羅芳,高琴,費(fèi)志醫(yī)
(武漢科技大學(xué)附屬普仁醫(yī)院,湖北武漢430081)
宮頸癌的發(fā)病率居女性惡性腫瘤的第3 位,也是引起女性惡性腫瘤患者死亡的主要原因[1]。p38是促分裂原活化的蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase, MAPK)的同工酶之一,有研究證實(shí)其過表達(dá)對宮頸癌發(fā)生、發(fā)展有促進(jìn)作用[2]。有研究顯示,免疫抑制在腫瘤發(fā)生、發(fā)展中起重要作用,腫瘤免疫已成為腫瘤治療的新思路[3]。自然殺傷(natural killer, NK)細(xì)胞可以靶向識別腫瘤細(xì)胞,并誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞壞死。有研究顯示,低水平的NK 細(xì)胞與宮頸癌患者預(yù)后不良和更差的化療反應(yīng)關(guān)系密切[4-5]。白樺脂醇是一種從樺樹皮中提取的三萜類化合物,具有抗炎、抗菌和抗病毒活性。有研究發(fā)現(xiàn),白樺脂醇能夠誘導(dǎo)肺癌細(xì)胞凋亡[6],對乳腺癌也有抑制作用[7],但是其在宮頸癌中的作用尚不清楚。本研究主要分析白樺脂醇調(diào)控p38 途徑對宮頸癌小鼠NK 細(xì)胞殺傷力及淋巴細(xì)胞增殖活性的影響。
人宮頸癌細(xì)胞系HeLa(美國ATCC 公司)。SPF級BALB/C 雌性裸鼠,4 周齡,體重(12±1)g,購自北京維通利華公司,實(shí)驗動物生產(chǎn)許可證號:SCXK(京)2015-0001;實(shí)驗動物使用許可證號:SYXK(京)2019-0010。
DMEM 培養(yǎng)基血清和抗體(美國Invitrogen 公司),CCK-8 試劑盒(上海碧云天生物技術(shù)有限公司),白樺脂醇(美國Sigma 公司),p38 通路抑制劑SB203580(美國Selleck 公司),抗體、一抗和山羊抗免疫球蛋白G(IgG)二抗(1∶1 000 稀釋,#ab6721)(美國Abcam 公司),硝酸纖維素膜(美國EMD Millipore 公司),ECL 顯色試劑盒(美國Thermo Fisher公司),光學(xué)顯微鏡(美國Nikon 公司)。
將DMEM 培養(yǎng)基中處于對數(shù)生長期的HeLa 細(xì)胞重新配置密度為1×107個/mL 的溶液。所有小鼠左側(cè)前肢皮下注射0.2 mL 細(xì)胞溶液復(fù)制宮頸癌裸鼠模型,7 d 后觸摸到瘤體生成則提示模型復(fù)制成功。隨機(jī)選擇45 只模型復(fù)制成功的小鼠分為模型組、白樺脂醇組和白樺脂醇+SB203580 組,每組15 只。另取15 只未做處理的小鼠作為對照組。模型復(fù)制成功后第8 天,白樺脂醇組和白樺脂醇+SB203580組小鼠使用白樺脂醇灌胃,劑量100 mg/kg,1 次/d[8]。白樺脂醇+SB203580 組小鼠通過腹腔注射SB203580來抑制p38 通路,劑量50 ng/kg,2 次/周。
1.4.1 腫瘤生長情況每天觀察腫瘤生長情況,在第28 天用游標(biāo)卡尺測量皮下腫瘤長度和寬度,計算腫瘤體積,體積=[(長度×寬度)/2]3×0.5236。模型復(fù)制成功后第28 天頸脫臼處死小鼠,取出腫瘤組織并稱重。
1.4.2 免疫組織化學(xué)染色將宮頸腫瘤組織固定于10%甲醛,石蠟包埋,切成4 μm 厚的切片。將切片放在涂有0.1%聚L 賴氨酸的載玻片上,二甲苯脫蠟,100%~70%梯度乙醇逐漸水合,磷酸鹽緩沖液洗滌。隨后用檸檬酸鈉緩沖液(pH 6.0)處理,對組織切片進(jìn)行熱誘導(dǎo)修復(fù)。在室溫下,將玻片用30%過氧化氫溶液處理10 min,封閉內(nèi)源性過氧化物酶。磷酸鹽緩沖液沖洗后,在室溫下用5%胎牛血清白蛋白封閉玻片10 min,加入anti-Ki67(1∶100 稀釋)抗體,在4℃條件下孵育過夜。磷酸鹽緩沖液洗滌后,將每張玻片與特定的生物素化二抗在37℃條件下孵育60 min,用3,3′-二胺苯聯(lián)苯胺和蘇木精復(fù)染。顯微鏡下觀察切片,用半定量法分析。染色強(qiáng)度=染色評分(0~3 分)×染色范圍(0~4 分)。
1.4.3 Western blotting 檢測p38 蛋白的表達(dá)宮頸癌組織研磨、裂解后4℃、12 000 r/min 離心5 min,收集總蛋白。通過8% SDS-PAGE 分離每個標(biāo)本中等量蛋白質(zhì)(50 μg),并將其轉(zhuǎn)移到硝酸纖維素膜上。在室溫下,將膜浸入5%脫脂牛奶2 h,封閉非特異性抗原。然后將膜與p38、pp38 一抗在4℃條件下孵育過夜,將膜與相應(yīng)的辣根過氧化物酶耦聯(lián)的二抗在室溫下孵育1 h。使用化學(xué)發(fā)光試劑和Quantum One軟件分析灰度,計算蛋白相對表達(dá)量。
1.4.4 脾臟指數(shù)小鼠處死后立即稱重,分離并取出脾臟,稱重,計算脾臟與體重的比值作為脾臟指數(shù)。
1.4.5 NK細(xì)胞殺傷力在無菌環(huán)境下收集脾臟細(xì)胞懸液,用DMEM 培養(yǎng)基重懸并調(diào)整細(xì)胞密度為2×106個/mL 作為效細(xì)胞。然后將HeLa 細(xì)胞也調(diào)整成相同密度作為靶細(xì)胞。在96 孔板中,按照效/靶比例25∶1 加入脾臟細(xì)胞懸液180 μL 和HeLa 細(xì)胞20 μL 作為實(shí)驗細(xì)胞。37℃、5%CO2環(huán)境下孵育48 h,每孔加入10 μL CCK-8 溶液孵育2 h,用酶標(biāo)儀檢測450 nm 波長處的光密度(optical density, OD)值。分別設(shè)置200 μL 效細(xì)胞孔及200 μL 靶細(xì)胞孔,進(jìn)行上述處理后測定OD 值。NK 細(xì)胞殺傷力={1-[(OD實(shí)驗-OD效)/OD靶]}×100%。
1.4.6 淋巴細(xì)胞增殖實(shí)驗按照1.4.5 中方法收集脾細(xì)胞,經(jīng)過密度梯度離心后抽吸淋巴細(xì)胞層,調(diào)整細(xì)胞密度為1×106個/mL。將100 μL 細(xì)胞懸浮液添加到96 孔板中,孵育48 h 后每孔加入10 μL CCK-8溶液孵育2 h。采用酶標(biāo)儀檢測450 nm 波長處的OD值表示淋巴細(xì)胞增殖活力。
數(shù)據(jù)分析采用SPSS 19 統(tǒng)計軟件。計量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(±s)表示,比較用方差分析,進(jìn)一步兩兩比較用SNK-q檢驗。P<0.05 為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
模型組、白樺脂醇組、白樺脂醇+SB203580 組小鼠腫瘤體積比較,經(jīng)方差分析,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。進(jìn)一步兩兩比較結(jié)果:白樺脂醇組和白樺脂醇+SB203580 組腫瘤體積小于模型組(P<0.05),并且白樺脂醇+SB203580 組小于白樺脂醇組(P<0.05)。見表1。
模型組、白樺脂醇組、白樺脂醇+SB203580 組小鼠腫瘤質(zhì)量比較,經(jīng)方差分析,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。進(jìn)一步兩兩比較結(jié)果:白樺脂醇組和白樺脂醇+SB203580 組腫瘤質(zhì)量小于模型組(P<0.05),并且白樺脂醇+SB203580 組小于白樺脂醇組(P<0.05)。見表1。
表1 3組小鼠腫瘤體積和質(zhì)量比較 (n=15,±s)
表1 3組小鼠腫瘤體積和質(zhì)量比較 (n=15,±s)
注:①與模型組比較,P <0.05;②與白樺脂醇組比較,P <0.05。
組別模型組白樺脂醇組白樺脂醇+SB203580組F 值P 值體積/mm3 315.24±24.38 232.56±19.57①168.02±14.91①②37.028 0.000質(zhì)量/g 0.35±0.05 0.27±0.04①0.20±0.03①②32.458 0.000
對照組、模型組、白樺脂醇組、白樺脂醇+SB203580 組免疫組織化學(xué)染色評分分別為(1.04±0.08)分、(9.23±0.86)分、(5.49±0.57)分和(3.15±0.24)分,經(jīng)方差分析,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(F=49.742,P=0.000)。進(jìn)一步兩兩比較結(jié)果:白樺脂醇組和白樺脂醇+SB203580 組免疫組織化學(xué)染色評分低于模型組(P<0.05),并且白樺脂醇+SB203580 組低于白樺脂醇組(P<0.05)。見圖1。
圖1 白樺脂醇對宮頸癌組織中Ki67蛋白的影響(免疫組織化學(xué)染色)
對照組、模型組、白樺脂醇組、白樺脂醇+SB203580 組p38 蛋白相對表達(dá)量分別為(0.24±0.02)、(2.28±0.19)、(1.27±0.10)和(0.42±0.04),經(jīng)方差分析,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(F=76.214,P=0.000)。進(jìn)一步兩兩比較結(jié)果:白樺脂醇組和白樺脂醇+SB203580 組p38 蛋白相對表達(dá)量低于模型組(P<0.05),并且白樺脂醇+SB203580 組低于白樺脂醇組(P<0.05)。見圖2。
圖2 白樺脂醇對宮頸癌組織中p38蛋白磷酸化的影響
對照組、模型組、白樺脂醇組、白樺脂醇+SB203580 組小鼠脾臟指數(shù)分別為(9.02±1.15)mg/g、(4.76±0.58)mg/g、(6.61±0.77)mg/g 和(8.25±0.92)mg/g,經(jīng)方差分析,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(F=36.527,P=0.000)。進(jìn)一步兩兩比較結(jié)果:白樺脂醇組和白樺脂醇+SB203580 組脾臟指數(shù)高于模型組(P<0.05),并且白樺脂醇+SB203580 組高于白樺脂醇組(P<0.05)。
對照組、模型組、白樺脂醇組、白樺脂醇+SB203580 組小鼠NK 細(xì)胞殺傷力比較,經(jīng)方差分析,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。進(jìn)一步兩兩比較結(jié)果:白樺脂醇組和白樺脂醇+SB203580 組NK 細(xì)胞殺傷力高于模型組(P<0.05),并且白樺脂醇+SB203580 組高于白樺脂醇組(P<0.05)。見表2。
表2 4組小鼠NK細(xì)胞殺傷力和淋巴細(xì)胞增殖活性比較(n=15,±s)
表2 4組小鼠NK細(xì)胞殺傷力和淋巴細(xì)胞增殖活性比較(n=15,±s)
注:①對照組比較,P <0.05;②與模型組比較,P <0.05;③與白樺脂醇組比較,P <0.05。
淋巴細(xì)胞增殖活性0.89±0.95 0.47±0.56①0.65±0.73①②0.82±0.91①②③39.762 0.000組別對照組模型組白樺脂醇組白樺脂醇+SB203580組F 值P 值NK細(xì)胞殺傷力/%72.58±8.15 44.31±5.34①58.64±6.59①②68.47±7.32①②③36.911 0.000
對照組、模型組、白樺脂醇組、白樺脂醇+SB203580 組小鼠淋巴細(xì)胞增殖活性比較,經(jīng)方差分析,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。進(jìn)一步兩兩比較結(jié)果:白樺脂醇組和白樺脂醇+SB203580 組淋巴細(xì)胞增殖活性高于模型組(P<0.05),并且白樺脂醇+SB203580 組高于白樺脂醇組(P<0.05)。見表2。
宮頸癌是女性常見惡性腫瘤,治療方法包括根治性子宮切除術(shù)、化療、放療和同步放化療。然而宮頸癌復(fù)發(fā)率為10%~50%,5年生存率約為65%[9]。近年來,中藥治療腫瘤取得了重大進(jìn)展,尋找新的抑制宮頸癌的藥物具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
白樺脂醇是一種五環(huán)羽扇豆型三萜類的天然活性化合物,存在于樺樹的外皮中,具有抗菌、抗寄生蟲、抗病毒、抗炎、抗蛇毒血清、內(nèi)臟保護(hù)、抗糖尿病、抗動脈粥樣硬化等作用[10-11]。近年來研究發(fā)現(xiàn),白樺脂醇具有廣泛的抗腫瘤活性,如通過抑制NFκB/c-Myc 通路,抑制乳腺癌細(xì)胞有氧糖酵解[12]。也有研究顯示,白樺脂醇可通過調(diào)控Parkin 依賴性線粒體自噬,提高多藥耐藥腫瘤細(xì)胞對化療的敏感性[13]。
為進(jìn)一步分析白樺脂醇抑制宮頸癌的機(jī)制,本研究從p38 通路和免疫抑制方面分析了作用機(jī)制。p38 通路是與宮頸癌關(guān)系密切的通路,p38 蛋白磷酸化后,會調(diào)控一系列基因轉(zhuǎn)錄,促進(jìn)細(xì)胞增殖和抗凋亡等[14]。本研究結(jié)果顯示,白樺脂醇能夠顯著抑制宮頸癌組織中p38 蛋白磷酸化水平。此外,采用SB203580 抑制p38 通路后,會進(jìn)一步提高白樺脂醇對宮頸癌細(xì)胞增殖的抑制作用。董蕊等[14]的研究表明,白樺脂醇可抑制p38 通路的激活,抑制黑色素瘤細(xì)胞合成黑色素。也有研究顯示,白樺脂醇可通過調(diào)節(jié)p38 MAPK 通路,減弱T2 毒素引起的胸腺氧化應(yīng)激反應(yīng)[15]。結(jié)合既往研究和本研究結(jié)果,提示白樺脂醇抑制宮頸癌的作用機(jī)制與p38 通路密不可分,白樺脂醇可通過抑制p38 通路中p38 蛋白磷酸化來抑制宮頸癌細(xì)胞增殖。
白樺脂醇也具有關(guān)鍵的免疫調(diào)控作用,免疫抑制也是影響腫瘤增殖和轉(zhuǎn)移的重要因素。NK 細(xì)胞是在骨髓或者脾臟中成熟的一種免疫細(xì)胞,可識別腫瘤細(xì)胞并分泌穿孔素等引起腫瘤細(xì)胞溶解[16]。宮頸癌患者體內(nèi)NK 細(xì)胞殺傷力降低,并且宮頸癌組織微環(huán)境中浸潤的NK 細(xì)胞水平和活性也降低[17]。有研究顯示,活化的NK 細(xì)胞通過p38 信號殺死肝星狀細(xì)胞[18]。脾臟是T 淋巴細(xì)胞成熟和分化的重要場所,有研究顯示宮頸癌小鼠模型出現(xiàn)脾臟萎縮和免疫抑制[19]。宮頸癌患者體內(nèi)CD3+和CD4+細(xì)胞比例均顯著降低,功能也受到抑制,并使細(xì)胞逃離T 細(xì)胞的識別[20]。p38 可通過調(diào)控體內(nèi)免疫抑制來抑制免疫炎癥反應(yīng)[21]。本研究結(jié)果表明,宮頸癌小鼠模型NK 細(xì)胞殺傷力降低,脾臟指數(shù)和淋巴細(xì)胞增殖活性也受到抑制。而白樺脂醇可顯著提高脾臟指數(shù)和淋巴細(xì)胞增殖活性,并提高NK 細(xì)胞殺傷力,抑制p38 通路會進(jìn)一步提高白樺脂醇對細(xì)胞免疫的促進(jìn)作用。有研究顯示,白樺脂醇提高成熟CD4+和CD8+細(xì)胞的百分比和絕對計數(shù),增加其在脾臟中的細(xì)胞數(shù),從而調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞亞群[8]。本研究結(jié)果提示,白樺脂醇可通過抑制p38 通路,提高NK 細(xì)胞殺傷力和淋巴細(xì)胞增殖活性。
綜上所述,在宮頸癌小鼠模型中,白樺脂醇通過抑制p38 通路,抑制宮頸癌細(xì)胞增殖;并且提高NK 細(xì)胞殺傷力和淋巴細(xì)胞增殖活性,提高機(jī)體免疫水平。但是白樺脂醇在宮頸癌中調(diào)控免疫作用的分子機(jī)制仍需要臨床研究證實(shí)。