鄧櫻 唐潤偉 衛(wèi)菊 樂楓 劉云龍 錢耀明
摘要 目的:探討“黃芪-莪術(shù)”藥對通過PTEN與p-AKT對人乳腺癌細胞(MDA-MB-231)增殖的作用機制。方法:將MDA-MB-231細胞進行“黃芪-莪術(shù)”藥對(藥對組)、順鉑(順鉑組)、“黃芪-莪術(shù)”藥對聯(lián)合順鉑(藥對+順鉑組)治療,并設(shè)置空白對照組。MTT法檢測細胞增殖,RT-qPCR檢測PTEN與p-AKT的mRNA表達水平,Western Blotting檢測p-AKT蛋白表達水平。結(jié)果:與空白對照組比較,藥對組PTEN mRNA表達水平上升,OD值與p-AKT蛋白表達水平下降(P<0.05),p-AKT mRNA蛋白表達水平變化差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05);順鉑組OD值與PTEN mRNA表達水平下降(P<0.05),p-AKT mRNA與蛋白表達水平變化差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05);而藥對+順鉑組在藥對治療的基礎(chǔ)上能進一步抑制MDA-MB-231細胞增殖,促進PTEN mRNA的表達,抑制p-AKT mRNA與蛋白表達水平。結(jié)論:“黃芪-莪術(shù)”藥對抑制MDA-MB-231細胞增殖的機制可能通過上調(diào)PTEN基因而直接抑制AKT蛋白水平。
關(guān)鍵詞 黃芪;莪術(shù);藥對;MDA-MB-231;增殖;PTEN;p-AKT;乳腺癌
Abstract Objective:To explore the effects mechanism of “Radix Astragali seu Hedysari-Rhizoma Curcumae” on the proliferation of MDA-MB-231 cells through PTEN and p-AKT.Methods:MDA-MB-231 cells were treated with “Radix Astragali seu Hedysari-Rhizoma Curcumae” drug pair(drug pair group),cisplatin(cisplatin group),“Radix Astragali seu Hedysari-Rhizoma Curcumae” drug pair combined with cisplatin(drug pair+cisplatin group),and blank control group was set.Then,MTT method was used to detect cell proliferation,RT-qPCR was used to detect PTEN and p-AKT mRNA expression levels,and Western blot was used to detect p-AKT protein expression levels.Results:Compared with the blank control group,the PTEN mRNA expression level of the drug-pair group increased,the OD value and p-AKT protein expression level decreased(P<0.05),the p-AKT mRNA protein expression level did not change significantly(P>0.05); the OD value and PTEN mRNA expression level of the cisplatin group decreased(P<0.05),and the expression levels of p-AKT mRNA and protein did not change significantly(P>0.05); while the drug pair+cisplatin group could further improve on the basis of drug pair treatment Inhibit MDA-MB-231 cell proliferation,promote PTEN mRNA expression,and inhibit p-AKT mRNA and protein expression levels.Conclusion:The mechanism of “Radix Astragali seu Hedysari-Rhizoma Curcumae” drug on inhibiting MDA-MB-231 cell proliferation may directly inhibit AKT protein level by up-regulating PTEN gene.
Keywords Radix Astragali seu Hedysari; Rhizoma Curcumae,Herb-partners; MDA-MB-231; Proliferation; PTEN; p-AKT; Breast cancer
中圖分類號:R273;R285.5文獻標(biāo)識碼:Adoi:10.3969/j.issn.1673-7202.2021.11.013
乳腺癌是僅次于肺癌的第二大常見惡性腫瘤,是導(dǎo)致癌癥死亡的第五大常見原因[1-2]。其中,三陰性乳腺癌是高轉(zhuǎn)移性異質(zhì)性乳腺癌,在乳腺癌中占10%~20%,其治療已逐漸成為乳腺癌研究領(lǐng)域的熱點和難點問題。
化療、放療、內(nèi)分泌治療等常用于抑制腫瘤生長,減少乳腺癌復(fù)發(fā)。順鉑是目前最廣泛使用、臨床療效顯著的化療藥物和抗癌劑[3],但部分患者進行化療后會受到不良反應(yīng)的困擾或?qū)λ幬锂a(chǎn)生一定耐藥性[4]。有研究表明,多種自然療法對癌癥有效,尋找具有生物活性的天然產(chǎn)物可能為乳腺癌治療提供另一種策略[5]。
益氣活血中藥黃芪-莪術(shù)的配伍是臨床常用抗腫瘤組合[6]。有報道發(fā)現(xiàn)黃芪-莪術(shù)配伍能夠抑制腫瘤的生長和轉(zhuǎn)移[7]。黃芪-莪術(shù)抗腫瘤作用很大程度上是通過抑制細胞凋亡的基因蛋白表達下調(diào),促進細胞凋亡的活性因子增強而實現(xiàn)的[8]。
在多種腫瘤抑制途徑中,PTEN作為腫瘤抑制基因,主要通過PI3K/AKT通路發(fā)揮其抑癌功能[9]。有研究發(fā)現(xiàn),激活PTEN能抑制p-AKT蛋白表達,進而抑制膀胱癌細胞的增殖、遷移和侵襲,促進細胞凋亡[10],且PTEN能通過p-AKT對乳腺癌產(chǎn)生影響[11]。
為闡明黃芪-莪術(shù)的抗乳腺癌效果,用黃芪-莪術(shù)對MDA-MB-231細胞進行干預(yù)處理,檢測MDA-MB-231細胞的增殖及PTEN和p-AKT表達情況,為乳腺癌的治療提供可能的理論依據(jù)。
1 材料與方法
1.1 材料
1.1.1 細胞 MDA-MB-231細胞(ATCC中心,美國,批號:HTB-26),將細胞培養(yǎng)于DMEM培養(yǎng)基,添加10%胎牛血清(FBS)與1%青-鏈霉素,于37 ℃、5% CO2恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng),每2天換液1次。
1.1.2 藥物 按照臨床最常用劑量:黃芪30 g、莪術(shù)15 g,將中藥液熬制濃縮為500 mL。將濃縮中藥液放于真空冷凍干燥機-50 ℃預(yù)凍5 h;-20 ℃低溫升華干燥14 h;30 ℃解析干燥10 h后于-20 ℃環(huán)境中密封保存。使用時,1 mL超純水溶解1 g凍干粉,混勻后高溫高壓消毒滅菌,4 ℃下保存。
1.1.3 試劑及儀器 順鉑(Hospira公司,澳大利亞,批號:H20090521);辣根過氧化物酶(蘇州亞科科技股份有限公司,批號:L0001)、GAPDH(Jackson Immuno Research公司,美國,批號:AP0063);qPCR引物(RiboBio公司,批號:siB07112111271-1-5,siB101025113730-1-5,siG000026330A-1-5);p-AKT(Abcam公司,英國,批號:ab8805);DMEM培養(yǎng)基(Gibco,美國,批號:11995065);FBS(Gibco,美國,批號:10270-106);TRIzol試劑盒(Invitrogen公司,美國,批號:15596026);高容量cDNA RT試劑盒(Applied Biosystems公司,美國,批號:4368814);BCA試劑盒(武漢博士德公司,批號:AR0197);電子精密天平(Sartorius公司,德國,型號:GL8201-1SCN);BIO-TEK Elx800酶標(biāo)儀(BIO-TEK公司,美國,型號:ELx800);BioPhotometer D30核酸蛋白測定儀(Eppendorf公司,德國,型號:D30);SYBR Green PCR mix(Applied Biosystems公司,美國,批號:4367659);顯影儀(Healthcare公司,瑞典,型號:AI680)。
1.2 方法
1.2.1 分組與模型制備 取對數(shù)生長期的MDA-MB-231細胞,制備單細胞懸液,調(diào)整MDA-MB-231細胞濃度為5×104個/mL,96孔板每孔接種1×104個細胞,接種2 d后細胞生長基本融合。將培養(yǎng)的細胞分為藥對組、順鉑組、藥對+順鉑組以及空白對照組。
1.2.2 干預(yù)方法 藥對組加入濃度為25%的“黃芪-莪術(shù)”凍干粉、順鉑組加入30 μg/mL順鉑、藥對+順鉑組加入25%的“黃芪-莪術(shù)”凍干粉+30 μg/mL順鉑,空白對照組不添加任何藥物。
1.2.3 檢測指標(biāo)與方法
1.2.3.1 MTT法檢測MDA-MB-231細胞增殖 取上述各組MDA-MB-231細胞,同時設(shè)置調(diào)零孔(無細胞,僅含培養(yǎng)液)和陰性對照孔(含細胞和培養(yǎng)液)。于藥物作用2 d后,棄上清液,每孔加入含10%FBS的DMEM培養(yǎng)液100 μL和MTT溶液20 μL,放于37 ℃、5% CO2培養(yǎng)箱孵育4 h后,棄上清液,每孔加入DMSO 150 μL,微量振蕩15 min。應(yīng)用BIO-TEK Elx800酶標(biāo)儀,于波長490 nm處測得每孔的光密度值。
1.2.3.2 RT-qPCR檢測 使用TRIzol試劑盒從MDA-MB-231細胞中提取總RNA,核酸蛋白測定儀測量260 nm和280 nm下OD比值及RNA水平,OD260 nm/OD280 nm比值在1.8~2.0之間說明RNA純度較高。使用高容量cDNA RT試劑盒逆轉(zhuǎn)錄成cDNA。在qPCR中,用SYBR Green PCR mix擴增cDNA樣本,檢測p-AKT和PTEN的表達水平。使用GAPDH為內(nèi)參。引物序列見表1。
1.2.3.3 Western Blotting法測定蛋白表達 用含有蛋白酶和磷酸酶抑制劑的RIPA緩沖液裂解MDA-MB-231細胞15 min,BCA試劑盒測定蛋白濃度。用十二烷基硫酸鈉-聚丙烯酰胺凝膠電泳(SDS-PAGE)分離相同數(shù)量的蛋白質(zhì),轉(zhuǎn)移到聚偏氟乙烯(PVDF)膜上。恒流100 mA過夜,PVDF轉(zhuǎn)膜,PBST漂洗,5%脫脂奶粉封閉1 h。加入一抗p-AKT(1∶1 000稀釋)、GAPDH(1∶2 000稀釋)室溫下輕搖孵育1 h,辣根過氧化物酶標(biāo)記的二抗(1∶500稀釋)室溫孵育1 h,PBST漂洗后浸洗3次,10 min/次。使用Odyssey雙色紅外熒光掃描成像系統(tǒng)獲得圖片,運用Quantity One圖像分析軟件測得條帶灰度值,將各目的條帶與內(nèi)參條帶比值后,比較各組間差異。
1.3 統(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS 21.0統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)分析,計量資料用均值±標(biāo)準(zhǔn)差(±s)表示,服從正態(tài)分布的計量資料2組比較采用獨立樣本t檢驗。多組間的數(shù)據(jù)分析采用單因素方差分析,兩兩比較采用LSD-t。以P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
2 結(jié)果
2.1 MDA-MB-231細胞形態(tài)觀察 給藥2 d后,顯微鏡下觀察MDA-MB-231細胞形態(tài)變化,發(fā)現(xiàn)空白對照組細胞排列緊密,數(shù)量較多,形態(tài)正常;藥對組可見細胞形態(tài)不規(guī)則,細胞膜不完整;順鉑組可見細胞數(shù)量減少,有回縮,折光增強,細胞膜不完整;藥對+順鉑組可見細胞胞質(zhì)回縮,有空泡,并伴有較多飄漂浮死細胞。見圖1。說明“黃芪-莪術(shù)”藥對能促進MDA-MB-231細胞凋亡,且作用效果與順鉑相似。
2.2 MDA-MB-231細胞增殖情況 MTT法檢測藥物干預(yù)2 d后MDA-MB-231細胞增殖水平,發(fā)現(xiàn)與空白對照組比較,藥對組、順鉑組、藥對+順鉑組OD值均下降(均P<0.01);與藥對組比較,順鉑組、藥對+順鉑組OD值均下降(均P<0.01);與順鉑組比較,藥對+順鉑組OD值下降(P<0.05)。說明順鉑與“黃芪-莪術(shù)”藥對都能抑制MDA-MB-231細胞增殖,且順鉑較“黃芪-莪術(shù)”藥對對乳腺癌細胞增殖的抑制效果更為顯著,而二者聯(lián)合使用時能更大程度上抑制MDA-MB-231細胞的增殖。見表2。說明“黃芪-莪術(shù)”藥對能抑制MDA-MB-231細胞生長,其抑制程度較順鉑輕。
2.3 GAPDH、p-AKT2、PTEN溶解曲線及標(biāo)準(zhǔn)曲線 ?繪制MDA-MB-231細胞GAPDH、p-AKT2、PTEN溶解曲線,發(fā)現(xiàn)都為單峰,未見雜峰信號,說明GAPDH、p-AKT2、PTEN的逆轉(zhuǎn)錄PCR參數(shù)選擇適當(dāng),產(chǎn)物特異性好;繪制擴增曲線發(fā)現(xiàn)擴增曲線光滑,呈標(biāo)準(zhǔn)的S形且拐點清晰。見圖2。為后續(xù)RT-qPCR檢測MDA-MB-231細胞p-AKT2、PTEN的mRNA水平打下基礎(chǔ)。
2.4 MDA-MB-231細胞p-AKT2、PTEN的mRNA表達水平 各組細胞藥物干預(yù)2 d后,RT-qPCR檢測發(fā)現(xiàn)各組MDA-MB-231細胞中p-AKT2表達水平變化差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。與空白對照組比較,藥對組、順鉑組和藥對+順鉑組的PTEN的mRNA表達水平都上升(均P<0.05);與藥對組比較,順鉑組PTEN表達水平下降(P<0.05),而藥對+順鉑組PTEN表達水平差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05);與順鉑組比較,藥對+順鉑組TEN的mRNA表達水平上升(P<0.05)。說明順鉑與“黃芪-莪術(shù)”藥對對MDA-MB-231細胞p-AKT2的mRNA表達水平無影響,而藥對能增加MDA-MB-231細胞PTEN的mRNA表達。見表2。
2.5 MDA-MB-231細胞p-AKT2的蛋白表達水平 ? 藥物治療2 d后,Western Blotting檢測各組MDA-MB-231細胞中p-AKT2蛋白表達水平,發(fā)現(xiàn)與空白對照組比較,藥對組和藥對+順鉑組p-AKT2蛋白表達水平都上升(均P<0.01),而順鉑組p-AKT2蛋白表達水平變化差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05);與藥對組比較,順鉑組p-AKT2蛋白表達水平上升(P<0.01),而藥對+順鉑組p-AKT2蛋白表達水平下降(P<0.01);與順鉑組比較,藥對+順鉑組p-AKT2蛋白表達水平下降(P<0.01)。說明“黃芪-莪術(shù)”藥對能抑制MDA-MB-231細胞p-AKT2蛋白表達水平,而順鉑對MDA-MB-231細胞p-AKT2蛋白表達水平無影響。見表3,圖3。
3 討論
乳腺癌是女性最常見的惡性腫瘤,其發(fā)病率位居女性惡性腫瘤譜榜首,并且近年來我國女性乳腺癌的發(fā)病情況日趨低齡化[12]?;?、放療、內(nèi)分泌治療等常用于清除殘留腫瘤細胞,抑制腫瘤生長,減少乳腺癌復(fù)發(fā)[13]。中醫(yī)學(xué)上,乳腺癌患者有正虛邪實的證候特點。正虛以氣虛病機為本,同時常常兼有邪實,其中以血瘀者為多,因此,對此類患者的中醫(yī)治療以益氣活血化瘀為主,以降低復(fù)發(fā)風(fēng)險、提高治愈率。
在過去的幾十年里,研究人員探索了許多有臨床價值的草藥的生物學(xué)特性,通過長期的臨床觀察及分析,發(fā)現(xiàn)黃芪含有多種生物活性化合物,包括多糖、類黃酮和皂苷等,具有利尿、引流膿腫的作用[14-15]。黃芪味甘,性微溫,入肺脾經(jīng),具有健脾益氣之功效,既能使脾氣健運,痰濁得消,又能行氣活血,使瘀血自消,達到預(yù)防乳腺癌復(fù)發(fā)及轉(zhuǎn)移的作用。在臨床上,黃芪作為扶正代表藥物,用于治療各種癌癥,有報道發(fā)現(xiàn)其能增強厄洛替尼對三陰性乳腺癌異種移植的抗腫瘤作用[16]。在中醫(yī)臨證中還常選配莪術(shù),其性溫,味辛、苦,歸肝脾經(jīng),具有行氣破血,消積止痛之功,常用于癥瘕痞塊的治療。有研究證實莪術(shù)可以直接抑制腫瘤增殖相關(guān)蛋白的合成[17],與黃芪合用,能在祛邪的同時而不傷正,對腫瘤治療產(chǎn)生積極作用。
通過探討“黃芪-莪術(shù)”藥對聯(lián)合順鉑對MDA-MB-231細胞的增殖作用,發(fā)現(xiàn)順鉑或者“黃芪-莪術(shù)”藥對都能抑制MDA-MB-231細胞增殖,而“黃芪-莪術(shù)”藥對與順鉑聯(lián)用能進一步抑制MDA-MB-231細胞增殖,說明“黃芪-莪術(shù)”藥對能夠抑制乳腺癌的發(fā)生。
研究表明惡性腫瘤的發(fā)生發(fā)展是多因素多步驟的過程,其與細胞信號通路發(fā)生異常改變、細胞接受異常增殖分化信號等密切相關(guān)[18]。因此,研究與乳腺癌發(fā)生發(fā)展相關(guān)的信號通路及其作用機制,對抑制乳腺癌細胞增殖至關(guān)重要[19]。PTEN是具有雙重特異磷酸酶活性的腫瘤抑制基因,其蛋白質(zhì)產(chǎn)物位于細胞質(zhì),主要參與促進細胞凋亡、抑制細胞生長、調(diào)節(jié)細胞周期、抑制腫瘤細胞黏附及轉(zhuǎn)移等作用,在多種腫瘤組織中均檢測到PTEN蛋白的表達缺失[15]。AKT屬于原癌基因,其C末端和N末端有2個催化位點[20],能被磷酸化,其磷酸產(chǎn)物為p-AKT,可以抑制腫瘤的凋亡[9],PTEN可能通過p-AKT發(fā)揮其抑制腫瘤作用[11]。
本研究表明,“黃芪-莪術(shù)”藥對能促進MDA-MB-231細胞PTEN mRNA的表達,抑制p-AKT蛋白表達,但對p-AKT的mRNA表達水平無影響。在增加了順鉑對MDA-MB-231細胞的干預(yù)實驗后,發(fā)現(xiàn)順鉑抑制PTEN mRNA的表達,并且對AKT mRNA與蛋白表達水平都無影響;而聯(lián)合“黃芪-莪術(shù)與順鉑治療發(fā)現(xiàn)其能促進MDA-MB-231細胞PTEN mRNA的表達,抑制AKT mRNA與蛋白表達。上述增殖實驗,說明“黃芪-莪術(shù)”藥對抑制MDA-MB-231細胞增殖的機制可能主要是通過上調(diào)PTEN基因而直接抑制AKT蛋白水平。
綜上所述,本研究發(fā)現(xiàn)“黃芪-莪術(shù)”藥對抑制MDA-MB-231細胞增殖的機制與PTEN及p-AKT蛋白水平相關(guān),其能通過上調(diào)PTEN及下調(diào)p-AKT的表達抑制MDA-MB-231細胞增殖,揭示了“黃芪-莪術(shù)”藥對對三陰性乳腺癌的作用機制。
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(2020-08-27收稿 責(zé)任編輯:吳珊,徐穎)