單中杰,魏金星*,韓前河,侯箐嵐
(1.鄭州大學第一附屬醫院 泌尿外科,河南 鄭州450052;2.鄭州人民醫院 泌尿外科,河南 鄭州450003)
白藜蘆醇是從葡萄、花生、虎杖等藥用植物中提取的一種酚類化合物。近來研究[1]發現RES有抗炎、抗動脈粥樣硬化、抗氧化、神經保護等作用。深入研究[2,3]發現其具有抗腫瘤作用,可顯著抑制前列腺癌、乳腺癌、肝癌、肺癌、腸癌、甲狀腺癌、垂體腺瘤等多種腫瘤細胞的生長。人程序化死亡分子5(the human programmed cell death 5,PDCD5)基因是由北京大學疾病研究中心在國際上首先從人白血病細胞株株TF-1細胞中克隆得到的凋亡相關新基因[5]。PDCD5在人體50多種組織中表達并參與細胞凋亡過程的調控[4-7]。體外實驗表明,PDCD5可促使多種腫瘤細胞凋亡,且對放、化療有協同作用。研究表明[8-11]PDCD5在撤除細胞因子、撤除血清、化療藥物處理等誘導因素,能顯著抑制多種癌細胞在體外的生長,明顯促進其凋亡。有關白藜蘆醇上調PDCD5的表達來誘導腎細胞癌細胞凋亡的研究,至今國內外未見文獻報道。本實驗旨在探討RES對人腎細胞癌細胞株786-0體外生長的影響及可能機制,為其用于腎細胞癌的臨床治療提供依據。
1.1.1 細胞株 人腎細胞癌細胞株786-0,中科院上海細胞生物學研究所。
1.1.2 主要試劑和儀器 白藜蘆醇(純度為99%)購自美國Sigma公司;二甲基亞砜,Sigma公司;流式細胞儀,德國Partec公司;DMEM培養液,美國HyClone公司;胎牛血清,北京中杉生物科技公司。
1.2.1 細胞培養 細胞用含有20%胎牛血清,1×105U/L青霉素、鏈霉素的DMEM高糖培養液在37℃、5%CO2及飽和濕度條件下培養。
1.2.2 免疫細胞化學檢測PDCD5蛋白表達情況取對數生長期的人腎細胞癌786-0細胞,調整細胞密度為1×105個/ml,接種于24孔板中(每培養孔放置直徑4mm×4mm的無菌蓋玻片),每孔1 ml,細胞貼壁生長后,吸除培養板中的培養液,按實驗分組加入稀釋好的含白藜蘆醇濃度分別為12.5 μmol/L、25μmol/L、50μmol/L、100μmol/L 的培養液,空白對照組加入同體積的培養液,繼續培養,培養24h后取出固定。按照SP試劑盒說明書進行操作。對照組PBS替代一抗作為空白對照。免疫細胞化學檢測以細胞漿內有棕色顆粒樣物質視為免疫陽性細胞。
1.2.3 流式細胞儀檢測細胞周期 收集對數生長期的細胞,分別用 12.5μmol/L、25μmol/L、50 μmol/L、100μmol/L的白藜蘆醇,處理細胞24h,并設空白對照組。離心收集,調整細胞濃度為1×106個/ml各取1ml,PBS離心洗滌2次后,棄上清,加終濃度為70%的冰乙醇,置4℃冰箱固定過夜。檢測時再用PBS離心洗滌2次后,PI復合染液暗處染色20min后上流式細胞儀檢測并分析細胞周期分布。實驗重復3次。
1.2.4 流式細胞儀檢測細胞凋亡 收集對數生長期的細胞,分別用 12.5μmol/L、25μmol/L、50 μmol/L、100μmol/L的白藜蘆醇,處理細胞24h,并設空白對照組。離心收集,調整細胞濃度為1×106個/ml各取1ml,PBS離心洗滌2次后,棄上清,PBS洗滌樣品細胞后,以稀釋的結合緩沖液重懸細胞(用蒸餾水1:4稀釋結合緩沖液),并調整細胞濃度為2-5×105/ml,取195μl細胞懸液,加入5μl Annexin-V-FITC混勻,室溫反應10min,PBS洗滌一次,再以190μl稀釋的結合緩沖液,加入10μl的120μl/ml PI,用流式細胞儀分析,每個樣本收集20×103個細胞熒光信號,采用Cellquest軟件分析結果。實驗重復3次。
1.2.5 統計學方法 應用SPSS13.0統計軟件進行方差分析,計量資料用±s表示;兩組均數的比較用t檢驗(t-test),方差不齊時先進行變量轉換。以α=0.05為檢驗水準。
正常情況下人腎細胞癌786-0細胞生長良好,呈梭形,圓形或多邊形,細胞輪廓清晰。不同濃度的Res作用于人腎細胞癌786-0細胞后可見細胞形態縮小、變圓、核固縮、碎裂,細胞內出現顆粒樣物質,懸浮細胞增多(圖1)。

圖1 RES對人腎細胞癌786-0細胞生長的影響(200X)
Res能明顯上調人腎細胞癌786-0細胞PDCD5蛋白的表達,4種不同濃度的白藜蘆醇作用于人腎細胞癌786-0細胞24h后PDCD5蛋白表達均較空白對照組有所升高,同一時段內隨著濃度增加,PDCD5蛋白表達增高,RES組與空白對照組相比,差異有統計學意義(P<0.05),各實驗組之間兩兩相比,12.5μmol/L與25、50、100μmol/L比較,P均<0.05;但25μmol/L 與50、100μmol/L比較,P均>0.05(表1、圖2)。
表1 白藜蘆醇對人腎細胞癌786-0細胞中PDCD5蛋白表達的影響(±s)

表1 白藜蘆醇對人腎細胞癌786-0細胞中PDCD5蛋白表達的影響(±s)
注:空白對照組比較,*P<0.05;與12.5μmol/L比較,△P<0.05
Resveratrol μmol/L Action time(t/h)24 48 72 0 1.10±0.19 1.13±0.21 1.42±0.25 12.5 1.43±0.32* 1.57±0.14* 1.73±0.34*25 2.90±0.13*Δ 3.08±0.21*Δ 3.23±0.21*Δ 50 3.06±0.11*Δ 3.18±0.23*Δ 3.25±0.20*Δ 100 3.17±0.45*Δ 3.22±0.48*Δ 3.30±0.46*Δ

圖2 RES對人腎細胞癌786-0細胞PDCD5的影響(200X)
人腎細胞癌786-0細胞在Res作用24h后,隨著濃度的增高G1期及G2期比例顯著下降,S期比例明顯升高;不同濃度的Res對腎細胞癌細胞均有明顯的抑制作用,表現為G1期及G2期細胞比例明顯降低,S期比例明顯升高。Res各濃度與對照組比較,P均 <0.05;12.5μmol/L 與 25、50、100 μmol/L比較,P均<0.05(表3);但25μmol/L與50、100μmol/L比較,P均>0.05(表2)
表2 不同濃度Res對腎細胞癌細胞周期分布的影響(±s%)

表2 不同濃度Res對腎細胞癌細胞周期分布的影響(±s%)
注:空白對照組比較,*P<0.05;與12.5μmol/L比較,△P<0.05
Res濃度(μmol/L) G1期 S期 G2期0 75.23±2.58 13.17±1.36 11.35±2.37 12.5 73.19±3.63* 16.48±3.43* 10.16±0.25*25 65.28±3.10*△ 24.79±3.72*△ 9.67±0.43*△50 57.89±4.33*△ 33.42±3.36*△ 8.76±0.87*△100 48.69±5.88*△ 43.61±1.67*△ 7.88±0.78*△
FCM檢測白藜蘆醇作用人腎細胞癌786-0細胞24h后,顯著提高人腎細胞癌786-0細胞的凋亡率,與對照組相比,12.5,25,50,100μmol/L白藜蘆醇組凋亡率明顯高于對照組,差異有統計學意義(P<0.05)(圖3)。

圖3 流式細胞儀檢測RES對人腎細胞癌786-0細胞凋亡的影響(24h)
白藜蘆醇(Res),屬非黃酮類多酚化合物,分子式是C14H12O5,化學結構式是3,5,4’—三羥基—反—二苯乙烯,是植物在受到外來侵害時所產生的一種抗毒素。Res藥理作用廣泛,現已發現[1]的藥理作用包括有抗炎、抗動脈粥樣硬化、抗氧化、神經保護、抗腫瘤活性等。目前已有多項動物試驗和體外試驗結果[1,3,7,9]表明,Res對某些癌癥,如結腸癌、乳腺癌、肺癌等具有一定的抗癌作用,但具體機制還不是很清楚。深入研究[3]發現Res通過抑制細胞增殖,對細胞周期的影響表現出易變性。Res顯著抑制食道癌增殖,使細胞G0/G1期細胞比例顯著升高,S期比例明顯下降,使細胞停止于G1期。Ahmad[12]等發現Res能誘導CDK抑制蛋白 WAF1/p21的表達,使上皮樣癌細胞(A431)停頓于S期。
近來研究發現,PDCD5在肝癌[13]、乳腺癌[14]、甲狀腺乳頭狀癌[15]、宮頸癌[16]中表達下降,且與腫瘤的惡性度呈負相關。同時研究表明[8-11]PDCD5在化療藥物處理等誘導因素的作用下,能顯著抑制多種癌細胞在體外的生長,明顯促進其凋亡。但目前尚未發現Res對人腎細胞癌786-0細胞的生長和PDCD5表達影響的報道。本實驗通過不同濃度Res對人腎細胞癌786-0細胞的生長和PDCD5的轉錄和翻譯的影響,觀察腎細胞癌細胞的生長、凋亡和PDCD5的蛋白和mRNA的表達情況。本實驗結果發現不同濃度的Res作用人腎細胞癌786-0細胞24h,隨著RES的濃度增高,凋亡細胞數逐漸增加,而PDCD5蛋白的表達強度明顯增高,流式細胞儀檢測發現典型凋亡峰,與空白對照組比較,實驗組凋亡率顯著增高,隨著濃度的增加G1期及G2期比例顯著下降,S期比例明顯升高,將人腎細胞癌786-0細胞阻滯于S期、誘導細胞凋亡。
本研究結果表明,RES能明顯抑制體外培養的人腎細胞癌細胞的生長并促使其發生凋亡,且濃度為25μmol/L時,抑制作用最強。其機制可能與RES誘導PDCD5蛋白表達增加有關,但其抑制腎細胞癌的作用及其具體機制仍需進一步深入探討。
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