18]等多種腫瘤,且抗腫瘤作用效果好,毒副作用較小。然而,目前穿心蓮內(nèi)酯在骨肉瘤方面的研究還比較少。本研究旨在討論穿心蓮內(nèi)酯對(duì)人骨肉瘤143B細(xì)胞增殖、遷移和侵襲等方面的抑制作用及促凋亡作用,再深入探討其潛在的分子機(jī)制,為臨床上骨肉瘤的治療提供一個(gè)新的方向。
骨肉瘤143B細(xì)胞(重慶醫(yī)科大學(xué)臨床檢驗(yàn)診斷學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室保存?zhèn)溆茫?。胎牛血清(fetal bovine serum,F(xiàn)BS;ExCell Bio);DMEM高糖培養(yǎng)基(HyClone);穿心蓮內(nèi)酯(成都瑞芬思生物科技有限公司);MTT(Sigma);青霉素+鏈霉素和Lipofectamine 2000(Thermo Scientific);Hoechst 33258 染液(Solarbio);結(jié)晶紫染液、蛋白提取試劑盒及Western blot相關(guān)試劑(上海碧云天公司);二甲基亞砜(dimethyl sulfoxide,DMSO;BioFrox);孔徑為8 μm的Transwell小室(Corning);基質(zhì)膠(BD Biosciences);熒光素酶檢測(cè)試劑盒(New England Biolabs);聚偏二氟乙烯(polyvinylidene difluoride,PVDF)膜和化學(xué)發(fā)光試劑盒(Millipore);鼠抗人Snail及Bcl-2單克隆抗體,兔抗人基質(zhì)金屬蛋白酶9(matrix metalloproteinase-9,MMP-9)、波形蛋白(vimentin)、β-catenin和c-Myc單克隆抗體,兔抗人cleaved caspase-3和caspase-3多克隆抗體(CST);鼠抗人β-actin單克隆抗體(鐘鼎生物);辣根過氧化物酶標(biāo)記的山羊抗鼠和山羊抗兔IgG(II抗;北京中杉金橋生物技術(shù)有限公司)。
2.1 細(xì)胞培養(yǎng) 人骨肉瘤細(xì)胞用含5 mL青霉素+鏈霉素配制成的10%DMEM高糖培養(yǎng)液(10%FBS),置于含5%CO2的37℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。待細(xì)胞融合度達(dá)80%~90%時(shí),即可以進(jìn)行傳代培養(yǎng)。
2.2 結(jié)晶紫染色實(shí)驗(yàn)檢測(cè)143B細(xì)胞總數(shù) 當(dāng)143B細(xì)胞融合度達(dá)80%~90%時(shí),用胰酶消化細(xì)胞(在鏡下觀察到細(xì)胞形態(tài)開始變圓時(shí),即終止消化),然后用10%FBS重懸細(xì)胞,制備成單細(xì)胞懸液。將10 μL的細(xì)胞懸液打進(jìn)牛鮑計(jì)數(shù)板中,顯微鏡下計(jì)數(shù)。向24孔板中的每個(gè)孔加入500 μL含4×104個(gè)細(xì)胞的10%FBS。待細(xì)胞融合度達(dá)50%時(shí),將細(xì)胞分為溶劑DMSO對(duì)照(control)組及0、5、10、15和20 μmol/L AG(用DMSO溶解成40 mmol/L的儲(chǔ)存液)處理組,每個(gè)濃度均有3個(gè)復(fù)孔。分別在AG處理后的24、48和72 h后,取出相應(yīng)時(shí)間的24孔板,用PBS洗滌2次,然后用4%的多聚甲醛37℃孵育箱中固定20 min,棄去多聚甲醛,在暗處將結(jié)晶紫染料加入到每個(gè)孔中(結(jié)晶紫染料以覆蓋住孔底為宜),避光染色10 min,用水沖洗剩余的結(jié)晶紫染料,干燥后掃描儀掃描孔板。然后向每個(gè)孔加入10%的冰乙酸500 μL,并在震蕩儀上室溫適當(dāng)震蕩10 min,以便結(jié)晶紫充分溶解,并使用酶聯(lián)免疫檢測(cè)儀測(cè)定570 nm處各孔的吸光度(A)。此實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次。細(xì)胞相對(duì)生長率(%)=(control組A值-處理組A值)/control組A值×100%。
2.3 MTT實(shí)驗(yàn)檢測(cè)143B細(xì)胞的活力 當(dāng)143B細(xì)胞融合度達(dá)80%~90%時(shí),用胰酶消化細(xì)胞(在鏡下觀察到細(xì)胞形態(tài)開始變圓時(shí),即終止消化),然后用10%FBS重懸細(xì)胞,制備成單細(xì)胞懸液。將10 μL的細(xì)胞懸液打進(jìn)牛鮑計(jì)數(shù)板中,顯微鏡下計(jì)數(shù)。向96孔板中的每個(gè)孔加入200 μL含4 000個(gè)細(xì)胞的10%FBS。待細(xì)胞融合度達(dá)50%時(shí),按2.2所述分組,每個(gè)濃度均有2個(gè)復(fù)孔。分別在AG處理后的0、24和48 h后,取出相應(yīng)時(shí)間的96孔板,往每個(gè)孔加入10 μL MTT溶液,放置37℃培養(yǎng)箱4 h后,棄去培養(yǎng)基,每孔加入100 μL DMSO,室溫避光適當(dāng)震蕩10 min,然后使用酶聯(lián)免疫檢測(cè)儀在492 nm波長處檢測(cè)各孔的A值,并繪制細(xì)胞活力圖。重復(fù)3次此實(shí)驗(yàn)。
2.4 集落形成實(shí)驗(yàn)檢測(cè)143B細(xì)胞的集落形成能力 當(dāng)143B細(xì)胞融合度達(dá)80%~90%時(shí),用胰酶消化細(xì)胞(在鏡下觀察到細(xì)胞形態(tài)開始變圓時(shí),即終止消化),然后用10%FBS重懸細(xì)胞,制備成單細(xì)胞懸液。將10 μL的細(xì)胞懸液打進(jìn)牛鮑計(jì)數(shù)板中,顯微鏡下計(jì)數(shù)。每孔1 000個(gè)接種于6孔板中。待細(xì)胞完全貼壁后,將細(xì)胞分為control組及 0、1.875、2.5、3.125和3.75 μmol/L AG處理組。在37℃孵箱中培養(yǎng)7 d,棄去培養(yǎng)基,用PBS洗滌2次,然后用4%的多聚甲醛37℃孵育箱中固定20 min,棄去多聚甲醛,在暗處將結(jié)晶紫染料加入到每個(gè)孔中(結(jié)晶紫染料以覆蓋住孔底為宜),避光染色10 min,用水沖洗剩余的結(jié)晶紫染料,干燥后掃描儀掃描孔板。鏡下計(jì)數(shù)大于50個(gè)細(xì)胞的集落為有效細(xì)胞集落。重復(fù)此實(shí)驗(yàn)3次。集落形成率(%)=有效細(xì)胞集落數(shù)/總細(xì)胞集落數(shù)100%。
2.5 細(xì)胞Hoechst 33258染色檢測(cè)143B細(xì)胞凋亡水平 當(dāng)143B細(xì)胞融合度達(dá)80%~90%時(shí),用胰酶消化細(xì)胞(在鏡下觀察到細(xì)胞形態(tài)開始變圓時(shí),即終止消化),然后用10%FBS重懸細(xì)胞,制備成單細(xì)胞懸液。將10 μL的細(xì)胞懸液打進(jìn)牛鮑計(jì)數(shù)板中,顯微鏡下計(jì)數(shù)。向24孔板中的每個(gè)孔加入500 μL含4×104個(gè)細(xì)胞的10%FBS。待細(xì)胞貼壁生長融合度到50%的時(shí)候,按2.2所述分組,分別處理細(xì)胞24 h,每個(gè)濃度均有3個(gè)復(fù)孔。待處理時(shí)間結(jié)束后,取出24孔板,棄去培養(yǎng)基后用PBS洗滌兩次,然后用4%的多聚甲醛37℃孵育箱中固定20 min,棄去多聚甲醛,每孔加入0.01 g/L的Hoechst 33258染液300 μL,避光靜止10 min,棄去染液。在倒置熒光顯微鏡下觀察到細(xì)胞核形態(tài)及大小出現(xiàn)明顯改變時(shí),對(duì)每個(gè)視野的凋亡細(xì)胞數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)分析。重復(fù)此實(shí)驗(yàn)3次。細(xì)胞凋亡率(%)=凋亡細(xì)胞數(shù)/細(xì)胞總數(shù)×100%。
2.6 流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)143B細(xì)胞凋亡水平 當(dāng)143B細(xì)胞融合度達(dá)80%~90%時(shí),用胰酶消化細(xì)胞(在鏡下觀察到細(xì)胞形態(tài)開始變圓時(shí),即終止消化),然后用10%FBS重懸細(xì)胞,制備成單細(xì)胞懸液。將細(xì)胞加入到6 cm培養(yǎng)皿中,待待細(xì)胞貼壁生長融合度到50%的時(shí)候,按2.2所述分組,分別處理細(xì)胞24 h,每個(gè)濃度均有3個(gè)復(fù)孔。待處理時(shí)間結(jié)束后,0.25%胰蛋白酶消化細(xì)胞,800 r/min離心3 min。棄上清,PBS洗滌,重復(fù)3次,最后一次用500 mL PBS重懸細(xì)胞。具體操作方法按照annexin V-FITC/PI試劑盒說明書進(jìn)行操作,然后經(jīng)流式細(xì)胞儀檢測(cè)骨肉瘤143B細(xì)胞凋亡情況。
2.7 細(xì)胞劃痕愈合實(shí)驗(yàn)檢測(cè)143B細(xì)胞的遷移能力 當(dāng)143B細(xì)胞融合度達(dá)80%~90%時(shí),用胰酶消化細(xì)胞(在鏡下觀察到細(xì)胞形態(tài)開始變圓時(shí),即終止消化),然后用10%FBS重懸細(xì)胞,制備成單細(xì)胞懸液。將10 μL的細(xì)胞懸液打進(jìn)牛鮑計(jì)數(shù)板中,顯微鏡下計(jì)數(shù)。向6孔板中每個(gè)孔加入2 mL含有1×105個(gè)細(xì)胞的10%FBS,待細(xì)胞貼壁長滿整個(gè)孔板后,按2.2所述分組并分別處理細(xì)胞,并且在處理后的0、18和36 h分別記錄相對(duì)應(yīng)點(diǎn)上同一位置的劃痕區(qū)域的寬度來反應(yīng)AG對(duì)骨肉瘤143B細(xì)胞遷移能力的影響。劃痕愈合率(%)=(0 h劃痕寬度-36 h劃痕寬度)/0 h劃痕寬度×100%。
2.8 Transwell細(xì)胞侵襲實(shí)驗(yàn)檢測(cè)143B細(xì)胞的侵襲能力 基質(zhì)膠原液用DMEM稀釋20倍,將Transwell小室放置于24孔板中,往Transwell小室上室加入60 μL稀釋20倍的基質(zhì)膠。放入37℃孵育箱中,待基質(zhì)膠凝固后,棄去小室中剩余的液態(tài)培養(yǎng)基。取融合度達(dá)80%~90%的143B細(xì)胞,用胰酶消化細(xì)胞(在鏡下觀察到細(xì)胞形態(tài)開始變圓時(shí),即終止消化),然后用10%FBS重懸細(xì)胞,制備成單細(xì)胞懸液。將10 μL的細(xì)胞懸液打進(jìn)牛鮑計(jì)數(shù)板中,顯微鏡下計(jì)數(shù)。并向每個(gè)小室的上室加入400 μL含2.5×105個(gè)細(xì)胞的DMEM,按2.2所述分組并分別處理細(xì)胞,然后在下室加入500 μL 10%FBS,37℃孵育箱培養(yǎng)24 h。24 h后取出Transwell小室,棄去剩余的培養(yǎng)基,用PBS洗滌2次,然后用4%的多聚甲醛37℃孵育箱中固定20 min,棄去多聚甲醛,用棉簽擦掉上室中未穿透小室膜的細(xì)胞。在暗處用結(jié)晶紫染料染色,避光染色10 min,用水沖洗剩余的結(jié)晶紫染料。干燥后在光學(xué)顯微鏡下觀察并拍照,顯微鏡下取3個(gè)隨機(jī)視野計(jì)數(shù)并統(tǒng)計(jì)結(jié)果。
2.9 Western blot檢測(cè)相關(guān)蛋白的表達(dá) 取細(xì)胞融合度達(dá)50%的143B細(xì)胞,按2.2所述分組并分別處理細(xì)胞,24 h后分別提取總蛋白,用BCA法測(cè)定各組蛋白濃度,分別加入蛋白上樣緩沖液后(蛋白量與緩沖液比值為4∶1),于沸水中煮10 min使蛋白變性,-80℃儲(chǔ)存。將適量蛋白樣品加入到10%SDSPAGE,恒壓濃縮和分離蛋白,恒流(210 mA)將蛋白轉(zhuǎn)移至PVDF膜上,用含5%BSA封閉液在37℃封閉3 h,然后加入相對(duì)應(yīng)的I抗(1∶1 000稀釋)于4℃放置12~16 h。在震蕩儀上用TBST洗膜3次,每次10 min。然后加入相對(duì)應(yīng)的山羊抗兔IgG或山羊抗鼠IgG II抗(1∶5 000稀釋)于37℃孵育1 h,再用TBST洗膜3次,每次10 min,用化學(xué)發(fā)光成像儀成像。顯色結(jié)果用Image Lab軟件分析。
各實(shí)驗(yàn)均獨(dú)立重復(fù)3次后,用GraphPad Prism 5進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(mean±SD)表示,多組間比較采用單因素方差分析,組內(nèi)差異采用Tukey檢驗(yàn)。以P<0.05為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
結(jié)晶紫染色結(jié)果顯示,143B細(xì)胞分別經(jīng)過不同濃度(5、10、15、20)μmol/L AG處理24、48和72 h后,與空白組相比,細(xì)胞總數(shù)出現(xiàn)濃度依賴性下降。(P<0.01),見圖1A。隨后,我們使用低濃度AG(0 μmol/L、1.875 μmol/L、2.5 μmol/L、3.125 μmol/L和3.73 μmol/L)處理143B細(xì)胞,經(jīng)過7 d的培養(yǎng),與空白組相比,隨著AG濃度增加,143B細(xì)胞集落形成數(shù)目明顯減少(P<0.01),見圖1B。MTT實(shí)驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果所示,與空白組相比,經(jīng)過AG處理48 h后,15 μmol/L和20 μmol/L AG處理組中143B細(xì)胞的活力明顯受到抑制(P<0.01),見圖1C。Western blot結(jié)果同樣顯示,143B細(xì)胞經(jīng)過AG各組處理后,AG可下調(diào)143B細(xì)胞中增殖相關(guān)蛋白PCNA的水平(P<0.01),見圖1D。由此表明AG可抑制骨肉瘤143B細(xì)胞的增殖,且這種抑制效果呈濃度依賴性。
Hoechst 33258染色結(jié)果所示。143B細(xì)胞經(jīng)過AG各組處理后,細(xì)胞出現(xiàn)不同程度的凋亡,其中空白組細(xì)胞凋亡率為(2.45±0.80)%,20 μmol/L AG處理組凋亡率為(68.33±1.51)%,處理組較空白組凋亡率顯著升高(P<0.01),見圖2A。流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)所示,143B細(xì)胞經(jīng)過AG各組處理后,各處理組與空白對(duì)照組的早期和晚期凋亡率差異明顯,特別是10 μmol/L、15 μmol/L和20 μmol/L AG 處理組(均P<0.01),見圖2B。Western blot結(jié)果同樣顯示,143B細(xì)胞經(jīng)過AG各組處理后,AG可下調(diào)143B細(xì)胞中抗凋亡蛋白Bcl-2的水平(P<0.05)、上調(diào)促凋亡蛋白Bax的水平(P<0.05),凋亡相關(guān)蛋白總 caspase-3和PARP下降,而剪切的caspase-3(c-caspase-3)和剪切的PARP(c-PARP)蛋白水平上升(P<0.01),見圖2C。以上結(jié)果均表明AG可以誘導(dǎo)143B細(xì)胞凋亡。
劃痕愈合實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,經(jīng)過20 μmol/L AG處理36 h后,143B細(xì)胞的遷移能力明顯受到抑制,愈合率僅為(36.43±2.57)%,而與空白組0 h(左上)相比,36 h后空白組(左下)的細(xì)胞劃痕愈合率高達(dá)(87.26±2.21)%,處理組較空白組遷移能力顯著降低(P<0.01),見圖3A。隨后,我們使用Transwell小室實(shí)驗(yàn)檢測(cè)AG對(duì)143B細(xì)胞侵襲能力的影響,經(jīng)過24 h處理后,空白組中穿透小室的143B細(xì)胞數(shù)量為(405±5)個(gè),而20 μmol/L AG處理組中,穿過小室的細(xì)胞數(shù)為(112±6)個(gè),數(shù)量明顯減少(P<0.01),見圖3B。Western blot結(jié)果同樣顯示,遷移侵襲相關(guān)蛋白MMP-9、vimentin和Snail的表達(dá)水平明顯下降(P<0.01),見圖3C。以上結(jié)果均表明經(jīng)AG處理,143B細(xì)胞的遷移和侵襲能力顯著受到抑制。
Wnt信號(hào)通路的激活是骨肉瘤發(fā)生發(fā)展的重要因素,鑒于此,本研究使用Western blot檢測(cè)Wnt信號(hào)通路中的β-catenin及其下游靶分子c-Myc的表達(dá)量。結(jié)果顯示,15 μmol/L和20 μmol/L AG處理組與空白組相比,143B細(xì)胞中β-catenin和c-Myc的表達(dá)明顯降低(P<0.01),見圖4。由此提示AG可能通過抑制Wnt/β-catenin信號(hào)通路而抑制骨肉瘤143B細(xì)胞的增殖和侵襲,并促其凋亡。
骨肉瘤是一種多發(fā)于青少年兒童的原發(fā)性骨惡性腫瘤,主要發(fā)生在骨遠(yuǎn)端管狀骨和肱骨近端,具有惡性程度高、遠(yuǎn)端轉(zhuǎn)移早的特點(diǎn),也是其死亡的主要原因。手術(shù)治療和輔助化療是治療骨肉瘤的主要方法[19]。然而,目前的化療藥物如順鉑、5-氟尿嘧啶、阿霉素、甲氨蝶呤等有骨髓抑制、肝功能損傷、惡心嘔吐等許多副作用[20]。因此,尋找新的、治療效果好的、毒副作用低的抗腫瘤藥物已經(jīng)成為人們關(guān)注的重點(diǎn)。
Figure 1.Effect of andrographolide(AG)on the proliferation of osteosarcoma 143B cells.A:the change of the total number of 143B cells after AG treatment was detected by crystal violet staining;B:the colony formation ability of 143B cells was detected by the colony formation assay(crystal violet staining);C:the viability of 143B cells was detected by MTT assay;D:the expression of proliferation-related protein PCNA was detected by Western blot.Mean±SD.n=3.*P<0.05,**P<0.01 vs control group.圖1 AG對(duì)骨肉瘤143B細(xì)胞增殖能力的影響
穿心蓮內(nèi)酯是從穿心蓮植物中提取出來,具有多種藥理活性。據(jù)大量文獻(xiàn)報(bào)道,AG具有抗多種腫瘤的作用,而且效果顯著。AG可以通過將細(xì)胞周期阻滯在G2/M期,從而抑制前列腺癌[14]、胃癌[16]和黑色素瘤細(xì)胞[21]增殖;還可抑制TLR4信號(hào)通路活性,誘導(dǎo)結(jié)腸癌[17]和前列腺癌[22]凋亡;AG可通過下調(diào)Bcl-2的蛋白水平,并激活caspase信號(hào)級(jí)聯(lián)從而誘導(dǎo)胃癌細(xì)胞[16]凋亡;通過上調(diào)miR-218抑制口腔癌侵襲性,降低Bmi1的表達(dá)而抑制口腔癌的干性[15]。還可以與阿霉素連用而發(fā)揮抑制乳腺癌的生長和轉(zhuǎn)移的作用[23]。以上的研究結(jié)果充分說明穿心蓮內(nèi)酯可以通過多種途徑發(fā)揮抑癌作用。但是,AG對(duì)人骨肉瘤的影響和作用及其潛在的機(jī)制仍然有待進(jìn)一步的探索。
Figure 2.Effect of andrographolide(AG)on the apoptosis of osteosarcoma 143B cells.A,B:Hoechst 33258 staining(×200)and flow cytometry were performed to detect the apoptosis of 143B cells;C:the protein levels of antiapoptotic protein Bcl-2,pro-apoptotic protein Bax,and apoptosis-related proteins caspase-3,cleaved caspase-3(c-caspase-3),PARP and cleaved PARP(c-PARP)were detected by Western blot.Mean±SD.n=3.*P<0.05,**P<0.01 vs control group.圖2 AG對(duì)骨肉瘤143B細(xì)胞凋亡的影響
Figure 3.A:the wound-healing test was performed to measured the effect of andrographolide on the migration ability of osteosarcoma 143B cells(×100);B:the effect of andrographolide on the invasive ability of osteosarcoma 143B cells was tested by transwell assay(crystal violet staining,×100);C:the protein levels of migration and invasion related proteins vimentin,Snail and MMP-9 were detected by Western blot.Mean±SD.n=3.*P<0.05,**P<0.01 vs control group.圖3 AG對(duì)骨肉瘤143B細(xì)胞遷移和侵襲能力的影響
Figure 4.The effects of AG on the expression levels of Wnt/β-catenin pathway-related proteins(including β-Catenin and c-Myc)in the osteosarcoma 143B cells were detected by Western blot.Mean±SD.n=3.*P<0.05,**P<0.01 vs control group.圖4 AG對(duì)骨肉瘤143B細(xì)胞WNT信號(hào)通路相關(guān)蛋白表達(dá)的影響
本研究中,我們對(duì)AG作用于骨肉瘤143B細(xì)胞的抗腫瘤作用及其可能的機(jī)制進(jìn)行了探索。細(xì)胞增殖失控是腫瘤細(xì)胞的基本特征,腫瘤細(xì)胞通過解除正常的促生長信號(hào)產(chǎn)生和釋放從而達(dá)到維持細(xì)胞增殖,抵抗凋亡的作用[24]。于是我們使用了結(jié)晶紫染色法、集落形成實(shí)驗(yàn)和MTT實(shí)驗(yàn)以及Western blot實(shí)驗(yàn)去證實(shí)了AG能夠抑制骨肉瘤143B細(xì)胞的增殖,并且降低增殖相關(guān)蛋白PCNA的水平。細(xì)胞凋亡是細(xì)胞自殺或程序性細(xì)胞死亡,是通過激活進(jìn)化保守的細(xì)胞通路介導(dǎo)的。凋亡可以通過外部或內(nèi)部(線粒體)途徑發(fā)生。Bcl-2家族蛋白包括抗凋亡蛋白(Bcl-2、Bcl-xL、Mcl-1)和促凋亡蛋白(Bid、Bax、Bad)。當(dāng)促凋亡蛋白在線粒體中被激活時(shí),它與另一種促凋亡因子APAF1結(jié)合形成“凋亡體”復(fù)合物。然后凋亡體復(fù)合體激活一系列caspases,進(jìn)而導(dǎo)致內(nèi)源性細(xì)胞死亡。TNF受體超家族通過配體-受體相互作用發(fā)生,就會(huì)啟動(dòng)capspase-8的激活,進(jìn)而激活下游執(zhí)行靶蛋白,觸發(fā)外源性細(xì)胞凋亡[25]。細(xì)胞凋亡為有效的抗癌治療提供了一些線索,但是缺乏凋亡誘導(dǎo)和不適當(dāng)?shù)牡蛲隹刂七^程涉及腫瘤的發(fā)展和進(jìn)展以及耐藥。Sukardiman等[26]發(fā)現(xiàn)穿心蓮內(nèi)酯具有誘導(dǎo)癌細(xì)胞凋亡的抗腫瘤作用。我們的研究結(jié)果表明,AG使143B細(xì)胞凋亡率增加,并且使抗凋亡蛋白Bcl-2表達(dá)量下調(diào),促進(jìn)caspase凋亡途徑中cleaved caspase-3的蛋白水平增多,而使caspase-3的蛋白水平下降。因而可以說明AG可以促進(jìn)143B細(xì)胞的凋亡。上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化是一個(gè)復(fù)雜的細(xì)胞過程,其主要特征是上皮細(xì)胞極性的喪失以及間質(zhì)細(xì)胞特征的發(fā)展,促進(jìn)了腫瘤細(xì)胞的遷移和侵襲能力[27]。拉毛卓瑪?shù)龋?8]證實(shí)了上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化可以促進(jìn)肺鱗癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移。本研究通過Transwell小室實(shí)驗(yàn)、劃痕愈合實(shí)驗(yàn)以及Western blot實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)AG能夠顯著地抑制人骨肉瘤細(xì)胞143B細(xì)胞的遷移和侵襲,下調(diào)遷移侵襲相關(guān)蛋白MMP-9、vimentin和Snail的表達(dá)水平。以上結(jié)果顯示,AG可能是通過逆轉(zhuǎn)骨肉瘤143B細(xì)胞EMT進(jìn)程從而抑制其遷移和侵襲能力。
文獻(xiàn)報(bào)道Wnt信號(hào)通路的激活是骨肉瘤發(fā)生發(fā)展的重要因素[29]。而Wnt信號(hào)通路中的c-Myc的表達(dá)降低與抗腫瘤相關(guān),并且將會(huì)影響腫瘤的發(fā)生發(fā)展[30]。本研究使用Western blot檢測(cè)后,發(fā)現(xiàn)AG可以明顯降低β-catenin蛋白的表達(dá)量,同時(shí)也使Wnt信號(hào)通路下游的靶蛋白c-Myc的表達(dá)量顯著下調(diào)。以上結(jié)果表明AG可能通過抑制143B細(xì)胞中的Wnt信號(hào)通路,從而發(fā)揮抗骨肉瘤的作用。
綜上所述,本研究證實(shí)了AG能抑制骨肉瘤143B細(xì)胞的遷移、侵襲和增殖作用,并且促進(jìn)其凋亡,其潛在機(jī)制可能是抑制Wnt信號(hào)通路。這些結(jié)果證明,AG具有良好的抗癌作用,這可能為AG作為新的治療骨肉瘤候選藥物提供了重要的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。后續(xù)我們將進(jìn)一步了解該藥物在實(shí)驗(yàn)動(dòng)物體內(nèi)對(duì)骨肉瘤的抑制作用。