熱化療對(duì)H446細(xì)胞增殖的影響*

王 琳,徐春燕,劉新奎,師國(guó)珍#

1)鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院放療科;河南省高等學(xué)校臨床醫(yī)學(xué)重點(diǎn)學(xué)科開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室鄭州 450052 2)鄭州大學(xué)學(xué)報(bào)編輯部鄭州450001 3)鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院病案管理科;河南省高等學(xué)校臨床醫(yī)學(xué)重點(diǎn)學(xué)科開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室鄭州 450052

#通訊作者,男,1947年10月生,主任醫(yī)師,教授,研究方向:細(xì)胞藥物時(shí)相與放射線細(xì)胞時(shí)相的結(jié)合治療惡性腫瘤,E-mail: shiguozhen0371@126.com

目前,肺癌的發(fā)生率和病死率居世界癌癥之首,是一種治愈率極低的惡性腫瘤。熱療是繼手術(shù)、放療、化療與生物療法之后的第 5種療法。細(xì)胞培養(yǎng)、動(dòng)物模型及臨床應(yīng)用均證明熱療可與化療產(chǎn)生協(xié)同作用[1]。Akt是一種絲氨酸/蘇氨酸激酶,在細(xì)胞存活途徑中起重要作用[2]?；罨?Akt,即磷酸化的Akt(p-Akt)在抑制細(xì)胞凋亡,促進(jìn)細(xì)胞增殖、運(yùn)動(dòng)和侵襲等方面起重要作用[3],而以上各過(guò)程均與腫瘤的發(fā)生密切相關(guān)。研究[4-5]顯示,多種腫瘤組織中存在p-Akt的高表達(dá)。該研究中作者將加熱與臨床常用的化療藥物紫杉醇聯(lián)用,探討熱化療對(duì) H446細(xì)胞生長(zhǎng)增殖、侵襲及Akt信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的影響,為闡明熱化療作用的可能機(jī)制和臨床應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試劑與儀器 細(xì)胞株:人小細(xì)胞肺癌細(xì)胞株H446為中國(guó)科學(xué)院上海生命科學(xué)院營(yíng)養(yǎng)所饋贈(zèng)。主要試劑:紫杉醇注射液(太極集團(tuán)四川太極制藥有限公司),噻唑藍(lán)(Sigma公司),兔抗人Akt抗體和p-Akt(Ser473)抗體(美國(guó)Cell Signaling公司),辣根酶標(biāo)記山羊抗兔IgG(北京中杉金橋生物技術(shù)有限公司),Akt特異抑制劑wortmannin(美國(guó)Alexis公司)。主要儀器:垂直電泳槽,電轉(zhuǎn)儀,Sunrise酶標(biāo)儀,恒溫水浴箱。

1.2 實(shí)驗(yàn)分組 紫杉醇所用劑量參考臨床常用劑量。按如下方式處理細(xì)胞:單純化療組(加入 120 μg/L紫杉醇,37℃培養(yǎng)24 h)、熱化聯(lián)合組(加入120μg/L紫杉醇,43℃水浴加熱 40min,37℃培養(yǎng)48 h)、wortmannin組(加入120μg/L紫杉醇及1 μmol/L wortmannin 43℃水浴加熱40 min,37℃培養(yǎng)48 h)及對(duì)照組(37℃培養(yǎng)48 h)。

1.3 損傷修復(fù)實(shí)驗(yàn) 取對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期細(xì)胞,常規(guī)消化制成單細(xì)胞懸液,接種于 24孔板中,每孔 1×105個(gè)細(xì)胞,每組設(shè) 3個(gè)復(fù)孔;待細(xì)胞完全融合時(shí),用 20 μL Tip頭在單層細(xì)胞上劃痕,倒置顯微鏡下照相,記錄劃痕的原始大小,并按設(shè)計(jì)處理細(xì)胞;分別于劃痕 24及 48 h后照相,記錄劃痕寬度的變化。

1.4 H446細(xì)胞增殖率檢測(cè) 采用MTT法。取對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的 H446細(xì)胞,常規(guī)消化制成單細(xì)胞懸液,調(diào)整細(xì)胞密度為2.5×104m L-1,接種于96孔板中,每孔0.2m L,置37℃、體積分?jǐn)?shù)5%CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24 h,待細(xì)胞貼壁,按實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)處理細(xì)胞(每組設(shè)6個(gè)復(fù)孔,獨(dú)立重復(fù)3次),之后放回37℃、體積分?jǐn)?shù)5%CO2培養(yǎng)箱繼續(xù)培養(yǎng)48 h;每孔加入5 g/L MTT液20μL,繼續(xù)孵育4 h,取出培養(yǎng)板,棄去MTT液,每孔加入150μL二甲基亞砜(DMSO),微量振蕩器振蕩10 min,使結(jié)晶物充分溶解,以DMSO調(diào)零,酶聯(lián)免疫檢測(cè)儀檢測(cè)492 nm波長(zhǎng)下每孔的吸光度值(A),計(jì)算細(xì)胞生長(zhǎng)增殖率,細(xì)胞生長(zhǎng)增殖率= (實(shí)驗(yàn)組A值/對(duì)照組A值)×100%。

1.5 各組細(xì)胞p-Akt水平檢測(cè) 離心收集各組細(xì)胞,將約1×106個(gè)細(xì)胞置于細(xì)胞裂解液中,在冰水浴中反復(fù)吹打進(jìn)行破碎,4℃、10 000 r/min離心 10 min,吸取上清液,即為細(xì)胞提取液。進(jìn)行總蛋白定量,調(diào)整蛋白濃度一致后,進(jìn)行SDS-PAGE電泳,然后轉(zhuǎn)移至硝酸纖維素膜上,分別以兔抗人Akt抗體和兔抗人p-Akt抗體為一抗,辣根酶標(biāo)記山羊抗兔IgG為二抗,進(jìn)行Western Blot分析,化學(xué)發(fā)光法顯色后,應(yīng)用GeneTool圖像分析軟件進(jìn)行定量分析。

1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 應(yīng)用SPSS 13.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,4組增殖率和p-Akt水平比較采用單因素方差分析,LSD法進(jìn)行兩兩比較,檢驗(yàn)水準(zhǔn)α=0.05。

2 結(jié)果

2.1 損傷修復(fù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果 劃痕后24 h,對(duì)照組細(xì)胞開(kāi)始向劃痕區(qū)生長(zhǎng),劃痕區(qū)中央可見(jiàn)散在的細(xì)胞,其余各組劃痕區(qū)均未見(jiàn)細(xì)胞生長(zhǎng),且有部分細(xì)胞死亡,熱化聯(lián)合組細(xì)胞存活數(shù)少,加入 Ak t抑制劑組存活細(xì)胞數(shù)更少;劃痕后 48 h,對(duì)照組細(xì)胞劃痕區(qū)已填充,單純化療組細(xì)胞大部分存活,但仍存在較寬的劃痕區(qū),熱化聯(lián)合組和抑制劑組細(xì)胞大多已死亡。

2.2 各組細(xì)胞增殖率和p-Akt水平比較 見(jiàn)圖1,表1。

圖1 各組p-Ak t水平比較

表1 各組細(xì)胞增殖率和p-Ak t水平比較(n=3)

3 討論

腫瘤熱療是一種新的腫瘤治療方法,能夠在有效的溫度范圍內(nèi)提高腫瘤細(xì)胞對(duì)化療藥物的敏感性,逆轉(zhuǎn)腫瘤細(xì)胞的耐藥[6],誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡[4]。該研究結(jié)果顯示,單純化療和熱化療均可使細(xì)胞增殖率降低,且熱化療聯(lián)合對(duì)細(xì)胞增殖的抑制作用更強(qiáng),提示加熱可增加細(xì)胞對(duì)化療藥物紫杉醇的敏感性。

損失修復(fù)實(shí)驗(yàn)?zāi)苣M體內(nèi)傷痕康復(fù)過(guò)程中細(xì)胞遷移的情況[7],較好地反映細(xì)胞的遷移能力[8],在一定程度上反映細(xì)胞增殖能力和修復(fù)能力[9-10]。該研究結(jié)果顯示,與對(duì)照組相比,化療和熱化療聯(lián)合組細(xì)胞的遷移能力均受到嚴(yán)重影響,且熱化療聯(lián)合組影響更大,劃痕后不易長(zhǎng)滿劃痕區(qū),細(xì)胞瀕于死亡。加入抑制劑后,存活細(xì)胞數(shù)目進(jìn)一步減少。

Akt是體內(nèi)重要的生存信號(hào)通路磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)/Akt中的關(guān)鍵分子。p-Akt水平的增加可導(dǎo)致PI3K/Akt細(xì)胞生存通路的活化,大多數(shù)腫瘤組織中都有p-Akt的過(guò)度表達(dá)[5],通過(guò)抑制Akt的表達(dá)和活化,不僅可以阻斷它的致癌作用,而且可以阻斷此通路上游多種致癌相關(guān)基因,如生長(zhǎng)因子類癌基因、生長(zhǎng)因子受體類癌基因、ras癌基因與PTEN抑癌基因等。因此,PI3K/Ak t通路是介導(dǎo)細(xì)胞存活的一條經(jīng)典通路,抑制了其表達(dá),細(xì)胞的存活率就會(huì)降低。該研究結(jié)果顯示,p-Akt在對(duì)照組中高表達(dá),在熱化療聯(lián)合組中降低,在抑制劑組最低,與增殖率降低的趨勢(shì)一致,推測(cè)熱化療抑制細(xì)胞增殖可能與抑制p-Akt水平有關(guān)。

p-Akt可以增加腫瘤細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)功能,有助于癌細(xì)胞侵襲,同時(shí)可以促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移[11]。從該實(shí)驗(yàn)可以看出,熱療抑制腫瘤細(xì)胞的遷移可能與熱療減少p-Akt的表達(dá)有關(guān)。

綜上所述,熱化療聯(lián)合應(yīng)用可抑制 H446細(xì)胞增殖,其作用可能是通過(guò)抑制Akt信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路實(shí)現(xiàn)的。

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