劉亞云 張瑾 彭春光 任招娣 廖衛(wèi)華 邱鵬
【關(guān)鍵詞】龍血素A;骨肉瘤;增殖;凋亡;分子機制
骨肉瘤屬于骨科中常見腫瘤疾病之一。通過保肢治療的方式,一定程度上能夠提高治愈率,骨肉瘤細胞對化療藥物的敏感程度與骨肉瘤患者的治療效果以及預(yù)后恢復(fù)情況存在關(guān)系[1]。近幾年,關(guān)于骨肉瘤化療藥物相關(guān)的研究取得了進步,但是依舊存在部分患者對相關(guān)化療藥物的敏感性低或者使用一段時間后出現(xiàn)耐藥性現(xiàn)象,患者預(yù)后恢復(fù)較差,并且目前用于治療骨肉瘤患者的藥物,副作用均較大。因此,積極尋找療效理想,副作用小的藥物具有重要意義。龍血素A 是血竭總黃酮中的主要活性成分, 具有活血化瘀、消炎鎮(zhèn)痛、促進表皮修復(fù)、抗腫瘤等功效[2]。近年來研究顯示[3] 多數(shù)黃酮類化合物具有明顯的抗腫瘤作用,如葛根黃酮可通過上調(diào)Fas、Baxm RNA 的表達水平,下調(diào)Bcl-2 和上調(diào)Bax 蛋白,抑制HL-60 細胞增殖,誘導(dǎo)其凋亡。龍血素A 可通過上調(diào)caspase-3 激活Bax/Bcl-xl 線粒體信號通路誘導(dǎo)乳腺癌細胞凋亡[4]。龍血素A 對骨肉瘤增殖、凋亡是否有影響?通過什么機制影響?因此,本次研究主要探討龍血素A 對骨肉瘤MG63 細胞增殖、凋亡的作用及可能存在的分子機制。
1 資料與方法
1.1 細胞培養(yǎng)以及分組 收集和接種細胞:骨肉瘤MG63細胞株進行培養(yǎng),觀察細胞生長情況,待細胞培養(yǎng)至對數(shù)生長期時,獲取細胞,并進行計數(shù),再加入完全培養(yǎng)基,再將其配置成濃度為1×105 個/mL 的細胞懸液,開始進行細胞接種,將骨肉瘤MG63 細胞接種于96 孔板中再次進行培養(yǎng),并向每個孔內(nèi)加入劑量為100 μL 完全培養(yǎng)基。將培養(yǎng)后的骨肉瘤MG63 細胞,均分為兩組,即實驗組和對照組,對照組骨肉瘤MG63 細胞僅僅加入完全培養(yǎng)基,實驗組骨肉瘤MG63細胞加入不同濃度龍血素A 進行干預(yù)。每組分別設(shè)置6 個復(fù)孔。
加藥處理:上述骨肉瘤MG63 細胞經(jīng)過培養(yǎng)一段時間以后,過夜孵育培養(yǎng),取出96 孔板,將其置于倒置顯微鏡,進一步觀察細胞培養(yǎng)情況,若細胞出現(xiàn)明顯貼壁現(xiàn)象,再將原來培養(yǎng)液清除干凈,再分別加入不同濃度的龍血素A 藥物進行干預(yù)(0,15,30,60,90,120 μmol/L),藥物劑量均為90 μL,再加入完全培養(yǎng)液進行培養(yǎng)處理,陰性對照組加入完全培養(yǎng)基90 μL,放入細胞培養(yǎng)箱培養(yǎng)。
1.2 CCK-8 檢測細胞增殖 不同濃度的藥物處理24 h、48 h、72 h 后, 清除含藥物干預(yù)的培養(yǎng)基, 各組每孔分別加入CCK8 溶液,干預(yù)劑量為10 μL,分別將其置于細胞培養(yǎng)箱5% CO2,37℃繼續(xù)培養(yǎng)4 h,用酶標(biāo)儀測波長為450 nm 的OD值,實驗重復(fù)3 次,取實驗結(jié)果的平均值作為最終實驗結(jié)果。
按公式計算生長抑制率= [( 對照組OD -實驗組OD)/ 對照組OD]×100%。
1.3 流式細胞儀檢測細胞凋亡 取對數(shù)生長期的細胞,調(diào)整細胞密度,即調(diào)整至1×105 個/mL,并將細胞分別接種于六孔板,于每孔加入2 mL 的細胞懸液;次日細胞貼壁后,棄去培養(yǎng)液,加藥組沿孔壁小心加入2 mL 含最佳濃度龍血素A培養(yǎng)基溶液,對照組只加入2 mL 的完全培養(yǎng)基,每組設(shè)置3個復(fù)孔,置CO2 培養(yǎng)箱中繼續(xù)培養(yǎng),目的是為了確定最佳作用時間;分別通過細胞收集、細胞洗滌、乙醇固定、細胞重懸及染色;最后采用流式細胞儀進行檢測。
1.4 蛋白質(zhì)印跡法(Western blot) 檢測Akt /NF-KB 通路因子(Akt、磷酸化Akt、核蛋白NF-KB) 以及Bax、Bcl-2 蛋白表達 取對數(shù)生長期的細胞,以1×105 個/mL 的密度接種于六孔板,每孔加入2 mL 的細胞懸液;次日細胞貼壁后,棄去培養(yǎng)液,實驗組沿孔壁小心加入2 mL 含最佳濃度龍血素A培養(yǎng)基溶液,對照組只加入2 ml 的完全培養(yǎng)基,每組設(shè)置3個復(fù)孔,置CO2 培養(yǎng)箱中繼續(xù)培養(yǎng)最佳作用時間;進行細胞總蛋白的提取、蛋白濃度測定、SDS-PAGE 電泳、Westernblot 測定。檢測與細胞凋亡有關(guān)Akt /NF-KB 通路的蛋白:Akt、磷酸化Akt、核蛋白NF-KB、Bax、Bcl2 表達情況。
1.5 觀察指標(biāo) 觀察不同濃度干預(yù)后在不同時間點的細胞增殖率、細胞凋亡率、Akt /NF-KB 通路因子(Akt、p-Akt、核蛋白NF-KB) 及凋亡蛋白(Bcl-2、Bax) 表達。
1.6 統(tǒng)計學(xué)方法 實驗每組重復(fù)3 次,結(jié)果均采用SPSS22.0 軟件進行統(tǒng)計分析,定量數(shù)據(jù)用x±s 形式表示,兩樣本均數(shù)的比較采用t 檢驗,多樣本均數(shù)的比較采用方差分析,檢驗水準(zhǔn)為P<0.05。
2 結(jié)果
2.1 細胞增殖變化 同時間點,不同濃度藥物干預(yù)后細胞增殖明顯發(fā)生變化,藥物濃度為60 μmol/L 時,細胞增殖率明顯下降(P<0.05),并且呈現(xiàn)一定濃度劑量依賴性;相同濃度下,不同時間點藥物干預(yù)后,隨著時間的延長,細胞增殖率明顯下降(P<0.05),即24 h(48 h) 后,細胞增殖明顯下降?;诖?,后續(xù)實驗均采用60 μmol/L 進行干預(yù),均干預(yù)24 h(48 h),開始檢測后續(xù)實驗指標(biāo)。詳見表1。
2.2 細胞凋亡 與對照組進行比較,實驗組細胞凋亡率明顯更低(P<0.05)。詳見圖1。
2.3 龍血素A 對骨肉瘤MG63 細胞增殖、凋亡的作用機制與Akt /NF-KB 通路有關(guān) 與對照組比較,實驗組p-Akt、核蛋白NF-KB、Bcl-2 蛋白表達均明顯更低,Bax 蛋白表達明顯更高,差異顯著(P<0.05),兩組Akt 蛋白表達比較,差異不顯著(P>0.05)。詳見表2、圖2。
3 討論
本次研究主要探討龍血素A 對骨肉瘤MG63 細胞增殖、凋亡的作用及可能存在的分子機制,首先為了確定龍血素A最佳的干預(yù)濃度,分別采用不同濃度0、15、30、60、90、120 μmol/L 龍血素A 進行干預(yù),觀察不同濃度對骨肉瘤MG63 細胞增殖的影響,以及同種濃度下,不同干預(yù)時間細胞增殖的變化,研究結(jié)果顯示,60 μmol/L 龍血素A 干預(yù)后,細胞增殖率明顯下降,并且與90、120 μmol/L 龍血素A 比較,無顯著差異,表明龍血素A 作為骨肉瘤患者新型藥物,具有一定應(yīng)用前景[5]。進一步觀察60 μmol/L 龍血素A 干預(yù)后,骨肉瘤MG63 細胞凋亡情況,發(fā)現(xiàn)實驗組細胞凋亡率明顯低于對照組,提示龍血素A 藥物能夠明顯促進骨肉瘤MG63 細胞凋亡[6]。進一步探討其可能存在的分子機制,研究發(fā)現(xiàn)實驗組Akt /NF-KB 通路因子出現(xiàn)明顯變化,實驗組p-Akt、核蛋白NF-KB、Bcl-2 蛋白表達均明顯更低,Bax 蛋白表達明顯更高,提示龍血素A 主要通過抑制Akt /NF-KB 通路從而發(fā)揮對骨肉瘤細胞增殖的抑制作用及進一步誘導(dǎo)細胞的凋亡[7-8]。Akt /NF-KB 通路可以作為骨肉瘤作用靶點之一。
綜上所述,龍血素A 能夠明顯抑制骨肉瘤MG63 細胞增殖過程,同時進一步誘導(dǎo)細胞凋亡,其主要的分子機制為龍血素A 通過抑制Akt /NF-KB 通路活性,磷酸化Akt,下調(diào)核蛋白NF-KB 表達,上調(diào)Bax 蛋白表達,下調(diào)Bcl-2 蛋白表達,最終抑制骨肉瘤MG63 細胞增殖,以及誘導(dǎo)MG63 細胞凋亡。