橘紅素增強5-氟尿嘧啶抑制人胃癌AGS細胞增殖的作用及其機制研究

魯 嵐，董 楊，施建蓉，吳大正

(上海中醫藥大學1.中藥研究所、2.上海市復方中藥重點實驗室、3.教學實驗中心，上海 201203)

5-氟尿嘧啶(5-Fu)是臨床常用的一線抗腫瘤藥物，尤其用于消化道腫瘤［1］。然而5-Fu可造成惡心、疲勞、血細胞減少以及心血管毒性等副作用卻限制了其臨床使用，因此降低使用劑量以減輕副作用對于5-Fu的推廣使用有重要意義［2－3］。近年來，與無毒的植物藥成分聯用增強5-Fu的抗腫瘤作用成為研究者關注的熱點［4］。橘紅素(Tangeretin)是一種存在于橘皮、枳實中的天然多甲氧基黃酮成分，已有研究報道橘紅素對多種腫瘤細胞如結腸癌、乳腺癌、肺癌等均有抑制作用，且沒有明顯細胞毒性［5－6］。本研究觀察橘紅素和小劑量5-Fu聯用對人AGS胃癌細胞增殖的抑制作用，并初步探討其作用機制。

1 材料

1.1細胞株人胃癌AGS細胞株購自美國ATCC(American Type Culture Collection)。

1.2藥物與試劑橘紅素(純度 ＞98%，批號:09102121)購自上海同田生物技術有限公司，5-氟尿嘧啶(5-Fu，批號:100410)為上海旭東海普藥業有限公司產品。HAM's/F12培養基(批號:NVF0282)為Hyclone公司產品;胎牛血清(批號:091214)購自杭州四季青生物工程材料有限公司;MTT(批號:091205)購自上海日初生物科技有限公司;碘化丙啶(PI，批號:118K3538)購自美國 Sigma公司;0.25%胰酶(批號:15050)購自美國 Gibco公司;ECL plus購自美國GE Healthcare公司;p21、p53、βactin一抗為美國CST公司產品。

1.3儀器Molecular Device SPECTERAmax 190酶標儀(美國)，BD FACSCalibur流式細胞儀(美國)，BRANSON超聲細胞破碎儀(美國)，Bio-Rad水平、垂直電泳及轉膜裝置(美國)。

2 方法

2.1細胞培養人胃癌AGS細胞株接種于含10%胎牛血清的HAM's/F12培養液，置于37℃，5%CO2飽和濕度的培養箱中培養。

2.2MTT檢測對細胞抑制作用取對數生長期的AGS細胞，以1.0×107·L－1的密度接種于96孔培養板，每孔加入200 μl用培養液配制的5-Fu，橘紅素以及5-Fu和橘紅素聯合，對照組為培養液或0.05%DMSO，培養24 h 后，每孔加 MTT 20 μl(5 g·L－1)，4 h后棄上清，加入 150 μl DMSO 震蕩 10 min，酶標儀檢測570 nm的吸光度，實驗重復3次。抑制率/%=(1－受試藥 OD值/對照 OD值)×100%。

2.3流式細胞儀檢測細胞周期取對數生長期AGS細胞，以2.5×107·L－1的密度接種于6孔培養板，藥物作用24 h后收集細胞，無水乙醇(－20℃預冷)4℃固定過夜。含 EDTA的PBS洗3次，離心，500 μl PI(50 mg·L－1)避光染色30 min，流式細胞儀檢測分析。

2.4Western blot檢測蛋白表達藥物作用24 h后，收集細胞，加150 μl細胞裂解液，超聲粉碎，離心，取上清。分別取50 μg樣品蛋白/孔上樣，12%SDS聚丙烯酰胺凝膠電泳分離蛋白，濕轉75 min(4℃，100 V)，5%脫脂奶粉封閉2h，然后分別用βactin(1∶1 000)、p21和p53(1∶500)一抗4℃平搖過夜，HRP標記二抗(1∶5 000)避光孵育2 h，ECL Plus顯色液顯色，顯影、定影，掃描條帶并行分析，以目的條帶與β-actin條帶吸光度的比值作為目的蛋白的相對表達量。

2.5統計學分析數據以±s表示。PrismDemo 4.0統計軟件進行統計分析，one-way ANOVA和Dunnett檢驗進行多組比較。

3 結果

3.1橘紅素增強5-Fu抑制AGS細胞增殖的作用

觀察1、3、10、25、50、100、200 μmol·L－1濃度的5-Fu作用24 h對AGS胃癌細胞的作用。實驗結果顯示，OD值隨著藥物濃度的增加逐漸降低，與對照組比較差異有統計學意義(P＜0.05，P＜0.01)，藥物抑制率逐漸增強(Tab 1，Fig 1A)。本課題組前期研究表明，10、30、60 μmol·L－1橘紅素可呈劑量依賴地抑制AGS細胞生長，因此，本實驗觀察小劑量(10 μmol·L－1)和中劑量(30 μmol·L－1)橘紅素與 3 μmol·L－1小劑量5-Fu聯用對 AGS細胞增值的影響。結果顯示，10和 30 μmol·L－1橘紅素與 5-Fu聯用對AGS細胞增殖的抑制率分別為(42.0±5.3)%和(57.3±3.5)%，均高于5-Fu組(30.4±6.0)%，差異有統計學意義(P＜0.01)。30 μmol·L－1橘紅素的增強作用更為明顯，因此選用此濃度做進一步的機制研究。見Fig 1B。

Tab 1 The OD570values of AGS cells exposed to 5-Fu at 24 h(±s，n=7)

Tab 1 The OD570values of AGS cells exposed to 5-Fu at 24 h(±s，n=7)

*P ＜0.05，＊＊P ＜0.01 vs control group

Group Concentration/μmol·L －1 OD570 Control 0 0.762 ±0.083 5-Fu 1 0.625 ±0.025*3 0.512 ±0.043＊＊10 0.420 ±0.029＊＊25 0.374 ±0.049＊＊50 0.346 ±0.034＊＊100 0.344 ±0.026＊＊200 0.340 ±0.025＊＊

Fig 1 Tangeretin enhances the inhibiton of 5-Fu on the proliferation of AGS

3.2橘紅素聯合5-Fu對AGS細胞周期的影響作用24后，5-Fu組G1期細胞百分比高于對照組(P＜0.05)，橘紅素組S期細胞百分比高于對照組(P＜0.01)，而橘紅素聯合5-Fu組S期細胞所占百分比明顯增高，與對照組比較差異有顯著性(P＜0.01)，提示橘紅素聯合5-Fu可使AGS胃癌細胞阻滯于S期(Fig 2)。

3.3橘紅素聯合5-Fu對p53和p21蛋白表達的影響Western blot觀察橘紅素與5-Fu聯用對p53和p21蛋白表達的影響。實驗結果顯示，作用24 h，橘紅素與5-Fu聯用可明顯增強p53和p21蛋白的表達，且明顯高于5-Fu組，差異有統計學意義(P＜0.01)。見Fig 3。

4 討論

5-Fu為一種抗代謝類抗腫瘤藥物，主要通過阻斷尿嘧啶脫氧核苷向胸腺嘧啶脫氧核苷的轉變影響細胞內的DNA與RNA的合成 ，引起腫瘤細胞崩解、壞死，抑制腫瘤生長［7］。本研究表明，5-Fu可呈劑量依賴地抑制AGS胃癌細胞的增殖，但達到一定濃度，則抑制作用無明顯增加。以往研究也顯示［4，7］，隨著 5-Fu 濃度增加，其副作用明顯增強而抗腫瘤作用增加不再明顯。因此，通過與無毒的植物藥成分聯用增強5-Fu療效，進而降低其使用劑量以達到降低毒副作用的目的有著重要的臨床意義。本研究觀察到30 μmol·L－1橘紅素與小劑量5-Fu(3 μmol·L－1)聯用可明顯增強5-Fu抑制AGS胃癌細胞增殖的作用，與 100 μmol·L－15-Fu作用相當。因此，橘紅素可能作為一種增效劑用于5-Fu抗腫瘤治療的方案優化。

腫瘤發生的主要原因是細胞周期失調后導致的細胞無限制增殖，因此，調控細胞周期是抑制腫瘤細胞增殖的重要途徑。本研究表明，5-Fu主要使AGS細胞阻滯于G1/M期，而橘紅素及與5-Fu聯用主要使細胞阻滯于S期，二者機制有所不同，這也可能二者聯用并未出現協同作用而只是增效作用的原因。S期檢查點的機制目前還不十分清楚，但有大量研究表明［8－9］許多化合物抑制腫瘤細胞增殖的作用均與S期阻滯有關。有研究表明［10］哇巴因和華蟾毒配基可使肝癌HepG2細胞p21CIP1表達上調引起細胞周期S期阻滯。本研究也發現，橘紅素和5-Fu聯用可明顯增強p53和p21Cip1/Waf1表達。AGS胃癌細胞系屬p53野生型細胞系，野生型p53基因為抑癌基因，細胞受損后，p53可上調p21表達，從而抑制Cyclin-CDK對Rb蛋白的磷酸化作用，使細胞發生 S期阻滯［11－12］。綜上所述，橘紅素和5-Fu聯用可明顯增強5-Fu抑制人胃癌AGS細胞增殖的作用，主要機制可能是通過上調p53和p21蛋白使AGS胃癌細胞阻滯于S期。

Fig 2 Effect of tangeretin combined with 5-Fu on AGS cell cycle distribution(n=3)

Fig 3 Effects of tangeretin combined with 5-Fu on p53(A)and p21(B)protein expression(n=3)

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