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冬凌草甲素聯(lián)合吉西他濱對(duì)胰腺癌SW1990細(xì)胞抑制作用的研究

2014-07-05 16:38:54周黎明卜賀啟劉殿雷金海敏周蒙滔
天津醫(yī)藥 2014年9期
關(guān)鍵詞:檢測(cè)

周黎明 卜賀啟 劉殿雷 金海敏 周蒙滔

冬凌草甲素聯(lián)合吉西他濱對(duì)胰腺癌SW1990細(xì)胞抑制作用的研究

周黎明1,2卜賀啟3劉殿雷2金海敏2周蒙滔1△

目的 探討冬凌草甲素在體外聯(lián)合吉西他濱對(duì)胰腺癌細(xì)胞株SW1990抑制作用及其可能機(jī)制。方法不同濃度的冬凌草甲素(0、10、20、40、80、160 μmol/L)作用胰腺癌SW1990細(xì)胞24、48、72 h后,CCK-8法檢測(cè)胰腺癌細(xì)胞株SW1990細(xì)胞的增殖作用;冬凌草甲素(40 μmol/L)與吉西他濱(20 μmol/L)單獨(dú)及聯(lián)合處理細(xì)胞48 h,并設(shè)立對(duì)照組,CCK-8法檢測(cè)SW1990細(xì)胞的存活率;Annexin V-FITC/PI雙染流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)細(xì)胞凋亡情況;RTPCR檢測(cè)SW1990細(xì)胞中NF-κB和XIAP基因的表達(dá)水平。結(jié)果冬凌草甲素對(duì)胰腺癌SW1990細(xì)胞的增殖抑制作用呈明顯的劑量與時(shí)間依賴性;與其他各組相比,冬凌草甲素聯(lián)合吉西他濱組細(xì)胞存活率明顯降低(P<0.05),凋亡率顯著升高(P<0.05);另外,聯(lián)合組明顯下調(diào)胰腺癌細(xì)胞中NF-κB和XIAP表達(dá)水平(P<0.05)。結(jié)論冬凌草甲素在體外能顯著增強(qiáng)吉西他濱對(duì)胰腺癌SW1990細(xì)胞的抗瘤效果,其機(jī)制可能是通過(guò)下調(diào)NF-κB及其下游XIAP的表達(dá),進(jìn)而誘導(dǎo)胰腺癌細(xì)胞的凋亡而實(shí)現(xiàn)。

胰腺腫瘤;細(xì)胞系,腫瘤;冬凌草素;細(xì)胞凋亡;NF-κB;XIAP;吉西他濱

冬凌草甲素是從唇形科Labtea香茶菜屬Rabdosi提取出來(lái)的一種二萜類化合物,相關(guān)研究已報(bào)道其有抗炎、抗菌、抗腫瘤等多種藥理學(xué)效應(yīng)[1]。關(guān)于其抗腫瘤活性,已有研究證實(shí)冬凌草甲素對(duì)肝癌、鼠纖維肉瘤L929、結(jié)直腸癌、胰腺癌等多種惡性細(xì)胞能產(chǎn)生非常顯著的抑制效應(yīng)及細(xì)胞毒性作用[2-5]。近年來(lái)中醫(yī)藥的聯(lián)合用于抗癌研究受到極大關(guān)注,有研究表明,白藜蘆醇等藥物聯(lián)合吉西他濱能顯著抑制胰腺癌細(xì)胞增殖[6]。本研究以胰腺癌細(xì)胞SW1990為研究對(duì)象,觀察冬凌草甲素聯(lián)合吉西他濱對(duì)細(xì)胞生長(zhǎng)及凋亡的影響,并探討其作用機(jī)制。

1 材料與方法

1.1 主要藥品和試劑 冬凌草甲素(純度>98%),購(gòu)于北京環(huán)宇生物技術(shù)有限公司,用DMSO配制成10 mmol/L(DMSO的終濃度小于0.1%),-20℃冰箱保存。吉西他濱(法國(guó)禮來(lái)公司)用無(wú)菌生理鹽水配成0.2 mmol/L。胎牛血清、胰酶、RPMI-1640培養(yǎng)基(美國(guó)Gibco公司)。CCK-8試劑盒(中國(guó)碧云天生物技術(shù)研究所)。Annexin V-FITC細(xì)胞凋亡檢測(cè)試劑盒(南京凱基生物發(fā)展有限公司)。TRIzol試劑及cDNA逆轉(zhuǎn)錄試劑盒(Fermentas公司)。

1.2 細(xì)胞培養(yǎng) 人胰腺癌細(xì)胞SW1990(購(gòu)于ATCC)培養(yǎng)于含10%胎牛血清、100 mg/L青霉素和100 mg/L鏈霉素的RPMI1640培養(yǎng)液中,置于含5%CO2,37℃細(xì)胞培養(yǎng)箱中培養(yǎng),每2~3 d換液1次。細(xì)胞單層貼壁生長(zhǎng),至70%~80%融合時(shí)胰蛋白酶消化傳代。

1.3 CCK-8法檢測(cè)細(xì)胞增殖 收集處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的SW1990細(xì)胞,以每孔5×103個(gè)細(xì)胞接種到96孔板,細(xì)胞貼壁后,加入不同濃度(10、20、40、80、160 μmol/L)的冬凌草甲素,分別培養(yǎng)24、48、72 h;以及加入吉西他濱(20 μmol/L),冬凌草甲素(40 μmol/L)及兩藥聯(lián)合培養(yǎng)48 h;每個(gè)濃度設(shè)6個(gè)復(fù)孔,同時(shí)設(shè)置空白對(duì)照調(diào)零組(不加細(xì)胞加入等量的培養(yǎng)液),并設(shè)對(duì)照組(加入等量含有0.1%DMSO的培養(yǎng)液)。藥物作用結(jié)束前1 h,各孔加入0.01 mL CCK-8,繼續(xù)培養(yǎng)1 h,酶標(biāo)儀(Bio-Tek,ELX800)測(cè)A450值,實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次。

細(xì)胞抑制率=[1-(實(shí)驗(yàn)組-空白調(diào)零組)/(對(duì)照組-空白調(diào)零組)]×100%。藥物的相互作用按照Chou-Talalay方法計(jì)算聯(lián)合指數(shù)(combination index,CI),CI=1為兩藥物作用相加,CI<1為協(xié)同作用,CI>1為拮抗作用。

1.4 流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)凋亡 采用Annexin V-FITC/PI雙染流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)細(xì)胞凋亡。將4×105個(gè)處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的SW1990細(xì)胞接種在6孔培養(yǎng)板中,生長(zhǎng)至90%融合時(shí),分別加入吉西他濱(20 μmol/L),冬凌草甲素(40 μmol/L)和兩藥聯(lián)合作用48 h后,同時(shí)設(shè)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%的DMSO處理48 h為對(duì)照,每組3個(gè)復(fù)孔。胰蛋白酶消化,1 000 r/min離心5 min。冷PBS洗2次,按Annexin V-FITC/PI凋亡檢測(cè)試劑盒說(shuō)明用500 μL Binging Buffer重懸細(xì)胞,加入5 μL Annexin V-FITC和5 μL PI混勻,室溫避光作用15 min上機(jī)檢測(cè),檢測(cè)細(xì)胞數(shù)為1×104/組。激發(fā)波長(zhǎng)488 nm,發(fā)射波長(zhǎng)530 nm,Cellquest軟件分析。

1.5 RT-PCR檢測(cè)細(xì)胞NF-κB、XIAP基因的表達(dá) 收集處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的胰腺癌細(xì)胞分別加入分別加入吉西他濱(20 μmol/L),冬凌草甲素(40 μmol/L)和兩藥聯(lián)合作用48 h后收集細(xì)胞,同時(shí)設(shè)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%的DMSO處理48 h為對(duì)照,加入TRIzol試劑抽提細(xì)胞總RNA,按照操作說(shuō)明應(yīng)用逆轉(zhuǎn)錄試劑盒合成cDNA,以GAPDH作為內(nèi)參,GeneAmp9600型PCR儀進(jìn)行擴(kuò)增。NF-κB引物:上游5′-AGCACAGATACCACCAAGACCC-3′,下游5′-CCCACGCTGCTCTTCTATAGGAAC-3′,目的產(chǎn)物長(zhǎng)度 300 bp;XIAP引物:上游5′-TTCCTCGGGTATATGGTGTCTGAT-3′,下游5′-CCGTGCGGTGCTTTAGTTGT-3′,目的產(chǎn)物長(zhǎng)度292 bp;GAPDH引物:上游5′-AACGGATTTGGTCGTATTGGG-3′,下游5′-TCGCTCCTGGAAGATGGTGAT-3′,目的產(chǎn)物長(zhǎng)度 216 bp。NF-κB 和XIAP反應(yīng)條件均為:預(yù)變性94℃4 min;變性94℃30 s,退火54℃30 s,延伸72℃1 min;最后延伸10 min,共30個(gè)循環(huán);GAPDH反應(yīng)條件均為:預(yù)變性94℃4 min;變性94℃30 s,退火58℃30 s,延伸72℃1 min;最后延伸10 min,共30個(gè)循環(huán)。PCR產(chǎn)物于1%瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)。XIAP和NF-κB的基因表達(dá)水平以目的基因與內(nèi)參GAPDH光密度的比值表示,并進(jìn)行校正。

1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 應(yīng)用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行分析,計(jì)量數(shù)據(jù)以±s表示,均數(shù)之間比較用方差分析,多重比較用SNK-q檢驗(yàn),P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 冬凌草甲素對(duì)胰腺癌SW1990細(xì)胞增殖抑制的作用 不同濃度冬凌草甲素作用SW1990細(xì)胞24、48及72 h后,隨給藥濃度的升高,SW1990細(xì)胞生長(zhǎng)受抑制程度逐漸升高,具有明顯的劑量與時(shí)間依賴性。40 μmol/L冬凌草甲素作用48 h后,細(xì)胞死亡率接近50%,見圖1。

Fig.1 The effects of oridonin on the proliferation of pancreatic cancer SW1990 cells圖1 冬凌草甲素對(duì)胰腺癌SW1990細(xì)胞增殖的影響

2.2 冬凌草甲素和吉西他濱對(duì)SW1990細(xì)胞存活率的影響 與對(duì)照組相比,冬凌草甲素或吉西他濱單獨(dú)作用細(xì)胞48 h后存活率均明顯下降,而聯(lián)合組作用細(xì)胞48 h后,細(xì)胞的存活率較其余各組下降更明顯(均P<0.05),見表1。聯(lián)合組作用后聯(lián)合指數(shù)(CI)為0.784。

Tab.1 Comparison of the survival rates and apoptotic rates of pancreatic cancer SW1990 cells between four groups表1 48h后各組胰腺癌SW1990細(xì)胞存活率及凋亡率的比較 (n=3,%,±s)

Tab.1 Comparison of the survival rates and apoptotic rates of pancreatic cancer SW1990 cells between four groups表1 48h后各組胰腺癌SW1990細(xì)胞存活率及凋亡率的比較 (n=3,%,±s)

**P<0.01;a與(1)組比較,b與(2)組比較,c與(3)組比較,P<0.05;表2同

組別對(duì)照組(1)吉西他濱組(2)冬凌草甲素組(3)聯(lián)合組(4)F細(xì)胞存活率100.00±0.00 43.55±0.48a47.64±0.49a25.14±0.23abc3 911.17**細(xì)胞凋亡率9.07±0.15 32.40±0.31a21.00±0.27a56.71±0.53abc4 745.10**

2.3 冬凌草甲素增強(qiáng)吉西他濱對(duì)胰腺癌SW1990細(xì)胞的凋亡作用 與對(duì)照組相比,冬凌草甲素或吉西他濱單獨(dú)作用SW1990細(xì)胞48 h后凋亡率均明顯增加,而聯(lián)合組處理后細(xì)胞的凋亡率較其余各組增加更明顯(均P<0.05),見圖2、表1。

2.4 冬凌草甲素和吉西他濱對(duì)胰腺癌SW1990細(xì)胞NF-κB和XIAP基因表達(dá)的影響 與對(duì)照組相比,吉西他濱組能上調(diào)SW1990細(xì)胞中NF-κB和XIAP基因的表達(dá),冬凌草甲素組、聯(lián)合組均能明顯降低細(xì)胞中NF-κB和XIAP的表達(dá),聯(lián)合組較其他各組降低更為明顯(均P<0.05),見圖3、表2。

3 討論

胰腺癌是消化道惡性腫瘤死亡中的主要原因之一,它具有病情進(jìn)展快和缺乏特定癥狀的特征,其早期診斷很大程度上相當(dāng)困難,而且治療效果差,預(yù)后不良[7]。目前以吉西他濱為基礎(chǔ)的化療是治療胰腺癌最主要的內(nèi)科治療手段,但有效率較低,中位生存期6個(gè)月左右,5年生存率仍無(wú)明顯提高[8]。因此,尋求安全有效的方法增強(qiáng)胰腺癌細(xì)胞對(duì)化療藥物的敏感性,以期增加吉西他濱的療效顯得尤為重要。

Fig.3 Results of RT-PCR for XIAP,NF-κB and GAPDH of SW1990 cells in four groups圖3 各組胰腺癌SW1990細(xì)胞XIAP、NF-κB和內(nèi)參GAPDH的基因表達(dá)PCR圖

Tab.2 Comparison of the expression levels of XIAP and NF-κB between four groups表2 各組細(xì)胞XIAP和NF-κB基因表達(dá)水平比較(n=3,±s)

Tab.2 Comparison of the expression levels of XIAP and NF-κB between four groups表2 各組細(xì)胞XIAP和NF-κB基因表達(dá)水平比較(n=3,±s)

組別對(duì)照組(1)吉西他濱組(2)冬凌草甲素組(3)聯(lián)合組(4)F XIAP基因1.00±0.00 1.19±0.21a0.82±0.11a0.45±0.05abc987.45**NF-κB基因1.00±0.00 1.20±0.13a0.83±0.07a0.59±0.03abc734.61**

本研究中觀察到冬凌草甲素能顯著抑制胰腺癌SW1990細(xì)胞的增殖,這與最近的報(bào)道是一致的[5]。另外流式細(xì)胞儀檢測(cè)冬凌草甲素作用后的胰腺癌細(xì)胞,發(fā)現(xiàn)細(xì)胞凋亡率與對(duì)照組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,提示冬凌草甲素對(duì)胰腺癌SW1990細(xì)胞生長(zhǎng)抑制方式可能是以細(xì)胞凋亡方式為主。有研究發(fā)現(xiàn)冬凌草甲素可提高伊馬替尼、三氧化二砷等藥物的促凋亡作用[9-10]。在冬凌草甲素和吉西他濱對(duì)胰腺癌SW1990細(xì)胞的聯(lián)合用藥研究中,冬凌草甲素一定程度上增強(qiáng)了胰腺癌SW1990細(xì)胞對(duì)吉西他濱的敏感性,聯(lián)合用藥組顯著抑制胰腺癌細(xì)胞增殖,與各單藥組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,且兩藥CI<1,證實(shí)冬凌草甲素能協(xié)同吉西他濱對(duì)胰腺癌細(xì)胞的增殖抑制作用。Annexin V-FTIC/PI雙染法檢測(cè)細(xì)胞凋亡發(fā)現(xiàn)冬凌草甲素和吉西他濱聯(lián)合組作用SW1990細(xì)胞誘導(dǎo)更多的凋亡細(xì)胞,與冬凌草甲素及吉西他濱單藥組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,提示冬凌草甲素協(xié)同吉西他濱對(duì)胰腺癌細(xì)胞生長(zhǎng)抑制可能是以誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡方式為主。

Fig.2 Results of cell apoptosis in SW1990 cells in four groups圖2 各組胰腺癌SW1990細(xì)胞流式細(xì)胞凋亡圖

NF-κB廣泛存在于哺乳動(dòng)物細(xì)胞中,通過(guò)調(diào)控多種基因的表達(dá)來(lái)調(diào)節(jié)細(xì)胞的增殖、分化、調(diào)亡以及癌變,在腫瘤的發(fā)生發(fā)展中起重要作用[11]。有研究發(fā)現(xiàn)NF-κB在胰腺癌細(xì)胞中呈陽(yáng)性表達(dá),并在胰腺癌細(xì)胞對(duì)吉西他濱耐藥性的形成方面起了非常重要作用[12];而當(dāng)NF-κB的活性被抑制時(shí)吉西他濱能增強(qiáng)對(duì)胰腺癌的抗腫瘤療效[13]。IAPs家族是目前研究最深入的凋亡調(diào)控基因之一,其中的XIAP以及survivin(IAP蛋白成員)在轉(zhuǎn)錄水平也是受NF-κB調(diào)控的,它們也有助于胰腺癌的耐藥性的形成,這又可通過(guò)抑制NF-κB的活性而被抑制[14]。最近的研究發(fā)現(xiàn)中藥大黃素可通過(guò)抑制NF-κB及XIAP的活性增強(qiáng)吉西他濱對(duì)胰腺癌的敏感性[15];且冬凌草甲素能下調(diào)胰腺癌中IAPs家族中另一重要成員survivin在胰腺癌中表達(dá)從而促進(jìn)細(xì)胞的凋亡,因此推測(cè)冬凌草甲素能下調(diào)XIAP在胰腺癌的表達(dá)。本研究中,吉西他濱上調(diào)胰腺癌細(xì)胞中的NF-κB及XIAP表達(dá),這與以前的文獻(xiàn)報(bào)道相符[15];而冬凌草甲素下調(diào)胰腺癌細(xì)胞中的XIAP表達(dá),這驗(yàn)證了筆者的推測(cè);另外冬凌草甲素也下調(diào)胰腺癌細(xì)胞中的NF-κB,并且二者聯(lián)合時(shí)胰腺癌細(xì)胞中NF-κB及XIAP的表達(dá)水平呈明顯下調(diào),表明冬凌草甲素可能通過(guò)降低胰腺癌細(xì)胞中NF-κB及其下游XIAP的表達(dá)來(lái)增強(qiáng)吉西他濱對(duì)胰腺癌的抑制作用。

總之,本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明冬凌草甲素可顯著抑制胰腺癌細(xì)胞的生長(zhǎng),增強(qiáng)吉西他濱對(duì)胰腺癌細(xì)胞的促凋亡作用,其可能的機(jī)制是通過(guò)下調(diào)胰腺癌中NF-κB及其所調(diào)控的凋亡抑制蛋白XIAP的表達(dá),但具體機(jī)制尚需要進(jìn)一步研究。

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(2014-02-08收稿 2014-05-19修回)

(本文編輯 李國(guó)琪)

Inhibitory Effects of Oridonin Combined with Gemcitabine on Pancreatic Cancer SW1990 Cells

ZHOU Liming1,2,BU Heqi3,LIU Dianlei2,JIN Haimin2,ZHOU Mengtao1△
1 Department of Hepatopancreatobiliary Surgery,The First Affiliated Hospital of Wenzhou Medical College, Wenzhou 325000,China;2 Department of Surgery,Hangzhou Hospital of Traditional Chinese Medicine; 3 Department of Surgery,Tongde Hospital of Zhejiang Province△

E-mail:buheqi@163.com

ObjectiveTo investigate the inhibitory effects of oridonin combined with gemcitabine on pancreatic cancer SW1990 cells in vitro,and the potential mechanisms thereof.MethodsThe pancreatic cancer SW1990 cells were treated with vehicle alone and various concentrations(10,20,40,80 and160 μmol/L)of oridonin,followed by 24,48 and 72 h cell culture.Effects of oridonin on cell proliferation were determined by using a CCK-8 kit.SW1990 cells were treated with oridonin(40 μmol/L)and gemcitabine(20 μmol/L)alone or together for 48 h,and the untreated cells were used as the control.The cell survival rate was detected by CCK-8 assay.Apoptosis induction was assessed by using Annexin V-FITC kit. Semi-quantitative RT-PCR was used to examine the changes of NF-κB mRNA and XIAP mRNA expressions.ResultsOridonin inhibited the growth of pancreatic cancer SW1990 cells in a dose-and time-dependent manner.Compared with the other groups,the cell survival rate was significantly lower in the combination group(P<0.05).Oridonin combined with gemcitabine induced a higher percentage of apoptosis in pancreatic cancer cells than that of oridonin or gemcitabine alone (P<0.05).Moreover,the expressions of NF-κB and XIAP mRNA in pancreatic carcinoma cells were obviously down-regulated in combination group(P<0.05).ConclusionOridonin can enhance the antitumor effect of gemcitabine on pancreatic cancer in vitro,which may be related to through the down-regulation of NF-κB and its downstream of XIAP,and then inducing cell apoptosis in pancreatic cancer.

pancreatic neoplasms;cell line,tumor;RUBESCENSINE;apoptosis;NF-kappa B;XIAP;gemcitabine

R735.9

A

10.3969/j.issn.0253-9896.2014.09.003

浙江省中醫(yī)藥科技計(jì)劃項(xiàng)目(2013ZQ026)

1溫州醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院肝膽胰外科(郵編325000);2杭州市中醫(yī)院外科;3浙江省立同德醫(yī)院外科

△通訊作者 E-mail:buheqi@163.com

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