俞淑嫻,曾普華,郜文輝
(1.湖南中醫(yī)藥大學,長沙 410208;2.湖南省中醫(yī)藥研究院附屬醫(yī)院,長沙 410006)
原發(fā)性肝癌是我國最常見的惡性腫瘤之一,乙型肝炎病毒( Hepatitis B Virus,HBV)是原發(fā)性肝癌發(fā)生發(fā)展的重要誘因,近70%肝癌患者由HBV 感染導致[1-4]。但HBV 并不能直接誘導肝癌發(fā)生,而乙型肝炎病毒X 蛋白(hepatitis B virus X protein,HBx)能通過基因轉錄調(diào)控和多種信號途徑影響肝癌細胞增生和凋亡[5]、抑制損傷DNA 的修復、 影響細胞周期進程并促進肝癌轉移浸潤和復發(fā),已成為HBV-肝癌發(fā)展的重要生物指標[6-8]。因此抑制乙肝病毒的關鍵致癌基因HBx 的表達就可以有效阻止肝癌的發(fā)生。
中醫(yī)藥作為惡性腫瘤綜合治療措施中的一個重要組成部分,在提高機體免疫力、提高生活質(zhì)量、延長患者生存時間等方面具有優(yōu)勢,在臨床治療肝癌的過程中發(fā)揮了積極作用[9-11]。
“益氣化瘀解毒”是湖南中醫(yī)藥研究院附屬醫(yī)院應用30 余年的臨床效驗方。既往臨床研究證實該方具有穩(wěn)定瘤體、改善生活質(zhì)量、抗復發(fā)轉移而使患者呈現(xiàn)“帶瘤生存”的特點[12],前期實驗提示該方能抑制人肝癌細胞和裸鼠移植瘤的生長[13],能通過調(diào)控肝癌PI3K/AKT/mTOR 等信號通路、細胞自噬等方式影響細胞代謝[14-17]。本研究繼以往課題的基礎上進一步觀察益氣化瘀解毒方對HBx 的影響,闡明該方對乙肝病毒誘發(fā)的肝癌防治過程中的應用價值。
1.1 材料 HepG 2.2.15 細胞購于廣州吉妮歐生物科技有限公司;益氣化瘀解毒方,藥物組成:白參、黃芪、半枝蓮、重樓、醋莪術、甘草,購自湖南中醫(yī)藥大學第一附屬醫(yī)院中藥房;二甲雙胍、重樓皂苷1(MCE,HY-17471A、HY-N0047);DMEM- 高 糖、胎牛血清、胰蛋白酶(0.25%)、青霉素-鏈霉素溶液(美國GIBCO 公司,批號分別為:11965092、A3160802、25200056、15240062);二甲基亞砜DMS0(細胞培養(yǎng)級)(北京索萊寶公司,批號:D8371);RIPA 裂解液(上海碧云天生物技術有限公司,批號分別為:P0013C);磷酸鹽緩沖液(Phosphate Buffer solution,PBS)、D-Hank's 平衡鹽溶液(D-HBSS)(武漢普諾賽生命科技有限公司,批號分別為:PB180327、PB180321);細胞增殖/毒性檢測試劑盒(CCK-8 試劑盒)(美國APExBIO,批號: K1018);MFN1、MFN2、OPA1 抗體(英國 Abcam 公司,批號分別為:ab104274、ab50838、ab42364);BCA 蛋白定量試劑盒(北京拜爾迪生物技術有限公司,批號:DEM109-500T);HIF-1a、FIS1 抗體(武漢三鷹生物技術有限公司,批號分別為:20960-1-AP、10956-1-AP);QuantiFast? SYBR? Green PCR Kit 試劑盒(Qiagen,貨號:204054)。
1.2 方法
1.2.1 HepG 2.2.15 細胞培養(yǎng) HepG2.2.15 細胞接種于完全培養(yǎng)基(90%DMEM+10%FBS+1%雙抗)中,置于恒溫37 ℃5%CO2無菌培養(yǎng)箱中進行孵育。細胞密度達到80%左右時進行傳代,取處于對數(shù)生長期的細胞做進一步實驗。
1.2.2 藥物制備 益氣化瘀解毒方中藥材,用10 倍純水浸泡30 min,先煎2 h,藥渣再次用8 倍純水煎2 次,3 次煎煮所得藥液5 000 mL,離心去渣(2 500 r/min,5 min),用旋轉蒸發(fā)儀濃縮至每毫克含1 g 藥,共525 mL,凍干粉機制成凍干粉(1 g/mL),4 ℃冰箱保存,用時以培養(yǎng)基稀釋至10 mg/mL。重樓皂苷1:取5 mg 重樓皂苷1 溶于1 mLDMSO 中,待完全溶解加入57 mL 完全培養(yǎng)基得到濃度為100 μmol/L 的母液,用時將母液稀釋至8 μmol/L;二甲雙胍:將260 mg 二甲雙胍溶于10 mL水,在渦旋混勻儀上充分混勻溶解,加入30 mL 完全培養(yǎng)基配成濃度為100 mmol/L 的母液,用時將母液配成30 mmol/L。
1.2.3 藥物分組 實驗分為益氣化瘀解毒方組、重樓皂苷1 組、二甲雙胍組、益氣化瘀解毒方加重樓皂苷1 組、益氣化瘀解毒方加二甲雙胍組。
1.2.4 蛋白免疫印跡法(Western blot)檢測藥物對HepG 2.2.15 細胞中HBx 的表達 不同藥物組分別干預HepG 2.2.15 細胞24 h,完全培養(yǎng)基組作為空白對照組培養(yǎng)24 h,用RIPA 裂解液(加入蛋白酶抑制劑),冰上裂解30 min,離心收集上清,即為總蛋白溶液。BCA 試劑盒檢測所收集蛋白的濃度。蛋白溶液按4:1 的比例加入5*還原型蛋白上樣緩沖液,沸水浴變性15 min,以每孔50 μg 蛋白上樣,經(jīng)SDSPAGE 凝膠電泳分離蛋白,轉移至 PVDF 膜,5%脫脂奶粉室溫封閉 2 h。按抗體說明書加入HIF-1α(1:1 000)、MFN1(1:1 000)、MFN2(1:1 000)、FIS1(1:1 000)、OPA1(1:1 000),4 ℃孵育搖床過夜。加TBST,放在脫色搖床上重復洗3 次膜,每次用時5 min,于二抗室溫下培育1 h,再次加TBST 并洗3 次膜,每次5 min。根據(jù)ECL 試劑盒說明書進行曝光并觀察蛋白的表達情況,用image J 軟件對灰度值進行分析。實驗重復3 次。
1.2.5 RT-PCR 檢測HBx基因表達水平 將HepG 2.2.15細胞接種于6 孔板中,每孔8×105個細胞。不同藥物組分別進行干預, 完全培養(yǎng)基組作為空白對照組繼續(xù)培養(yǎng)24 h,PBS 清洗3 次,用Trizol 試劑盒提取總RNA,各實驗組取2 μg 總RNA 進行反轉錄,再以反轉錄產(chǎn)物為模板,用熒光定量 PCR 檢測各實驗組細胞中HBx 基因的表達水平。擴增反應條件:95 ℃預變性10 min;95 ℃ 10 s,60 ℃ 30 s,進行40 個循環(huán)。在 T100TM 型熒光定量PCR 儀 (BIO-RAD) 上用 QuantiFast?SYBR?Green PCR Kit 試劑盒(Qiagen,Germany)進行反應。實驗獨立重復3 次。
表1 基因引物序列
1.2.6 分子對接 于PDB 數(shù)據(jù)庫中下載HBx(5FCG)共晶體,采用Ledock 軟件對上述共晶體進行刪除多余的水分子、配體、添加氫鍵等蛋白準備工作;采用ChemDraw.16 軟件構建重樓皂苷Ⅰ,并計算出能量最低狀態(tài);利用Ledock 軟件進行配體處理以及分子對接程序。最終采用Pymol 軟件展示出重樓皂苷Ⅰ與上述蛋白的分子對接模擬圖示。
1.2.7 統(tǒng)計學方法 應用 GraphPad Prism 7 軟件進行統(tǒng)計分析。計量數(shù)據(jù)以均數(shù)±標準差(±s)表示,比較2 組結果時采用t檢驗進行統(tǒng)計學分析,比較多組結果時采用ANOVA 檢驗進行統(tǒng)計學分析。
2.1 不同藥物組對HepG 2.2.15 細胞HBx 蛋白的影響 與空白對照組對比, 益氣化瘀解毒方組、重樓皂苷I 組、二甲雙胍組、益氣化瘀解毒方加重樓皂苷I組、益氣化瘀解毒方加二甲雙胍組均能不同程度的下調(diào)HBx 蛋白表達量,差異具有統(tǒng)計學意義(P<0.01)。(見圖1,圖2)
圖1 各組細胞HBx 蛋白表達電泳
圖2 各組細胞HBx 蛋白表達量比較(± s,n =3)
2.2 益氣化瘀解毒方對HBx mRNA 的影響 與空白對照組對比, 益氣化瘀解毒方組、重樓皂苷I 組、二甲雙胍組、益氣化瘀解毒方加重樓皂苷I 組、益氣化瘀解毒方加二甲雙胍組均能明顯下調(diào)HBx mRNA 表達水平,差距具有統(tǒng)計學意義(P<0.01)。見圖3。
圖3 各組細胞 HBx mRNA 的表達水平(± s,n = 3)
2.3 重樓皂苷I 與HBx 的分子對接 實驗證明重樓皂苷I 作為單獨的一組仍然能夠調(diào)控HBx 的表達,為了進一步了解重樓皂苷I 與相關基因的作用方式,我們利用分子對接技術進行可視化分析。結果發(fā)現(xiàn)重樓皂苷Ⅰ能夠很好的與HBx蛋白表面的活性空腔進行結合,并且能夠與8 號組氨酸以及12 號蘇氨酸形成氫鍵相互作用。見圖4。
圖4 重樓皂苷I 與HBx 分子對接
乙型肝炎病毒x 蛋白(hepatitis B virus X protein,HBx)及其編碼蛋白在肝癌轉化和惡性轉移過程中扮演著關鍵角色[18]。其核心機制為HBV 感染肝細胞時將HBx 整合入宿主細胞核所導致的肝細胞基因組結構變異,HBx 基因不與雙鏈DNA 直接作用,而是通過調(diào)控宿主細胞遺傳物質(zhì)的轉錄,與蛋白直接作用或誘導蛋白降解,進而影響靶蛋白功能[19],參與癌基因表達調(diào)控及細胞內(nèi)多種信號途徑,在腫瘤細胞增殖、遷移、侵襲、血管生成、細胞凋亡、代謝和免疫逃逸等過程中發(fā)揮著重要作用[20-23]。
益氣化瘀解毒方作為臨床治療肝癌的效驗方,全方以“虛”“毒”“瘀”為肝癌的病因病機,以“癌毒致虛”理論作為指導,以“扶正抗癌”為主要治療理念。中醫(yī)認為癌乃“因虛致癌”,先有正氣不足,而后受外來“邪毒”侵襲,導致毒瘀互結而成,癌變進一步發(fā)展使正氣更虛, 從而又表現(xiàn)出“因癌致虛”的現(xiàn)象,正氣虛、邪毒、血瘀三者始終并存, 互為因果,惡性循環(huán),貫穿于肝癌整個病程[24]。在此基礎上確立以“健脾理氣,化瘀軟堅,清熱解毒”為基本治法,靈活運用白參、黃芪、半枝蓮、重樓、醋莪術、甘草等將該方擬定為治療肝癌的基礎方。我們前期研究發(fā)現(xiàn)該方具有調(diào)節(jié)免疫、穩(wěn)定瘤體、下調(diào)MVD、VEGF、KDR 表達、抗血管生成等作用[12-17]。為進一步探討益氣化瘀解毒方對乙肝病毒x 蛋白所誘導的肝癌的作用效果,本實驗擬以益氣化瘀解毒方為實驗對象,并以重樓皂苷1、二甲雙胍為對照,觀察各組對HepG 2.2.15 中HBx 的干預效果,探討益氣化瘀解毒方對乙肝病毒中關鍵治癌因子的影響。
二甲雙胍一直是糖尿病的主要治療藥物,研究表明,二甲雙胍在腫瘤的治療上也有一定作用[25-27],且治療作用歸因于其調(diào)節(jié)凋亡、自噬、細胞周期、氧化應激、炎癥、代謝穩(wěn)態(tài)和表觀遺傳調(diào)控等上下游分子靶點的能力[28]。二甲雙胍作用機制的中心是改變細胞的能量代謝,主要通過抑制肝臟糖異生和反對胰高血糖素的作用來發(fā)揮降糖作用[29]。因此本研究將二甲雙胍作為對照組。
本研究結果顯示,益氣化瘀解毒方、重樓皂苷1、二甲雙胍對HBx 均有不同程度的抑制作用,且益氣化瘀解毒方聯(lián)合重樓皂苷1 抑制效果更佳,說明益氣化瘀解毒方中的活性成分可能是重樓皂苷Ⅰ,其機制可能與抑制乙肝病毒所誘發(fā)的肝癌中關鍵致癌基因HBx的量,從根源上抑制肝癌的發(fā)生,從而起到治療肝癌的作用有關。