王丹,王悅欣,汪熠,李連保
1昆明醫(yī)科大學(xué)附屬甘美醫(yī)院/昆明市第一人民醫(yī)院生物醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)中心,昆明 650000
2昆明醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院胃腸外科,昆明 650000
基底細(xì)胞癌又稱基底細(xì)胞上皮瘤,具有較大的破壞性,其發(fā)病與日光照曬有密切關(guān)系,多見(jiàn)于老年人,好發(fā)于面部較突出的部位,目前學(xué)者們普遍認(rèn)為它是來(lái)自表皮多潛能細(xì)胞的腫瘤。鞣花酸是一種多酚二內(nèi)酯,是沒(méi)食子酸的二聚體衍生物,廣泛存在于各種軟果、堅(jiān)果等植物組織中。鞣花酸具有多種生物活性功能,如抗氧化、抗肝毒性、抗脂肪變性、抗膽汁淤積、抗纖維化、抗肝癌和抗病毒,可改善肝臟結(jié)構(gòu)和病理狀態(tài)[1]。鞣花酸通過(guò)核因子紅細(xì)胞2相關(guān)因子2的轉(zhuǎn)錄激活增加抗氧化反應(yīng),并具有清除多種活性氧物質(zhì)的活性。鞣花酸的應(yīng)用有效地降低了循環(huán)中的脂質(zhì)水平,防止了脂質(zhì)過(guò)氧化[2-3]。段婧和黃衛(wèi)東[4]認(rèn)為鞣花酸具有廣泛的抗腫瘤活性。有研究發(fā)現(xiàn),鞣花酸可明顯抑制雌激素誘導(dǎo)的乳腺癌細(xì)胞MCF-7的增殖,并抑制p-胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶(extracellular signal-regulated kinase,ERK)1/2的表達(dá),且呈劑量依賴性[5-6]。另有研究表明,鞣花酸能夠明顯抑制4T1細(xì)胞增殖并誘導(dǎo)其凋亡,還可明顯提高荷瘤小鼠的特異性抗腫瘤免疫反應(yīng)[7]。多種植物化學(xué)物質(zhì)已被廣泛用于應(yīng)對(duì)生物系統(tǒng)中的各種氧化應(yīng)激。鞣花酸是廣泛研究的酚類抗氧化劑之一,已用于抵抗由不同化學(xué)物質(zhì)或應(yīng)激物誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激[4-5]。本研究以表皮癌細(xì)胞系A(chǔ)431和皮膚鱗狀細(xì)胞癌細(xì)胞HSC-2為研究對(duì)象,觀察鞣花酸對(duì)其增殖、凋亡、侵襲能力的影響,現(xiàn)報(bào)道如下。
表皮癌細(xì)胞系A(chǔ)431和皮膚鱗狀細(xì)胞癌細(xì)胞HSC-2均購(gòu)自武漢普諾賽生命科技有限公司。鞣花酸購(gòu)自美國(guó)Sigma公司,DMEM高糖培養(yǎng)基、青鏈霉素、胎牛血清和胰蛋白酶均購(gòu)自美國(guó)Gibco公司,Transwell小室購(gòu)自美國(guó)Corning公司,噻唑藍(lán)(methylthiazolyldiphenyl- tetrazolium bromide,MTT)試劑、吉姆薩染色試劑盒均購(gòu)自北京索萊寶科技有限公司,膜連蛋白Ⅴ(AnnexinⅤ)-異硫氰酸熒光素(fluorescein isothiocyanate,F(xiàn)ITC)/碘化丙啶(propidium iodide,PI)細(xì)胞凋亡檢測(cè)試劑盒購(gòu)自美國(guó)ThermoFisher Scientific公司,Matrigel膠購(gòu)自美國(guó)Beckman公司。多功能酶標(biāo)儀購(gòu)自美國(guó)Bio-Rad公司,倒置光學(xué)顯微鏡購(gòu)自日本Olympus公司,流式細(xì)胞儀購(gòu)自美國(guó)Beckman公司。
1.2.1 細(xì)胞培養(yǎng)及藥物干預(yù) 使用含10%胎牛血清和1%青鏈霉素的DMEM高糖培養(yǎng)基培養(yǎng)A431和HSC-2細(xì)胞,使其貼壁生長(zhǎng),置于37℃、5% CO2的細(xì)胞培養(yǎng)箱中。本研究選擇10 μg/ml的鞣花酸干預(yù)A431和HSC-2對(duì)數(shù)期細(xì)胞。
1.2.2 MTT 檢測(cè)細(xì)胞增殖 為評(píng)估細(xì)胞增殖情況,將對(duì)數(shù)期細(xì)胞以每孔1×104個(gè)接種于96孔平板中,加入200 μl新鮮培養(yǎng)基和20 μl MTT溶液,然后37 ℃溫育4 h。除去孔中的培養(yǎng)基和MTT溶液,加入二甲基亞砜(dimethyl sulfoxide,DMSO)溶液。分別在0、3、6、12、24、48 h時(shí)測(cè)量595 nm處的吸光度(optical density,OD)。抑制率=[1-(實(shí)驗(yàn)組OD值-空白組OD值)(/對(duì)照組OD值-空白組OD值)]×100%。
1.2.3 流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)細(xì)胞凋亡 將單細(xì)胞懸液用預(yù)冷的磷酸鹽緩沖液(phosphate buffered saline,PBS)洗2次,然后加入1×結(jié)合緩沖液1 ml重懸細(xì)胞。取 100 μl加入到 5 ml的培養(yǎng)管中,加入 5 μl FITC標(biāo)記的AnnexinⅤ和5 μl PI,混勻后室溫下避光孵育15 min,然后再加入400 μl的1×結(jié)合緩沖液。整個(gè)操作過(guò)程動(dòng)作要盡量輕柔,勿用力吹打細(xì)胞。反應(yīng)完畢后盡快在1 h內(nèi)上機(jī)檢測(cè),用FL1通道檢測(cè)FITC-AnnexinⅤ熒光,F(xiàn)L2通道檢測(cè)PI熒光。同時(shí)以不加FITC-AnnexinⅤ及PI的樣本管作為陰性對(duì)照。結(jié)果判斷:中晚期凋亡細(xì)胞和壞死細(xì)胞的細(xì)胞膜有損傷,PI能夠穿透細(xì)胞膜而使DNA被PI染色產(chǎn)生紅色熒光。而細(xì)胞膜保持完好的早期凋亡細(xì)胞對(duì)PI有抗染性,不會(huì)產(chǎn)生紅色熒光,正?;罴?xì)胞與之相似。在雙變量流式細(xì)胞儀的散點(diǎn)圖上,左下象限(FITC-/PI-)顯示活細(xì)胞,右下象限(FITC+/PI-)為早期凋亡細(xì)胞,右上象限(FITC+/PI+)為晚期凋亡細(xì)胞。
1.2.4 Transwell小室實(shí)驗(yàn)檢測(cè)細(xì)胞侵襲 將細(xì)胞用無(wú)血清培養(yǎng)基重懸,并在鋪有基底膜基質(zhì)膠的Transwell上室中接種,下室中加入含10%胎牛血清的DMEM培養(yǎng)基。24 h后,用棉簽刮下上室細(xì)胞,采用4%多聚甲醛固定下室細(xì)胞,用吉姆薩染色試劑染色。將小室翻轉(zhuǎn)后置于倒置顯微鏡下進(jìn)行細(xì)胞計(jì)數(shù)。實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次。
采用Graphpad 5.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(±s)表示,組間比較采用t檢驗(yàn),重復(fù)測(cè)量數(shù)據(jù)的比較采用單因素方差分析,以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
MTT檢測(cè)結(jié)果顯示,與干預(yù)前(0 h)比較,鞣花酸干預(yù)6、12、24、48 h后,其對(duì)A431和HSC-2細(xì)胞的抑制率均升高,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。隨著鞣花酸作用時(shí)間的延長(zhǎng),A431和HSC-2細(xì)胞抑制率均逐漸增加,但當(dāng)作用時(shí)間超過(guò)24 h后,抑制率無(wú)明顯變化。因此,后續(xù)實(shí)驗(yàn)采用24 h為干預(yù)時(shí)間。(表1)
表1 鞣花酸干預(yù)前和干預(yù)后不同時(shí)間點(diǎn)A431和HSC-2細(xì)胞抑制率的比較(%,±s)
表1 鞣花酸干預(yù)前和干預(yù)后不同時(shí)間點(diǎn)A431和HSC-2細(xì)胞抑制率的比較(%,±s)
注:*與同細(xì)胞0 h比較,P<0.05
細(xì)胞A 4 3 1 H S C-2 0 0 4.0 1±0.5 8*2.3 3±0.3 3 1 1.6 7±0.8 0*7.7 7±0.5 5*2 1.8 0±0.4 2*1 5.6 1±0.5 5*2 8.4 8±0.4 6*2 1.4 7±1.0 2*2 8.6 7±0.8 2*2 0.7 0±0.8 4*0 h 3 h 6 h 1 2 h 2 4 h 4 8 h
細(xì)胞凋亡檢測(cè)結(jié)果表明,鞣花酸干預(yù)后A431活細(xì)胞比例為(63.21±4.35)%,明顯低于干預(yù)前的(90.37±2.35)%,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=41.223,P<0.01)。鞣花酸干預(yù)后HSC-2活細(xì)胞比例為(79.21±2.32)%,低于干預(yù)前的(85.37±1.55)%,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=29.557,P<0.05)。(圖1)
圖1 流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)鞣花酸干預(yù)前后A431和HSC-2細(xì)胞凋亡
鞣花酸干預(yù)后A431侵襲細(xì)胞個(gè)數(shù)為(23.26±7.23)/HP,明顯低于干預(yù)前的(58.24±4.23)/HP,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=15.324,P<0.01)。鞣花酸干預(yù)后HSC-2侵襲細(xì)胞個(gè)數(shù)為(22.56±2.23)/HP,明顯低于干預(yù)前的(48.44±3.13)/HP,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=27.881,P<0.01)。(圖2)
鞣花酸是一種天然酚類抗氧化劑,存在于眾多水果和蔬菜中。鞣花酸是沒(méi)食子酸的二聚體衍生物,很少在飲食作物中自由存在,但通常發(fā)生在與糖苷部分(葡萄糖、木糖)結(jié)合的食品中或形成鞣花單寧的一部分。這些化合物通常出現(xiàn)在水果(如石榴、柿子、覆盆子、黑莓、草莓、桃子)、堅(jiān)果(如核桃、杏仁)、蔬菜和葡萄酒中[8-10]。有研究表明,鞣花酸具有與沒(méi)食子酸、咖啡酸、原兒茶酸、表兒茶素和山奈酚相似的抗氧化活性,但活性高于阿魏酸[11-13]。鞣花酸具有抗增殖和抗氧化特性,是一種非常有前途的治療慢性疾病的藥物,尤其是潰瘍性結(jié)腸炎、阿爾茨海默病和糖尿病[14-17]。鞣花酸的抗糖尿病潛力使其成為傳統(tǒng)降糖藥物的潛在替代品,也是糖尿病藥物研究的有力候選者[18]。鞣花酸也具有保肝和抗癌特性。然而,在應(yīng)用于人類疾病的治療前,需要進(jìn)行詳細(xì)的毒性評(píng)估,驗(yàn)證其安全性和有效性。
圖2 Transwell 小室實(shí)驗(yàn)檢測(cè)鞣花酸干預(yù)前后A431和HSC-2細(xì)胞侵襲能力(吉姆薩染色,×20)
基底細(xì)胞癌是皮膚癌最常見(jiàn)的類型之一,也被稱為基底細(xì)胞上皮瘤、基底細(xì)胞樣細(xì)胞瘤浸潤(rùn)性潰瘍等?;准?xì)胞癌是由未成熟、非間變的類似基底細(xì)胞構(gòu)成的局部破壞性癌。1902年Krompecher將其與其他上皮性腫瘤進(jìn)行了明確的區(qū)分,其特征是發(fā)展緩慢,呈現(xiàn)浸潤(rùn)性生長(zhǎng),但血液或淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移少,惡性程度低[19-20]。基底細(xì)胞癌多發(fā)生在頭部、面部,開(kāi)始呈現(xiàn)較硬的斑狀丘疹或呈疣狀突起,逐漸形成潰瘍。早期手術(shù)切除是合適的治療方法,骨浸潤(rùn)時(shí)必須輔助全身化療。
本研究的MTT實(shí)驗(yàn)表明,鞣花酸可以抑制A431和HSC-2細(xì)胞增殖,24 h為最佳抑制時(shí)間。流式細(xì)胞儀檢測(cè)結(jié)果顯示,鞣花酸對(duì)A431和HSC-2細(xì)胞具有促凋亡作用。Transwell小室實(shí)驗(yàn)表明,鞣花酸可以在一定程度上抑制A431和HSC-2細(xì)胞的侵襲能力。
綜上所述,鞣花酸不僅能夠抑制A431和HSC-2細(xì)胞增殖,誘導(dǎo)其凋亡,還能夠抑制其侵襲,有望成為治療皮膚基底細(xì)胞癌的新藥物,為臨床治療皮膚基底細(xì)胞癌提供了新思路。