楊文杰,向云濤,程建輝,張向紅,馬繁榮,王愛紅
(延安大學醫學院,陜西延安716000)
乳漿大戟為多年生草本,是國產大戟屬植物中分布最廣、變異幅度最大的種之一。乳漿大戟全草入藥,具拔毒止癢、利尿消腫之效,但國內外鮮見乳漿大戟抗腫瘤的報道。我們用乳漿大戟提取物作用于體外培養的人肺癌A549細胞,觀察其抗腫瘤活性,為進一步開發利用乳漿大戟提供實驗依據。
1.1 細胞株和主要試劑 人肺癌細胞A549由延安大學醫學實驗中心實驗室保存。噻唑藍(MTT)、碘化丙錠(PI)、二甲基亞砜(DMSO,Sigma-Aldrich公司,美國);RPMI1640培養基(Invitrogen公司,美國),四季青新生小牛血清(浙江天杭生物科技有限公司),胰酶(Gibco BRL公司,美國),熒光倒置顯微鏡及CCD采用Nikon顯微鏡,流式細胞儀 FACS Calibur(Becton Dickinson公司,美國),酶標儀采用美國Bio-Rad 680型全自動酶標儀。
1.2 方法
1.2.1 細胞培養 人肺癌細胞A549用RPMI1640培養基培養,常規加入10%小牛血清,100 U/mL青霉素,0.1 mg/mL鏈霉素。置于37℃、5%CO2培養箱中培養。
1.2.2 乳漿大戟提取物制備 乳漿大戟地上全草陰干,用植物搗碎機粉碎,加適量純水制成混懸液,粗濾紙過濾收集濾液,低溫風干稱重,加純水配制成100 g/L,0.22 μm濾器過濾保存于-20℃備用。
1.2.3 乳漿大戟提取物對A549細胞增殖的影響
采用MTT法檢測。取對數生長期的A549細胞,以5×104/mL密度接種于96孔板,每孔200 μL。次日細胞貼壁后,更換培養基,對照組未加乳漿大戟提取物,實驗組添加乳漿大戟提取物,其終質量濃度為 0.2、0.4、0.8 g/L,每個濃度設 6 個復孔,于培養24、48、72 h 加入 MTT 20 μL/孔(5 mg/mL),繼續孵育4 h,吸棄培養液,加入 DMSO 150 μL/孔,充分混勻,在酶標儀490 nm處測其吸光度(A)值。按照公式計算細胞增殖抑制率:抑制率=[1-(實驗組A值/對照組A值)]×100%。實驗重復3次。
1.2.4 乳漿大戟提取物對A549細胞形態的影響
采用PI染色法。取對數生長期的A549細胞,以2×105/mL的密度接種于6孔板中,每孔2 mL。次日細胞貼壁后,更換培養基,對照組未加乳漿大戟提取物,實驗組添加乳漿大戟提取物,其終質量濃度為0.2、0.4、0.8 g/L,培養48 h 后棄去培養基,2 mL 的PBS液洗2次,加入50 g/L的PI染料,避光染色30 min,棄上清,在熒光顯微鏡下觀察細胞核的形態改變。
1.2.5 乳漿大戟提取物對A549細胞凋亡的影響采用流式細胞儀檢測。流式細胞術樣品的準備:①藥物處理細胞(方法同1.2.4)后,收集細胞(1~5)×106/mL,500~1 000 r/min離心5 min,棄去培養液。②3 mL的PBS液洗1次。③離心去PBS液,加入冰預冷的70%乙醇固定,4℃,1 h。④離心去固定液,3 mL PBS液重懸5 min。⑤400目篩網過濾1次,500~1 000 r/min離心5 min,棄去PBS液。⑥用1 mL的PI染液染色,4℃避光30 min。⑦流式細胞儀檢測細胞凋亡率。
1.2.6 統計學方法 采用 SPSS17.0統計軟件。計量資料以±s表示,組間比較用成單因素方差分析。P≤0.05為差異有統計學意義。
2.1 乳漿大戟提取物對A549細胞的增殖抑制率結果見表1。
表1 乳漿大戟提取物對A549細胞的增殖抑制率(%,±s)

表1 乳漿大戟提取物對A549細胞的增殖抑制率(%,±s)
注:與0.2 g/L 比較,△P <0.05;與0.4 g/L 比較,#P <0.05
乳漿大戟提取物(g/L)細胞增殖抑制率24 h 48 h 72 h 0.2 9.3 ±3.5 37.8 ±3.5 27.1 ±6.5 0.4 13.8 ±8.3△ 41.9 ±2.6△ 45.2 ±1.6△0.8 19.2 ±3.9△# 46.3 ±3.2△# 43.1 ±2.8△#
2.2 各組A549細胞形態變化 對照組A549細胞飽滿呈梭形,胞質豐富,大小均一,單層貼壁生長,細胞核呈完整橢圓形,細胞數目多,幾乎無凋亡細胞。實驗組細胞隨濃度增加,細胞數目減少,細胞體積變小、變圓,細胞核出現固縮,呈致密強熒光。0.8 g/L實驗組的細胞減少,細胞間隙增大,貼壁狀態差,細胞變圓,細胞膜皺縮,折光性小,細胞脫落明顯,見圖1(A為對照組,B為0.8 g/L乳漿大戟實驗組)。

圖1 乳漿大戟提取物作用A549細胞48 h細胞形態變化(×100)
2.3 各組A549細胞凋亡率比較 對照組細胞凋亡率為5.33% ± 0.67%,實驗組 0.2、0.4、0.8 g/L乳漿大載提取物作用后細胞凋亡率分別是15.53%±0.15%、21.42% ±1.01%、46.57% ± 1.76%,實驗組與對照組比較,P均<0.05。
上世紀五六十年代西方醫學化學合成藥物達鼎盛時期,但從七十年代以來,人們發現化學合成藥物具有毒副作用大的缺陷,而天然藥物具有毒副作用小的優點,開發成本低[1~3]。從天然產物中尋找保健預防和治療疾病的有效成分成為國際潮流,天然藥物今后將會逐漸成為醫藥市場的主流[4~6]。
肺癌是世界上發病率和病死率最高的惡性腫瘤之一[7]。化療是治療腫瘤的主要手段之一,但化療常常帶來多系統的不良反應。天然藥物具有有效成分多、結構多樣、抗癌譜廣、毒副作用小等特點,已成為開發抗腫瘤藥物的新途徑。我們課題組采集乳漿大戟的地上全草,提取水溶性組分,經過濾除菌后,作用于體外培養的人肺癌細胞A549,結果顯示,乳漿大戟提取物能抑制A549細胞的增殖,最大抑制率是46.3%。
近年來,通過中草藥誘導細胞凋亡治療惡性腫瘤已成為研究的熱點之一[8~11]。藥物除通過各自的靶點直接作用外,也可以通過誘導細胞凋亡殺傷腫瘤細胞。因此,能否誘導腫瘤細胞凋亡已成為篩選抗癌藥物的標準之一[12]。細胞凋亡是一個復雜的生理和病理過程,其信號轉導途徑主要有兩條,即線粒體途徑和死亡受體途徑。不同的誘因可通過相同的信號轉導途徑誘發細胞凋亡,不同的信號轉導途徑不是孤立發揮作用,而是緊密聯系、相互作用,整個信號轉導系統為復雜的網絡狀調控結構。本實驗結果顯示,乳漿大戟提取物處理后的A549細胞出現凋亡細胞的形態特征;流式細胞檢測結果顯示乳漿大戟提取物可以誘導A549細胞凋亡,但誘導細胞凋亡的機制需要進一步研究。
[1]Cragg GM,Grothaus PG,Newman DJ.Impact of natural products on developing new anti-cancer agents[J].Chem Rev,2009,109(7):3012-3043.
[2]Fulda S.Modulation of apoptosis by natural products for cancer therapy[J].Planta Med,2010,76(11):1075-1079.
[3]Banerjee S,Wang Z,Mohammad M,et al.Efficacy of selected natural products as therapeutic agents against cancer[J].J Nat Prod,2008,71(3):492-496.
[4]Hauser AT,Jung M.Targeting epigenetic mechanisms:potential of natural products in cancer chemoprevention[J].Planta Med,2008,74(13):1593-1601.
[5]Mehta RG,Murillo G,Naithani R,et al.Cancer chemoprevention by natural products:how far have we come[J].Pharm Res,2010,27(6):950-961.
[6]嚴永清.中藥現代化研究的思路與方法[M].北京:化學工業出版社,2006:1-20,864.
[7]Jemal A,Siegel R,Ward E,et al.Cancer statistics,2008[J].CA Cancer J Clin,2008,58(2):71-96.
[8]Siu D.Natural products and their role in cancer therapy[J].Med Oncol,2011,28(3):888-900.
[9]王愛紅,米志寬,符兆英.抗癌中藥誘導胃癌細胞凋亡機制研究進展[J].腫瘤預防與治療,2011,24(2):113-116.
[10]王愛紅,陳美霓,符兆英.誘導腫瘤細胞凋亡的天然藥物及其作用機制[J].中醫藥學報,2011,39(1):125-128.
[11]高楓,符兆英.天然產物誘導腫瘤細胞凋亡作用機制研究進展[J].中華腫瘤防治雜志,2011,18(7):557-560.
[12]王樹濱,楊純正.腫瘤化療藥物誘導細胞凋亡的研究進展[J].癌癥,2000,19(12):1173-1176.