2-甲氧基雌二醇對4T1、SPC-A1和PC-3細胞的生長抑制作用

王文佳，張正全，賈 欣，李雪冰，張振中

鄭州大學藥學院鄭州 450001

#通訊作者，女，1975年8月生，碩士，講師，研究方向:腫瘤靶向藥物治療，E-mail:jiaxin@zzu.edu.cn

2-甲氧基雌二醇對4T1、SPC-A1和PC-3細胞的生長抑制作用

王文佳，張正全，賈 欣#，李雪冰，張振中

鄭州大學藥學院鄭州 450001

#通訊作者，女，1975年8月生，碩士，講師，研究方向:腫瘤靶向藥物治療，E-mail:jiaxin@zzu.edu.cn

2-甲氧基雌二醇;維拉帕米;協同指數;4T1;SPC-A1細胞;PC-3細胞

目的:探討2-甲氧基雌二醇(2-ME)對多種腫瘤細胞的生長抑制作用。方法:以鼠乳癌4T1細胞株、人肺腺癌SPC-A1細胞株、人前列腺癌PC-3細胞株為研究對象，采用SRB法考察2-ME對多種腫瘤細胞的生長抑制作用，并聯合維拉帕米，利用協同指數探討影響2-ME抗癌作用的因素。結果:2-ME對4T1、SPC-A1和PC-3細胞有不同程度的抑制作用，IC50分別是6.11、1.89和5.12 μmol/L;聯合維拉帕米后，抑制率高于單獨用藥組(P＜0.01)，IC50分別降低至2.01、0.57和2.77 μmol/L，協同指數0.77～0.43。結論:2-ME對3種細胞都有一定的生長抑制作用，維拉帕米對2-ME有明顯的增效作用。

2-甲氧基雌二醇(2-methoxyestradiol，2-ME)具有阻滯細胞周期、誘導細胞凋亡及抑制血管新生的作用［1］，且由于其不良反應小，極具研究價值。乳癌、前列腺癌的致病原因跟雌激素息息相關，作者以鼠乳癌4T1細胞株、人肺腺癌SPC-A1細胞株、人前列腺癌PC-3細胞株為研究對象，采用硫基羅丹明蛋白染料(SRB)法考察2-ME對3種腫瘤細胞的生長抑制作用，并聯合維拉帕米，利用協同指數探討影響2-ME抗癌作用的因素。

1 材料與方法

1.1 細胞株、藥品及主要試劑 3種細胞株由中國科學院上海細胞庫提供(目錄號分別是TCM32、TCHu53、TCHu158)。RPMI 1640、DMEM培養基(HyClone，北京賽默飛世爾生物化學有限公司)，胎牛血清(杭州四季青生物工程材料有限公司)，SRB和Tris堿(美國Sigma公司)，胰蛋白酶(吉諾生物生物醫藥技術有限公司)。2-ME(自制，純度＞99.0%)。DMSO等其他試劑均為國產AR級試劑。

1.2 維拉帕米對3種腫瘤細胞的生長抑制作用4T1、SPC-A1和PC-3細胞以每孔5×103mL－1接種于96孔板上，在37℃、體積分數5%CO2飽和濕度培養箱中培養24 h后更換培養液，加入含總質量濃度為100、80、40、20、10、5 mg/L的維拉帕米培養液，每質量濃度設4個復孔。以空白培養基為陰性對照，再入培養箱于相同條件下繼續培養72 h，采用SRB法于570 nm波長處測定各孔吸光度值(A值)，計算抑制率(%)=(1－A/A0)×100%。A:各藥物組吸收值，A0:未加藥物(對照組)吸收值。

1.3 2-ME對3種腫瘤細胞的生長抑制作用 同1.2的方法培養3種細胞，24 h后更換培養液，分別加入含濃度為0.5、1.0、2.0、4.0、8.0、10.0 μmol/L的2-ME，每濃度設4個復孔。以空白培養基為陰性對照，后續實驗同1.2。

1.4 增效作用研究 向1.3項實驗中2-ME作用的4T1、SPC-A1和PC-31細胞同時加入一定量的維拉帕米，其他方法同1.3項，維拉帕米的質量濃度由1.2項確定。

1.5 各組細胞的形態學觀察 倒置顯微鏡下觀察各組細胞生長狀態及形態變化特點。

1.6 協同指數(CI)計算 采用Chou-Talalay法，計算公式為:CI=D1/DX1+D2/DX2。DX1和DX2分別指兩藥單獨使用時細胞增殖抑制率達X%時的藥物濃度，D1和D2指兩藥聯合使用時細胞增殖抑制率達X%時各自的藥物濃度。CI＜1.0時表示協同作用，CI=1.0時表示相加作用，而CI＞1.0時則表示拮抗作用。

1.7 統計學處理 采用SPSS 13.0進行分析。應用Probit法計算IC50值，并在此基礎上選用維拉帕米的質量濃度。應用析因設計的方差分析比較2-ME單用及與維拉帕米聯合對4T1、SPC-A1和PC-3細胞生長抑制作用的差異，檢驗水準α=0.05。

2 結果

2.1 維拉帕米對3種腫瘤細胞的IC50維拉帕米對 4T1、SPC-A1和 PC-3細胞的 IC50值分別為(49.05±5.4)、(77.90±11.0)和(44.51±3.9) mg/L。后續實驗選用聯合維拉帕米的質量濃度為非細胞抑制劑量(10.3 mg/L)。

2.2 2-ME單用及與維拉帕米聯合對3種腫瘤細胞的IC50見表1。加入維拉帕米后，2-ME對3種細胞的IC50下降，增敏倍數分別是3.01、3.32和1.85。

表12 -ME單用及與維拉帕米聯合對3種細胞的IC50 μmol/L

2.32-ME單用及與維拉帕米聯合對4T1、SPC-A1和PC-3細胞生長的抑制作用 見表2～4。由表2～4可知，不同劑量的2-ME對3種細胞的抑制率不同，差異有統計學意義，加入維拉帕米后，抑制率得到提高，且2-ME和維拉帕米有交互效應。

2.5 形態學觀察 見圖1。倒置顯微鏡下可見空白對照組的3種細胞形態完整，呈現長梭形或菱形，生長密集，貼壁良好，相互連接成片，胞質透亮。2-ME作用的細胞相互脫離，易浮起，細胞密度下降;且隨著作用時間的延長，細胞間的連接斷裂、細胞間隙增大，部分細胞體積縮小，核染色質和胞質濃縮，死細胞增多。加入維拉帕米后，相同2-ME作用濃度下，死細胞增多，總體細胞數量明顯減少，劑量依賴性更加明顯。

表22 -ME單用及與維拉帕米聯合對4T1細胞的抑制率(n=4) %

表32 -ME單用及與維拉帕米聯合對SPC-A1細胞的抑制率(n=4) %

表42 -ME單用及與維拉帕米聯合對PC-3細胞的抑制率(n=4) %

圖12 -ME單用及與維拉帕米聯合對4T1、SPC-A1和PC-3細胞形態學的影響(×200)

2.6 2-ME聯合維拉帕米對3種細胞的CI 4T1、PC-3和 SPC-A1細胞的 CI分別是0.54、0.77和0.43，均＜1，說明有協同作用。

3 討論

雌激素與乳癌的發生密不可分，身體內雌激素的水平過高會導致乳癌的發生［2］。前列腺的增長和功能的維持依賴于恒定的足夠水平的雄激素，在人前列腺基質中存在雌激素受體，通過改變受體表達水平和激活雌激素受體，參與良性前列腺增生及前列腺癌的發生［3］。

2-ME是雌激素的天然代謝產物，在體內細胞中含量量極低。由2-ME對3種腫瘤細胞的IC50可知2-ME對SPC-A1細胞的抑制作用最強，其次是PC3和4T1細胞。分析原因，乳癌和前列腺癌在雌激素的長期刺激下，有可能對和雌激素結構類似的2-ME敏感度下降，療效降低，導致2-ME對其的抑制作用不如對和雌激素關系欠密切的SPC-A1細胞的強。

有研究［4］表明，癌細胞對某一抗癌藥敏感性低或發生耐藥性時，其機制大多為抗癌藥在細胞內的蓄積濃度下降，維持時間縮短。最近研究［5］認為P-糖蛋白(P-gp)是鈣通道的一部分，可被維拉帕米等鈣拮抗劑所抑制，減少抗癌藥的外流，提高其在細胞內的蓄積濃度，從而增強了藥物的抗癌活性。為了證明這一影響因素，作者在2-ME作用于癌細胞的同時加入維拉帕米，考察維拉帕米對2-ME的抗腫瘤增效作用。結果顯示加入維拉帕米后2-ME對4T1、SPC-A1和PC-3細胞的IC50均有所下降，協同效應結果也提示維拉帕米可增加2-ME的抗腫瘤效果。

總之，該實驗在體外證實鈣拮抗劑維拉帕米能增強2-ME對腫瘤細胞的抗癌活性，該結果為2-ME與鈣拮抗劑合用治療癌癥的思路提供了一定的實驗數據支持。

［1］ Agoston GE，Shah JH，Lavallee TM，et al.Synthesis and structure-activity relationships of 16-modified analogs of 2-methoxyestradiol［J］.Bioorg Med Chem，2007，15(24): 7524

［2］楊契，韓為東，趙亞力.乳腺癌與雌激素及有關內分泌治療［J］.現代腫瘤醫學，2007，15(5):729

［3］Zhou D，Li S，Wang X，et al.Estrogen receptor alpha is essential for the proliferation of prostatic smooth muscle cells stimulated by 17β-estradiol and insulin-like growth factor 1［J］.Cell Biochem Funct，2011，29(2):120

［4］Lewinson O，Lee AT，Locher KP，et al.A distinct mechanism for the ABC transporter BtuCD-BtuF revealed by the dynamics of complex formation［J］.Nat Struct Mol Biol，2010，17(3):332

［5］Du Y，Shi WW，He YX，et al.Structures of the substratebinding protein provide insights into the multiple compatible solutes binding specificities of Bacillus subtilis ABC transporter OpuC［J］.Biocherm J，2011，436(2):283

Growth inhibition effects of 2-methoxyestradiol on 4T1，SPC-A1 and PC-3 cells

WANG Wenjia，ZHANG Zhengquan，JIA Xin，LI Xuebing，ZHANG Zhenzhong School of Pharmaceutical Sciences，Zhengzhou University，Zhengzhou 450001

2-methoxyestradiol;verapamil;synergic index;4T1 cell;SPC-A1 cell;PC-3 cell

Aim:To explore growth inhibition effect of 2-methoxyestradiol(2-ME)on a variety of tumor cells.Methods: The study object was 4T1 cell strain of rat mastocarcinoma，SPC-A1 cell strain of human pulmonary adenocarcinoma and PC-3 cell strain of human prostate cancer.SRB method was adopted to investigate growth inhibition effect of 2-ME on the above tumor cells.In addition，verapamil and synergic index were used to explore the factors influencing 2-ME anti-cancer effect.Results:2-ME had inhibition effects on 4T1，SPC-A1 and PC-3 cells with IC50of 6.11，1.89 and 5.12 μmol/L，respectively.After verapamil was adopted，the inhibitory rate was significantly higher than that of the single-drug group(P＜0.01)，and IC50dropped to 2.01，0.57 and 2.77 μmol/L，respectively，with the synergic index distributed within 0.77～0.43.Conclusion:2-ME has inhibition effects on the three kinds of tumor cells，and verapamil has obvious synergistic effect on 2-ME.

R979.1

10.3969/j.issn.1671-6825.2012.06.017

(2012-03-11收稿 責任編輯趙秋民)