千金藤素對骨肉瘤MG-63細胞遷移、侵襲能力影響的體外研究

馬　亮，許永濤，佘遠舉

(湖北省荊州市中心醫(yī)院，湖北 荊州 434020)

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千金藤素對骨肉瘤MG-63細胞遷移、侵襲能力影響的體外研究

馬亮，許永濤，佘遠舉

(湖北省荊州市中心醫(yī)院，湖北 荊州 434020)

[摘要]目的探討千金藤素對骨肉瘤MG-63細胞遷移和侵襲能力的影響及其相關(guān)機制。方法將培養(yǎng)的MG-63細胞分為10 μmol/L千金藤素組、40 μmol/L千金藤素組和對照組,觀察3組劃痕遷移試驗、Transwell小室侵襲試驗骨肉瘤MG-63細胞遷移、侵襲能力，用酶聯(lián)免疫吸附試驗檢測3組基質(zhì)金屬蛋白酶-2(MMP-2)濃度。結(jié)果10 μmol/L千金藤素組、40 μmol/L千金藤素組細胞向劃痕處遷移明顯減少，且隨著千金藤素濃度的增加，細胞向劃痕處遷移明顯減少。10 μmol/L千金藤素組、40 μmol/L千金藤素組穿膜細胞數(shù)明顯少于對照組(P均<0.05)，且40 μmol/L千金藤素組明顯少于10 μmol/L千金藤素組。骨肉瘤MG-63細胞培養(yǎng)液中MMP-2濃度隨著作用時間的延長而降低，10 μmol/L千金藤素組、40 μmol/L千金藤素組培養(yǎng)24 h、48 h、72 h的MMP-2濃度均明顯低于對照組，且40 μmol/L千金藤素組均明顯低于10 μmol/L千金藤素組，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P均<0.05)。結(jié)論千金藤素可抑制骨肉瘤MG-63細胞遷移和侵襲能力，這種抑制效應(yīng)可能是通過抑制腫瘤細胞MMP-2的表達來實現(xiàn)的。

[關(guān)鍵詞]千金藤素；骨肉瘤； 遷移；侵襲；細胞外基質(zhì)

骨肉瘤是多發(fā)于青少年的一種增殖及侵襲性極強的惡性腫瘤，遠處轉(zhuǎn)移是患者死亡的重要原因，所以抑制骨肉瘤的侵襲及轉(zhuǎn)移是其治療的關(guān)鍵[1]。千金藤素作為一種升白細胞藥物應(yīng)用于臨床已取得較好效果，其具有免疫調(diào)節(jié)、抗衰老、抗病毒、逆轉(zhuǎn)腫瘤細胞多藥耐藥、抑制血管生成和調(diào)控細胞周期等作用[2-3]，可以抑制肺癌細胞增殖、遷移和侵襲[4]。但其對骨肉瘤細胞的影響報道少見。本研究探討了千金藤素對骨肉瘤MG-63細胞遷移、侵襲力的影響，并對其作用機制進行初步探討，現(xiàn)將結(jié)果報道如下。

1實驗資料

1.1材料千金藤素購于昆明長春花科技有限公司。人骨肉瘤細胞株MG-63購自中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院上海細胞庫。胎牛血清為杭州四季青公司產(chǎn)品；MEM/EBSS培養(yǎng)基為美國Hyclone公司產(chǎn)品。 基質(zhì)膠、二甲基亞砜(DMSO)、胰蛋白酶凍干粉(含EDTA)為美國Sigma公司產(chǎn)品；Transwell小室和培養(yǎng)板、培養(yǎng)瓶為美國Corning公司產(chǎn)品。

1.2方法

1.2.1細胞培養(yǎng)人骨肉瘤MG-63細胞培養(yǎng)于含10%胎牛血清及青-鏈霉素的MEM/EBSS培養(yǎng)液中，在37 ℃、5%CO2細胞培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，生長至80%融合時， 0.25%胰蛋白酶消化細胞，棄去消化液，用少許培養(yǎng)基洗滌后再用培養(yǎng)基反復(fù)輕輕吹打后制備細胞懸液，以1∶4 的比例傳代培養(yǎng)。

1.2.2劃痕遷移實驗將處于對數(shù)生長期的MG-63細胞接種于6孔細胞培養(yǎng)板上，接種密度為1×106mL-1，細胞培養(yǎng)箱中繼續(xù)培養(yǎng)。將培養(yǎng)的MG-63細胞分為10 μmol/L千金藤素組、40 μmol/L千金藤素組和對照組,待24 h后細胞貼壁生長為單層細胞后，用200 μL槍頭在培養(yǎng)板底部劃一直線，用PBS漂洗2次，洗去劃落的懸浮細胞，千金藤素2組分別加入含10 μmol/L及40 μmol/L千金藤素的培養(yǎng)液，對照組加入等量的常規(guī)培養(yǎng)液培養(yǎng)，繼續(xù)培養(yǎng)24 h后倒置顯微鏡下觀察細胞向劃痕中遷移情況。

1.2.3Transwell侵襲實驗實驗分為10 μmol/L千金藤素組、40 μmol/L千金藤素組和對照組。基質(zhì)膠使用前以無血清培養(yǎng)液稀釋至50 mg/L，取50 μL加于小室的聚碳酸酯膜上，37 ℃孵育1 h使其成為凝膠狀態(tài)。以含2%胎牛血清的培養(yǎng)液調(diào)整細胞濃度為1×106mL-1，在上室中，千金藤素2組分別加入以10，40 μmol/L千金藤素處理后的MG-63細胞懸液200 μL，對照組加入MG-63細胞懸液200 μL。下室加入400 μL完全培養(yǎng)液和NIH3T3成纖維細胞條件培養(yǎng)基作為趨化劑，常規(guī)培養(yǎng)24 h后取出小室，甲醇固定下室已經(jīng)侵入的細胞5 min,0.1%結(jié)晶紫染色15 min后光鏡下觀察腫瘤細胞侵襲情況，并計數(shù)上、中、下及左、右5個視野中的透膜細胞數(shù),每個標本重復(fù)3次。以侵襲細胞的數(shù)目來表示腫瘤細胞的相對侵襲力。

1.2.4基質(zhì)金屬蛋白酶-2(MMP-2)濃度檢測實驗分為10 μmol/L千金藤素組、40 μmol/L千金藤素組和對照組。每組用相應(yīng)的培養(yǎng)液處理骨肉瘤MG-63細胞，在培養(yǎng)24 h、48 h及72 h時收集培養(yǎng)上清液，在酶聯(lián)免疫檢測儀上檢測450 nm波長處的吸光度值，并用不同濃度標準品的濃度和OD值繪制標準曲線,根據(jù)實驗樣品OD值在標準曲線圖上查出對應(yīng)的MMP-2濃度。

1.3統(tǒng)計學(xué)方法采用SPSS 16.0軟件進行統(tǒng)計學(xué)分析，采用單因素方差分析透膜細胞數(shù)及MMP-2表達水平差異，以P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2結(jié)果

2.13組骨肉瘤MG-63細胞遷移情況10 μmol/L千金藤素組、40 μmol/L千金藤素組與對照組比較，細胞向劃痕處遷移明顯減少，隨著千金藤素濃度的增加，細胞向劃痕處遷移明顯減少。見圖1～3。

2.23組骨肉瘤MG-63細胞侵襲情況對照組和10 μmol/L千金藤素組、40 μmol/L千金藤素組穿膜細胞數(shù)分別為(145.3±6.7)個、(94±8.9)個、(42±5.8)個，10 μmol/L千金藤素組、40 μmol/L千金藤素組穿膜細胞數(shù)明顯少于對照組(P均<0.05)，且40 μmol/L千金藤素組明顯少于10μmol/L千金藤素組(P均<0.05)。見圖4～6。

圖1　對照組24 h骨肉瘤MG-63細胞向劃痕處遷移情況(×40)

圖2　10 μmol/L千金藤素組24 h骨肉瘤MG-63細胞

圖3　40 μmol/L千金藤素組24 h骨肉瘤MG-63細胞

圖4　對照組24 h后骨肉瘤MG-63細胞侵襲情況(×40)

2.33組不同處理時間骨肉瘤MG-63細胞培養(yǎng)液中MMP-2濃度骨肉瘤MG-63細胞培養(yǎng)液中MMP-2濃度隨著作用時間的延長而降低，10μmol/L千金藤素組、40μmol/L千金藤素組培養(yǎng)24 h、48 h、72 h的MMP-2濃度均明顯低于對照組，且40 μmol/L千金藤素組均明顯低于10 μmol/L千金藤素組，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P均<0.05)。見表1。

圖5　10 μmol/L千金藤素組24 h后骨肉瘤MG-63細胞

圖6　40 μmol/L千金藤素組24 h后骨肉瘤MG-63細胞

表1　3組不同處理時間骨肉瘤MG-63細胞培養(yǎng)液中

注：①與培養(yǎng)24 h比較，P<0.05；②與培養(yǎng)48 h比較，P<0.05；③與對照組比較，P<0.05；④與10 μmol/L千金藤素組比較，P<0.05。

3討論

骨肉瘤肺轉(zhuǎn)移多見，如何有效抑制骨肉瘤的侵襲及轉(zhuǎn)移是治療中的難題[5]。腫瘤的侵襲及遠處轉(zhuǎn)移涉及腫瘤細胞穿破細胞外基質(zhì)屏障、侵入血管壁的基膜及遷徙到新部位等過程。大量研究證明,腫瘤細胞侵襲轉(zhuǎn)移能力的強弱與腫瘤細胞誘導(dǎo)細胞外基質(zhì)的降解及基底膜的破壞有關(guān)，而MMP在降解細胞外基質(zhì)過程中起主要作用。MMP屬于高度保守的依賴于鋅離子的內(nèi)切蛋白水解酶，根據(jù)其結(jié)構(gòu)及作用底物的不同分為4類[6]。MMP-2是該家族中與腫瘤的浸潤、侵襲、轉(zhuǎn)移關(guān)系最為密切的一類蛋白酶,其作用的底物是Ⅳ 型膠原，這是基膜的主要成分。MMP-2能破壞基底膜的完整性，切斷基底膜的支架即Ⅳ型膠原,破壞小血管、淋巴管的基底膜,從而引起血行和淋巴轉(zhuǎn)移；還可降低腫瘤細胞與宿主細胞之間黏附性，使腫瘤細胞便于游走，穿破細胞外基質(zhì)進入到血管中向遠處轉(zhuǎn)移；還可以促進腫瘤新生血管的形成，加速腫瘤的生長和轉(zhuǎn)移[7]。MMP-2 能降解細胞外基質(zhì)，使血管內(nèi)皮生長因子、成纖維細胞生長因子等細胞因子的促血管新生活性增加，這些細胞因子也能間接或直接促進MMP-2的表達[8]。Wen等[9]分析發(fā)現(xiàn)MMP-2表達水平高的骨肉瘤患者預(yù)后要差。Korpi等[10]研究發(fā)現(xiàn)在取活檢得樣本中有86%的骨肉瘤患者MMP-2高表達，但在化療后染色強度明顯減弱，在化療后切除的樣本中只有50%的患者MMP-2高表達；在肺轉(zhuǎn)移樣本中，MMP-2抗體染色陽性，提示MMP-2在骨肉瘤的侵襲、轉(zhuǎn)移中起重要作用，MMP-2高表達者預(yù)后不佳。

中藥千金藤為防己科植物千金藤屬的根或莖葉，其中活性成分眾多。千金藤屬植物主要含生物堿，按照其化學(xué)結(jié)構(gòu)可分為6種類型[11]:嗎啡二烯酮型、蓮花烷型、阿樸堿型、原阿樸堿型、原小蘗堿型、雙芐基異喹啉型。千金藤素是千金藤屬藥用植物中提取分離出來的有效成分，其屬于雙芐基異喹啉型[12]。千金藤素具有多種生物活性，可以通過多種機制參與腫瘤的預(yù)防和治療,包括誘導(dǎo)腫瘤細胞凋亡、抑制腫瘤細胞浸潤和轉(zhuǎn)移、逆轉(zhuǎn)腫瘤細胞多藥耐藥性等[13]；還可以通過干擾質(zhì)膜跨膜轉(zhuǎn)運的功能，促進抗癌藥物在腫瘤細胞內(nèi)的積累，提高抗癌藥物的療效[14-15]；其可以通過作用于巨噬細胞、T 細胞、NK 細胞等發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用，從而產(chǎn)生抗腫瘤作用。Chen等[16]研究發(fā)現(xiàn)，千金藤素通過抑制STAT3 信號傳導(dǎo)途徑而發(fā)揮抗腫瘤作用。Harada等[17]報道千金藤素還可以通過作用于p27、p21等細胞周期調(diào)節(jié)因子，導(dǎo)致細胞周期阻滯發(fā)揮抗腫瘤作用。

本研究劃痕遷移試驗、Transwell小室侵襲試驗發(fā)現(xiàn)，千金藤素能有效抑制MG-63細胞的遷移和侵襲能力,并且隨著藥物濃度的增加，抑制作用增強；千金藤素還能有效抑制MMP-2的表達，而且抑制程度呈劑量及時間依耐性。提示千金藤素是一個多靶點、多效應(yīng)的抗腫瘤藥物，其對骨肉瘤的侵襲及轉(zhuǎn)移具有有效抑制作用，其作用機制可能與抑制MMP-2的表達有關(guān)，對于其他的作用機制及對各種相關(guān)基因表達水平的影響還需進一步研究。

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Effect of Cepharanthine on migration and invasion of osteosarcoma MG-63 cells in vitro

MA Liang, XU Yongtao, SHE Yuanju

(Jingzhou Central Hospital of Hubei Province, Jingzhou 434020, Hubei, China)

Abstract：Objective It is to study the effect of Cepharanthine on migration and invasion of osteosarcoma MG-63 cells in vitro, and explore the related mechanism. Methods The cultured MG-63 cells were divided into 10 μmol/L Cepharanthine group, 40 μmol/L cepharanthine group and control group.Wound healing assay and Transwell chamber method were used to detect the migration and invasion respectively. The level of the expression of matrix metal enzyme-2 was detected by enzyme linked immunosorbent assay (ELISA). Results The migration of the cells in 10 μmol/L Cepharanthine group, 40 μmol/L cepharanthine group to the scratch area after 24 hours significantly reduced, with cepharanthine concentration increased, cell migration to scratches significantly reduced. The number of penetrating cells were less in cepharanthine groups than that in control group, and the numbers in 40 μmol/L cepharanthine group were less than that in 10 μmol/L Cepharanthine group. The level of MMP-2 expression of MG-63 cells decreased with the increase of Cepharanthine concentration and extension of treat time. The concentrations of MMP-2 in cell culture solution were lower in cepharanthine groups than that in control group, and the concentration in 40 μmol/L cepharanthine group were less than that in 10 μmol/L Cepharanthine group, the differences were all significant (P<0.05). Conclusion Cepharanthine could inhibit the migration and invasion of the osteosarcoma MG-63 cells in vitro.The inhibitory effect may be achieved by inhibiting the expression of MMP-2 in tumor cells.

Key words:Cepharanthine; osteosarcoma; migration; invasion; extracellular matrix

[收稿日期]2015-12-10

[中圖分類號]R-33

[文獻標識碼]A

[文章編號]1008-8849(2016)13-1388-04

doi:10.3969/j.issn.1008-8849.2016.13.007

[作者簡介]馬亮，男，博士研究生，主治醫(yī)師，研究方向為骨關(guān)節(jié)疾病的診治。