謝賽飛 譚勁 鄭玲 朱可可 周領(lǐng)航 陳明
〔摘要〕 目的 探索扶正活血解毒方對檳榔堿提取物(areca nut extract, ANE)誘導(dǎo)的口腔黏膜下纖維化(oral submucous fibrosis, OSF)Wnt/β-catenin 信號通路的作用機制。方法 體外培養(yǎng)大鼠口腔黏膜上皮細胞(epithelial cell, EC),分為正常組、模型組、中藥高/中/低劑量組和IWR-1組。以ANE為誘導(dǎo)劑,扶正活血解毒方含藥血清為干預(yù)藥物,以Wnt/β-catenin信號通路抑制劑IWR-1為陽性對照物,采用CCK8檢測EC細胞增殖;PCR檢測Wnt1、β-catenin、Axin、cylinD1基因的表達;Western blot檢測Wnt1、β-catenin、Axin、cylinD1蛋白的表達。結(jié)果 與正常組相比,模型組EC增殖水平提高,Wnt1、β-catenin、cylinD1基因及蛋白表達增加,Axin基因及蛋白表達降低(P<0.05);與模型組相比,中藥高、中劑量組EC增殖水平降低,Wnt1、β-catenin、cylinD1基因及蛋白表達降低,Axin基因及蛋白表達升高(P<0.05);與模型組相比,IWR-1組EC增殖水平降低,Wnt1、β-catenin、cylinD1基因及蛋白表達降低,Axin基因及蛋白表達升高(P<0.05)。結(jié)論 扶正活血解毒方可通過調(diào)控Wnt/β-catenin信號通路,抑制ANE刺激的EC增殖,逆轉(zhuǎn)OSF癌前病變的形成。
〔關(guān)鍵詞〕 口腔黏膜下纖維化;檳榔堿提取物;扶正活血解毒;Wnt/β-catenin信號通路
〔中圖分類號〕R285.5 ? ? ? ?〔文獻標志碼〕A ? ? ? 〔文章編號〕doi:10.3969/j.issn.1674-070X.2020.11.001
〔Abstract〕 Objective To explore the mechanism of Fuzheng Huoxue Jiedu Prescription on Wnt/β-catenin signaling pathway induced by areca nut extract (ANE) in oral submucosal fibrosis. Methods The rat oral mucosa epithelial cells (ECs) cultured in vitro were assigned into a normal group, a model group, a Chinese materia medica high, medium and low dose group, a IWR-1 group. ANE was inducer, and Fuzheng Huoxue Jiedu Prescription-containing serum was intervention medicine. Wnt/β-catenin signaling pathway inhibitor IWR-1 was the positive control medicine. The CCK8 was used to test EC cell proliferation; PCR was used to detect Wnt1, β- catenin, Axin, cylinD1 gene expression; Western Blot was used to detect Wnt1, β-catenin, Axin, cylinD1 protein expression. Results Compared with the normal group, ECs proliferation levels of the model group increased, and Wnt1, β-catenin, cylinD1 gene and protein expression increased. Axin gene and protein expression decreased (P<0.05); Compared with model group, ECs proliferation levels of Chinese materia medica high and medium dose groups were reduced, and Wnt1, β-catenin, cylinD1 gene and protein expression were reduced. Axin gene and protein expression increased (P<0.05); Compared with the model group, ECs proliferation level of the IWR-1 group was reduced, and Wnt1, β-catenin, cylinD1 gene and protein expression were reduced. Axin gene and protein expression increased (P<0.05). Conclusion Fuzheng Huoxue Jiedu Prescription can inhibit the proliferation of EC cells stimulated by ANE, and reverse the formation of OSF precancerous lesions through regulating Wnt/β-catenin signaling pathway.
〔Keywords〕 oral submucosal fibrosis; areca nut extract; Fuzheng Huoxue Jiedu; Wnt/β-catenin signal pathway
口腔黏膜下纖維化或稱口腔黏膜下纖維性變(oral submucous fibrosis, OSF)是一種口腔黏膜潛在惡性疾病[1-2]。其癌變率高達7%,WHO將OSF列為癌前狀態(tài)[3]。流行病學(xué)調(diào)查表明,咀嚼檳榔是OSF主要的致病因素,但癌變機制尚不清楚,可能與檳榔的致癌成分檳榔堿、細胞因子、創(chuàng)傷及細胞免疫等關(guān)系密切[4-5],尤其認為某些細胞因子參與了OSF的癌變過程,其中以Wnt與TGF-β1介導(dǎo)的信號通路最具代表性[6-8]。如何阻斷TGF-β與Wnt信號通路細胞因子間的聯(lián)系,將成為防治OSF癌變的關(guān)鍵。前期研究發(fā)現(xiàn)扶正活血解毒中藥通過調(diào)控TGF-β1/Smads信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路能具有抑制檳榔堿提取物(areca nut extract, ANE)刺激的EC細胞增殖的作用[9-11]。本研究將從Wnt/β-catenin信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的角度探討扶正活血解毒方對OSF癌前病變的作用機制,為臨床OSF癌變的防治提供新的實驗依據(jù)。
1 材料與方法
1.1 ?材料
1.1.1 ?實驗細胞 ?口腔黏膜上皮細胞(epithelial cell, EC)購自于中國上海賽百慷生物技術(shù)股份有限公司。收到細胞后,選擇相差顯微鏡對細胞進行鑒定,鏡下細胞為多角形,胞核大,培養(yǎng)皿中細胞鋪滿的位置顯微鏡下可見鋪路石狀。高倍鏡下未見成纖維細胞。
1.1.2 ?實驗藥物 ?(1)檳榔提取物(ANE)購于深圳潤慧生物科技有限公司。(2)扶正活血解毒方所用藥物為顆粒劑,由廣東三九制藥有限公司生產(chǎn),由湖南中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院藥劑科提供。具體組方規(guī)格如下:丹參10 g,玄參10 g,當歸10 g,紅花5 g,生地黃10 g,白花蛇舌草10 g,夏枯草10 g,生黃芪10 g,薄荷10 g,白芍10 g,茵陳10 g,桔梗10 g??藬?shù)為生藥劑量,為同一批次同一產(chǎn)地藥材。將以上中藥按處方量取14劑,一劑生藥(共115 g)加入500 mL溫開水沖泡并充分攪拌,使用水煎濃縮的方法將藥物濃縮成500 mL液體,生藥濃度為0.23 g/mL,藥物現(xiàn)配現(xiàn)用。
1.1.3 ?含藥血清 ?8周齡SPF級雄性SD大鼠20只由湖南中醫(yī)藥大學(xué)動物實驗室提供,在SPF條件下適應(yīng)性飼養(yǎng)1周。將大鼠隨機分為正常組、中藥高劑量組、中藥中劑量組和中藥低劑量組4組,每組5只,其中正常組以0.9%生理鹽水組灌胃8 mL/只,中藥高、中、低劑量組分別按照活扶正活血解毒方12、8、4 mL/kg灌胃[中藥低、中、高劑量大鼠灌胃量按照成人每日用量的1、2、3倍定為等效劑量(正常成人體質(zhì)量按60 kg進行換算)],每日2次,連續(xù)灌胃7 d。大鼠末次灌胃1 h后,行心臟取血,4 ℃、1 ?500 r/min離心10 min,取上清56 ℃滅活30 min,將滅活后的血清通過0.22 μm濾器過濾除菌,配置成完全培養(yǎng)基備用[12-13]。
1.1.4 ?主要試劑 ?大鼠口腔黏膜上皮細胞完全培養(yǎng)液(上海賽百慷生物技術(shù)股份有限公司,批號RATiCELLM013);胰酶(美國Hyclone,批號SH30042.01);2.24 μg/mL DispaseⅡ酶(美國Gibco,批號25200-027);PBS(美國Hyclone,批號SH30256.01B);CCK8增殖檢測試劑盒(日本DOJINDO,批號CK04);逆轉(zhuǎn)錄試劑盒(中國北京康為世紀,批號CW2569);Power SYBR Green PCR Master Mix試劑盒(日本TOYOBO,批號QPK-201);引物由Genecopoeia合成;Wnt1抗體(英國Abcam,批號ab15251);β-catenin抗體(英國Abcam,,批號ab32572);Axin2抗體(英國Abcam,批號ab32197);cylinD1抗體(英國Abcam,批號ab251892);IWR-1(美國MCE,批號HY-12238);羊抗兔二抗(英國Abcam,批號ab6747);顯色液(美國Cyanagen,批號23423)。
1.1.5 ?主要儀器 ?全自動化學(xué)發(fā)光免疫分析儀(美國貝克曼庫爾特有限公司,型號UniCelDxI 800);Nanno Drop 分光光度計(美國賽默飛世爾科技公司,型號NDoneC);基因擴增儀(美國MjRE-SEARCH公司,型號TTC-220);離心機(中國湖南湘儀,型號H1650R);Motic顯微鏡(成貫儀器上海有限公司,型號BA210T);酶標儀[美谷分子儀器(上海)有限公司,型號SpectraMax M4]。
1.2 ?方法
1.2.1 ?細胞分組及培養(yǎng) ?分離培養(yǎng)的細胞增殖至對數(shù)期,將細胞分為正常組、模型組、中藥高劑量組、中藥中劑量組、中藥低劑量組、IWR-1組6組。其中正常組以正常大鼠血清干預(yù),模型組以正常大鼠血清+50 μg/mL ANE干預(yù),中藥高、中、低劑量組分別以高、中、低劑量含藥血清+50 μg/mL ANE干預(yù),IWR-1組以正常大鼠血清+5 μmol/L IWR-1。
1.2.2 ?CCK8檢測EC細胞增殖 ?將6組細胞按105/mL濃度接種于96孔板中,每孔100 μL,共鋪5板,檢測時間為12、24、36、48 h 4個時間點,在檢測前2 h加入CCK8 10 μL/孔,37 ℃ 5% CO2繼續(xù)培養(yǎng)至檢測時間點,取出培養(yǎng)板,放置于酶標儀中,450 nm和600 nm雙波長檢測并讀數(shù)[14-15]。
1.2.3 ?PCR檢測Wnt1、β-catenin、Axin、cylinD1基因的表達 ?將6組細胞按105/mL濃度接種于T25培養(yǎng)瓶中,培養(yǎng)至細胞長滿培養(yǎng)瓶,將其消化、離心、棄上清留存細胞。以RNA提取試劑盒提取細胞RNA,具體操作步驟根據(jù)試劑盒中的使用說明進行。RNA提取后,通過逆轉(zhuǎn)錄試劑盒將其逆轉(zhuǎn)錄為cDNA,具體操作步驟根據(jù)逆轉(zhuǎn)錄試劑盒說明書進行。再根據(jù)反應(yīng)體系將cDNA與SYBR溶液配比,進行PCR操作,并讀取mean CT值和△△CT值。
1.2.4 ?Western blot檢測Wnt1、β-catenin、Axin、cylinD1蛋白的表達 ?將6組細胞按105/mL濃度接種于T25培養(yǎng)瓶中,培養(yǎng)至細胞長滿培養(yǎng)瓶,將其消化、離心、棄上清留存細胞。將細胞中加入RIPA裂解液充分裂解后離心吸取上清,以BCA蛋白濃度試劑盒測量蛋白濃度后加入蛋白上樣緩沖液,100 ℃水浴加熱5 min。根據(jù)蛋白分子量配置凝膠并電泳、轉(zhuǎn)膜、孵抗體、顯色,并讀取灰度值。
1.2.5 ?統(tǒng)計學(xué)方法 ?采用SPSS 20.0軟件進行統(tǒng)計分析,數(shù)據(jù)呈正態(tài)分布者采用單因素ANOVA分析,數(shù)據(jù)非正態(tài)者采用非參檢驗,以P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
2 結(jié)果
2.1 ?CCK8檢測結(jié)果
與正常組相比,模型組EC增殖被抑制,差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05);與模型組相比,中藥高、中劑量組和IWR-1組均促進EC細胞增殖水平,差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。詳見表1。
2.2 ?PCR檢測結(jié)果
與正常組相比,模型組Wnt1、β-catenin、cylinD1基因的表達量增高,Axin基因表達量降低,差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05);與模型組相比,中藥高、中劑量組和IWR-1組的Wnt1、β-catenin、cylinD1基因的表達量均降低,Axin基因表達量均升高,差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。詳見表2。
2.3 ?Western blot檢測結(jié)果
與正常組相比,模型組Wnt1、β-catenin、cylinD1蛋白的表達量增高,Axin蛋白表達量降低,差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05);與模型組相比,中藥高、中劑量組和IWR-1組的Wnt1、β-catenin、cylinD1蛋白的表達量均降低,Axin蛋白表達量均升高,差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。詳見圖1、表3。
3 討論
OSF發(fā)病率高,且癌變率目前也有所增高。OSF的發(fā)病與多種因素有關(guān),目前研究較多的是檳榔中的致癌成分檳榔堿,以及機體自身的免疫因子和通路,其中Wnt信號通路較為經(jīng)典。Wnt信號傳導(dǎo)通路有以下主要的分支:(1)Wnt/β-catenin通路;(2)WNT-Ca2+通路;(3)細胞極性通路。其中,Wnt/β-catenin通路是經(jīng)典的、主要的傳導(dǎo)通路,本文探討的為該信號通路。
Wnt/β-catenin信號通路是一個由多種分子參與、相互影響及制約的復(fù)雜的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng),對細胞增殖和分化具有重要調(diào)節(jié)作用,Axin蛋白是Wnt信號通路中為一個重要的構(gòu)形蛋白,它串聯(lián)起腺瘤病大腸桿菌蛋白(adenomatosis polyposis coli, APC)、β-連環(huán)蛋白(β-catenin)、糖原合成酶激酶3β(glycogen synthase kinase-3β, GSK-3β)蛋白形成一個復(fù)合體,在正常情況下,這個復(fù)合體可使β-catenin磷酸化后被相關(guān)酶降解。但在異常情況下,Wnt配體-受體復(fù)合物抑制APC、β-catenin、GSK-3β降解復(fù)合體的穩(wěn)定性,使β-catenin降解障礙,胞漿內(nèi)游離的β-catenin聚集,在細胞質(zhì)中達到一定濃度后進入細胞核,與轉(zhuǎn)錄因子相互作用,激活Wnt/β-catenin信號通路使得下游癌基因表達增加。其中cyclinD1是Wnt信號通路的一個下游基因,為細胞G1/S期的特異性周期蛋白,主要功能是刺激細胞增殖,其過度表達可以導(dǎo)致細胞失控,從而導(dǎo)致細胞癌變。
本試驗通過體外培養(yǎng)EC細胞,以CCK8檢測EC細胞的增殖,以PCR檢測Wnt1、β-catenin、Axin、cylinD1基因的表達,以Western blot檢測Wnt1、β-catenin、Axin、cylinD1蛋白的表達。其檢測結(jié)果可見,模型組加入ANE后,EC細胞的增殖水平明顯提高,且ANE促進了Wnt1、β-catenin、cylinD1基因和蛋白的表達,降低了Axin基因和蛋白的表達。中藥高、中劑量組下調(diào)了EC細胞的增殖水平,且下調(diào)了Wnt1、β-catenin、cylinD1基因及蛋白的表達,上調(diào)了Axin基因和蛋白的表達,高劑量組下調(diào)水平優(yōu)于中劑量組,中劑量組優(yōu)于低劑量組,呈現(xiàn)一定的藥物量效關(guān)系。IWR-1組通過阻斷Wnt/β-catenin信號通路,從而降低了EC細胞的增殖水平,下調(diào)了Wnt1、β-catenin、cylinD1基因及蛋白的表達,上調(diào)了Axin基因和蛋白的表達。
中藥具有療效可靠、靶點多、無副作用而且來源廣泛等優(yōu)點。譚勁教授在古方桃紅四物湯的基礎(chǔ)上加減選用,由丹參、玄參、當歸、紅花、生地黃、白花蛇舌草、夏枯草、生黃芪、薄荷、白芍、茵陳、桔梗十二味中藥制成扶正活血解毒方。方中丹參、當歸、紅花活血化瘀;生黃芪、白芍益氣扶正;生地黃、玄參、茵陳、薄荷養(yǎng)陰清熱;白花蛇舌草、夏枯草解毒散瘀;桔?;瞪⒔Y(jié)?,F(xiàn)代藥理研究也表明,白花蛇舌草、夏枯草具有抗癌、增強免疫、抑制炎癥因子的作用,桔梗祛痰效果顯著[16-18]。全方諸藥合用,共奏扶正活血、祛痰解毒之功。
從本實驗結(jié)果可以看出,ANE能夠促進EC細胞的增殖,也可以激活Wnt/β-catenin信號通路,促進相關(guān)基因及蛋白的表達,說明咀嚼檳榔可能是通過激活Wnt/β-catenin信號通路進而促進了OSF的發(fā)生。扶正活血解毒方能夠抑制Wnt/β-catenin信號通路,降低EC細胞的增殖。IWR-1組通過加入Wnt/β-catenin信號通路抑制劑IWR-1抑制了該信號通路,降低了Wnt1、β-catenin、cylinD1基因及蛋白的表達,上調(diào)了Axin基因和蛋白的表達,中藥組與IWR-1組在Wnt1、β-catenin、Axin、cylinD1基因及蛋白的表達上無明顯差異。這表明中藥扶正活血解毒方是通過抑制Wnt/β-catenin信號通路,從而降低EC細胞增殖產(chǎn)生療效。
綜上所述,本研究從Wnt/β-catenin 信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的角度探索了扶正活血解毒方的起效機制,該結(jié)果為其臨床療效提供了理論依據(jù),同時也為臨床OSF癌變的防治提供新的實驗依據(jù)。然而本實驗尚存在一定的不足,在探索扶正活血解毒方對OSF的影響時,未增加在體動物實驗以及臨床試驗作為理論支持,這也是我們課題組后期的研究方向。
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