水飛薊賓抑制缺氧狀態下胃癌細胞系MGC803增殖的分子機制

伍友興，桂若虎，鄭新平，王曉洋衡陽市中心醫院消化內科，湖南衡陽 421001

水飛薊賓抑制缺氧狀態下胃癌細胞系MGC803增殖的分子機制

伍友興，桂若虎，鄭新平，王曉洋
衡陽市中心醫院消化內科，湖南衡陽 421001

目的探討水飛薊賓抑制缺氧狀態下胃癌細胞MGC803細胞的生長增殖的分子機制。方法 體外缺氧條件下體外培養胃癌細胞系MGC803，用不同濃度水飛薊賓處理后，采用MTT檢測水飛薊賓對MGC803細胞增殖的影響，Western blot檢測Akt的磷酸化。酶聯免疫吸附試驗（ELISA）檢測血管內皮生長因子（VEGF）的分泌情況。結果0～250 μmol/L薊賓可顯著抑制胃癌細胞MGC803增殖，但0～100 μmol/L水飛薊賓對Akt磷酸化以及VEGF分泌無明顯影響，而250μmol/L水飛薊賓可誘導MGC803細胞磷酸化并抑制VEGF分泌。結論水飛薊賓可能通過影響PI3K/Akt磷酸化以及VEGF的分泌而發揮抗腫瘤活性。

水飛薊賓；胃癌；血管內皮生長因子

［Abstract］Objective To observe the molecular mechanism of stomach cancer cell line MGC803 proliferation in the state of hypoxia ihibited by silibinin.Methods Stomach cancer cell line MGC803 was cultured in vitro in the condition of hypoxia in vitro，the effect of silibinin on MGC803 proliferation was detected by MTT after different concentrations of silibinin treatment，the phosphorylation of Akt was detected by Western blot，the secretion situations of vascular endothelial growth factors were detected by enzyme linked immunosorbent assay.Results 0-250μmol/L silibinin could obviously inhibit stomach cancer cell line MGC803 proliferation，but 0-100μmol/L silibinin had no obvious effect on phosphorylation of Akt and VEGF secretion，and 250μmol/L silibinin could induce the phosphorylation of MGC803 cells and inhibit VEGF secretion.Conclusion Silibinin may exert its anti-tumor activity by influencing the phosphorylation of PI3K/Akt and VEGF secretion.

［Key words］Silibinin；Stomach cancer；Vascular endothelial growth factor

胃癌是消化系統最常見的惡性腫瘤之一。盡管早期根治性手術是胃癌最有效的治療方法，但對于轉移患者而言，化療依然發揮重要的作用［1］。隨著對胃癌分子生物學研究的深入，目前通過對其生長增殖的相關信號轉導通路進行干預，是近年研究的熱點。研究表明，某些中醫藥在治療腫瘤方面具有廣泛的應用前景［2-3］。水飛薊賓（Silibinin）是從菊科藥用植物水飛薊種子的種皮中提取出來的一種黃酮類化合物，臨床上常用來治療一些肝臟疾病［4-5］。水飛薊賓毒性低。體外研究以及動物實驗研究顯示水飛薊賓對多種腫瘤細胞具有較強的拮抗以及化學預防效應，并能影響多重信號通路的激活［6-7］。然而，水飛薊賓是否也能通過影響缺氧狀態下胃癌細胞增殖的機制目前尚不清楚。該研究旨在初步觀察水飛薊賓對胃癌細胞系MGC803增殖的影響及其分子機制，現報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

DMEM培養基和胎牛血清購自Hyclone（Invitrogen，USA），水飛薊賓（純度98%）、抗磷酸化以及抗total-Akt購自Cell Signaling（Beverly，MA）。蛋白酶抑制劑購自Roche（Mannheim，Germany），細胞總蛋白提取試劑盒購自Novagen（Gibbstown，NJ），血管內皮生長因子（VEGF）ELISA檢測試劑盒購自美國Pierce（IL，USA）。

1.2 細胞培養與處理

人胃癌細胞系MGC803（ATCC）用含10%胎牛血清（Invitrogen，USA）、1%青霉素和鏈霉素（St.Louis，MO）的DMEM培養基中，于37℃，5%CO2濃度下培養。待培養的細胞密度達到1×106時調整血清濃度為3%，隨后將培養板置于O2調節器中（COY Labs），根據氧濃度測定儀上顯示值，調整充入氣體氣流量，最終使CO2和N2的比例分別為5%和95%，供不同的實驗目的使用。

1.3 Western blot

收集經水飛薊賓處理后的各組細胞，用含有蛋白酶和磷酸酶抑制劑的RIPA緩沖液（25 mmol/L；Tris-HCl；pH7.4，150 mmol/L NaCl，1%NP-40，1%脫氧膽酸鈉，0.1%SDS）裂解細胞。將獲得的總蛋白用Bradford法于595 nm波長處測定其濃度后，取20 μg蛋白用于12%聚丙烯酰胺凝膠電泳。電泳結束后將蛋白轉印至硝酸纖維素膜上，并于室溫下用5%脫脂牛奶封閉2 h。隨后分別孵育一抗、辣根過氧化物酶標記的二抗，ECL發光、顯影。

1.4 血管內皮生長因子檢測

把MGC803細胞接種至96孔板中，待其密度生長至80%～90%視野時，棄培養基，并加入不同濃度的水飛薊賓作用相應時間。根據試劑盒提供的操作步驟，12 h后測量分泌至細胞外的血管內皮生長因子含量。VEGF按照試劑盒提供的雙抗體夾心法進行。加入顯色劑顯色后，沒孔加入1滴終止液，于450 nm波長處在酶標儀下獲得其吸光度值，并根據繪制的標準曲線計算其濃度。

1.5 細胞增殖活性分析

采用MTT法檢測細胞的增殖活性。將生長旺盛的MGC803細胞接種于96孔板中（100 μL），培養12 h后更換為無血清培養基，隨后加入0～500 μmol/L的水飛薊賓孵育72 h。終止培養前4 h每孔加入MTT溶液20 μL，輕微振蕩以充分混勻培養液后，加入200 μL二甲基亞砜，快速振蕩30 s后，用酶標儀（設置波長為570 nm）測定各孔的吸光度值，并計算抑制率，計算公式:實驗組吸光度/對照組吸光度×100%。

1.6 統計方法

應用GraphPad Prizm 6.0軟件進行統計學分析，計量資料用（±s）表示，并采用單因素方差分析數據，P＜0.05為差異具有統計學意義。

2 結果

2.1 水飛薊賓抑制MGC803細胞增殖

MTT結果顯示，0～50 μmol/L水飛薊賓對細胞增殖無明顯影響。當其濃度增高至100 μmol/L以上時，對MGC803細胞的抑制率具有一定的劑量依賴性（圖1）。

圖1 水飛薊賓對缺氧條件下MGC803細胞增殖的影響

2.2 水飛薊賓上調Akt磷酸化水平并

Western blot結果顯示，0～100 μmol/L水飛薊賓處理MGC803細胞后，磷酸化Akt水平無明顯影響。當水飛薊賓濃度達到250 μmol/L時，磷酸化Akt水平明顯增高（圖2）。

圖2 水飛薊賓對Akt磷酸化的影響

2.3 水飛薊賓抑制缺氧條件下VEGF分泌

正常氧壓條件下，MGC803細胞中VEGF水平為（463±21）pg/（ml·mg）蛋白，低氧條件下，VEGF水平顯著增高，但0～100 μmol/L水飛薊賓處理后對其分泌無明顯影響，而其濃度超過250 μmol/L時，VEGF分泌水平明顯降低（圖3）。

圖3 水飛薊賓對缺氧條件下MGC803細胞VEGF分泌的影響

3 討論

缺氧是幾乎所有實體腫瘤在生長過程中所面臨的共同微生態特征。隨著腫瘤細胞的異常增值，局部血氧供應相對不足，為了適應該環境，腫瘤細胞內可活化一系列與代謝、血管發生的酶類與生長因子，從而維持腫瘤細胞的能量和血液供應。PI3K/Akt是參與腫瘤細胞生長增殖的重要激酶，與其轉移、血管發生、耐藥密切相關，因此任何能影響PI3K/Akt活性的方法均是胃癌治療的重要靶點，各種抗腫瘤藥物往往通過抑制PI3K/ Akt通路的活性而發揮抗腫瘤作用。有研究表明，水飛薊賓能影響某些腫瘤細胞的PI3K/Akt/mTOR信號通路的激活。然而，水飛薊賓是否也能通過影響胃癌細胞PI3K/Ak通路目前尚不清楚。而在該研究當中，發現0～100 μmol/L水飛薊賓處理MGC803細胞后，磷酸化Akt水平無明顯影響。當水飛薊賓濃度達到250 μmol/L時，磷酸化Akt水平明顯增高。Akt的激活可誘導下游mTOR磷酸化而促進腫瘤細胞的生長增殖。這種看似矛盾的現象與經典的理論不符。可能的原因是水飛薊賓抑制mTOR后的活性后，可同時誘導Akt第473位絲氨酸磷酸化。事實上，mTOR在細胞內可形成兩種復合物，包括mTOR復合物1（mTORC1）和mTOR復合物2 （mTORC2），分別參與不同的信號轉導［8-9］。其中mTORC1對雷帕霉素抑制劑敏感，由mTOR，Raptor，和mLST8組成，主要通過p70S6K和4E-BP1調節核糖體裝配以及蛋白的翻譯。除此之外，p70S6K也能磷酸化IRS1而抑制PI3K/Akt的激活［10］。因此，水飛薊賓有可能是在抑制mTORC1的同時，降低了p70S6K的負反饋作用而導致Akt激活。這意味著臨床上采用mTOR抑制劑用于腫瘤治療時，也有可能反饋性活化Akt而增加藥物的不良反應。該研究同時也發現低氧條件下MGC803細胞內VEGF產生增高，僅當水飛薊賓濃度達到250μmol/L時，才可顯著抑制VEGF的分泌。可能的原因是VEGF可受缺氧誘導因子HIF-1α的調控。此外，PI3K/Akt也能通過誘導轉錄因子Sp1的磷酸化而促進VEGF表達［11］。因此，僅高濃度的水飛薊賓才能顯著抑制VEGF表達，可能是由于水飛薊賓促進了Akt的激活，從而部分消除了對VEGF的抑制作用。這也意味著在臨床治療時，若同時給予PI3K或Akt抑制劑，可能對水飛薊賓具有協同作用。

總之，該研究首次證實，水飛薊賓可抑制胃癌MGC803細胞VEGF的分泌，這可能是其抑制腫瘤細胞生長增殖的重要機制，在隨后的研究當中，將對水飛薊賓影響細胞內其他信號轉導通路開展進一步研究。

［1］劉斌.胃癌根治術前行動脈介入化療與單純胃癌根治術治療進展期胃癌的對照研究［J］.海南醫學院學報，2016，22 （2）：182-185.

［2］朱俊，林俊，陳善明，等.復方苦參注射液輔助化療對晚期胃癌的療效觀察［J］.中國藥師，2015（12）：2117-2119.

［3］冷霜，郭麗艷，任芳.康艾注射液在胃癌化療中的應用價值研究［J］.中國醫學裝備，2015，12（12）：134-136.

［4］孫志新.水飛薊賓膠囊聯合阿昔莫司膠囊治療非酒精性脂肪性肝病52例臨床觀察［J］.解放軍醫學雜志，2014，39 （10）：847-848.

［5］王三清，魏魏.水飛薊賓與替比夫定聯合在預防乙型肝炎病毒攜帶者抗結核治療肝損害中的效果［J］.中國慢性病預防與控制，2015，23（2）：133-135.

［6］Guillermo-Lagae R，Deep G，Ting H，et al.Silibinin enhances the repair of ultraviolet B-induced DNA damage by activating p53-dependent nucleotide excision repair mechanism in human dermal fibroblasts［J］.Oncotarget，2015，6（37）：39594-39606.

［7］Nambiar DK，Rajamani P，Deep G，et al.Silibinin Preferentially Radiosensitizes Prostate Cancer by Inhibiting DNA Repair Signaling［J］.Mol Cancer Ther，2015，14（12）：2722-2734.

［8］Pal SK，Quinn DI.Differentiating mTOR inhibitors in renal cell carcinoma［J］.Cancer Treat Rev，2013，39（7）：709-719.

［9］Eyre TA，Collins GP，Goldstone AH，et al.Time now to TORC the TORC New developments in mTOR pathway inhibition in lymphoid malignancies［J］.Br J Haematol，2014，166（3）：336-351.

［10］Sarbassov DD，Guertin DA，Ali SM，et al.Phosphorylation and regulation of Akt/PKB by the rictor-mTOR complex［J］.Science，2005，307（5712）：1098-1101.

［11］Pore N，Liu S，Shu HK，et al.Sp1 is involved in Akt-mediated induction of VEGF expression through an HIF-1-independent mechanism［J］.Mol Biol Cell，2004，15（11）：4841-4853.

Molecular Mechanism of Stomach Cancer Cell Line MGC803 Proliferation in the State of Hypoxia Inhibited by Silibinin

WU You-xing，GUI Ruo-hu，ZHENG Xin-ping，WANG Xiao-yang
Department of Gastroenterology，Hengyang Central Hospital，Hengyang，Hunan Province，421001 China

Q3

A

1674-0742（2016）04（b）-0009-03

10.16662/j.cnki.1674-0742.2016.11.009

伍友興（1974-），男，湖南新化人，碩士生，副主任醫師，主要從事消化系統腫瘤等疾病的臨床診斷與防治研究。

2016-01-18）