β-欖香烯的放療增敏作用與腫瘤血管形成的關系

黃佳夫

(中國人民解放軍南京軍區福州總醫院九五臨床部，福建 莆田 351100)

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·論 著·

β-欖香烯的放療增敏作用與腫瘤血管形成的關系

黃佳夫

(中國人民解放軍南京軍區福州總醫院九五臨床部，福建 莆田 351100)

目的探討β-欖香烯對移植瘤的放療增敏機制與血管形成是否相關。方法①當待移植瘤體積為0.8～1.0 cm3時，將荷瘤裸鼠隨機分成8組(每組5只)，包括空白組(A1，NaOH)、25 mg/kg藥物組(B1)、45 mg/kg藥物組(C1)、100mg/kg藥物組(D1)、放療組(A2，NaCl+放療)、25 mg/kg藥物+放療組(B2)、45 mg/kg藥物+放療組(C2)、100 mg/kg藥物+放療組(D2)，按劑量腹腔注射β-欖香烯，空白組注射同體積NaCl，比較各組腫瘤生長延緩時間和增敏系數，比較各組血管內皮生長因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)和CD34表達水平。結果B1、C1、D1組體積倍增時間長于A1組，D1長于B1、C1組，差異均有統計學意義(P<0.05)；B2、C2、D2組體積倍增時間長于A2組，D2、C2組長于B2組，D2組長于C2組，差異均有統計學意義(P<0.05)；放療組與未放療組體積倍增時間差異有統計學意義(P<0.05)。45 mg/kg和100 mg/kg 2種劑量具有增敏作用。A2組平均光密度和微血管密度高于A1組和C1組，C2組低于A2組，差異均有統計學意義(P<0.05),A1組與C1組之間差異無統計學意義(P>0.05)。累計光密度C2組低于A2組，差異有統計學意義(P<0.05)，其他各組差異均無統計學意義(P>0.05)。結論β-欖香烯通過抑制VEGF的表達和下調微血管密度而發揮放療增敏作用，且45 mg/kg劑量的β-欖香烯最適合作為放療增敏劑。

肺腫瘤；化放療；β-欖香烯

放射治療是抗腫瘤治療中的主要治療方式之一，但因為某些腫瘤耐放射治療，導致其有一定局限性。近年研究發現，放射增敏劑聯合放射治療能夠顯著提高放療效果。β-欖香烯是一種從姜科植物溫郁金中提取并純化的物質，不良反應輕，對肝、腎功能損害小，臨床研究已經證實其具有良好的放療增敏作用和抗癌效果[1-3]。本研究探討β-欖香烯對移植瘤的放療增敏與血管形成的聯系，旨在為揭示增敏機制提供一定的實驗基礎。

1 材料與方法

1.1材料及試劑 6～8周齡的BALB/C-nu裸鼠，A549人肺腺癌細胞系；試劑：β-欖香烯注射液，VEGF、CD34多克隆抗體。生物素標記羊抗兔和羊抗鼠IgG ，SP 染色試劑盒。

1.2研究方法

1.2.1移植瘤模型 用無血清培養基將對數生長期細胞配備成濃度為1×107個/0.2 mL的細胞懸液，吸取0.2 mL從裸鼠右下肢外側皮下注入；定期對移植瘤的長徑(a)以及短徑(b)進行測量，計算瘤體體積。

1.2.2放療方式 將瘤體置于照射視野中央(視野邊緣1 cm內)。照射野4 cm×3 cm，源皮距100 cm，照射部位上墊1.0 cm 厚蠟塊，劑量5 Gy。

1.2.3腫瘤體積倍增時間和增敏系數 當待移植瘤體積為0.8～1.0 cm3時，將荷瘤裸鼠隨機分成8組(每組5只)，包括：空白組(A1，NaCl)、25 mg/kg藥物組(B1)、45 mg/kg藥物組(C1)、100 mg/kg藥物組(D1)、放療組(A2，NaCl+放療)、25 mg/kg藥物+放療組(B2)、45 mg/kg藥物+放療組(C2)、100 mg/kg藥物+放療組(D2)。對荷瘤裸鼠腹腔注射β-欖香烯，空白組注射同體積NaCl。觀測各組移植瘤的體積倍增時間。標準化腫瘤生長延緩時間=聯合組體積倍增時間-藥物組體積倍增時間。絕對腫瘤生長延緩時間=放療組體積倍增時間-空白組體積倍增時間。增敏系數(enhancement factor，EF)=標準化腫瘤生長延緩時間/絕對腫瘤生長延緩時間，當EF>1時，該劑量β-欖香烯具有放射增敏作用。

1.3觀察指標 采用鏈霉菌抗生素蛋白-過氧化物酶鏈結法進行免疫組織化學染色；應用IPP 軟件對血管內皮生長因子(vascular endothelial growth factor ，VEGF)染色結果進行分析；根據測量面積計算累積光密度及平均光密度；依照CD34 染色陽性細胞對微血管密度(microvessel density，MVD)平均數目進行計數。

1.4統計學方法 應用SPSS 17.0統計軟件分析資料。計量資料比較分別采用配對t檢驗、單因素方差分析和q檢驗。P<0.05為差異有統計學意義。

2 結 果

2.18組體積倍增時間比較 B1、C1、D1組體積倍增時間長于A1組，D1長于B1、C1組，差異均有統計學意義(P<0.05)；B2、C2、D2組體積倍增時間長于A2組，D2、C2組長于B2組，D2組長于C2組，差異均有統計學意義(P<0.05)；放療組與未放療組體積倍增時間差異有統計學意義(P<0.05)。見表1。

表1 各組間體積倍增時間比較Table 1 Comparison of volume doubling time in different groups

2.2增敏系數和最佳增敏劑量 25 mg/kg組EF為0.85、45 mg/kg組EF為1.25、100 mg/kg組EF為2.03。表明25 mg/kg劑量沒有放療增敏作用，而45 mg/kg和100 mg/kg 2種劑量具有增敏作用。

2.3免疫組織化學的表達 A2組平均光密度和MVD高于A1組與C1組，C2組低于A2組，差異均有統計學意義(P<0.05),A1組與C1組之間差異無統計學意義(P>0.05)；C2組累計光密度中低于A2組，差異有統計學意義(P<0.05)，其他各組比較差異均無統計學意義(P>0.05)。見表2。

表2 各組免疫組織化學表達比較Table 2 Comparison of the expression of immunohistochemistry in each group

3 討 論

β-欖香烯與腫瘤血管欖香烯是從姜科植物溫郁金中提取的有效抗癌成分，降低腫瘤細胞有絲分裂能力、誘發腫瘤細胞凋亡、抑制腫瘤細胞生長是其主要生物學活性[4-5]。已有動物實驗表明，欖香烯能明顯抑制腫瘤細胞DNA、RNA及蛋白質的合成[6]。此外，β-欖香烯還可直接作用于腫瘤細胞的細胞膜，導致細胞破裂，使腫瘤細胞免疫原性增強、機體免疫反應誘發[7]，其對正常細胞以及周圍白細胞的毒副作用也較小[8]。

只有依靠新生血管提供足夠的氧氣和營養物質才能維持腫瘤組織的生長，這是美國哈佛大學Folkman博士在1990年提出的著名理論，是VEGF臨床應用的基礎[9]。目前，以VEGF 及其受體VEGFR為靶點治療癌癥是藥物研究的熱點，不同藥物之間的綜合應用能顯著提高癌癥藥物治療的效果[10]。由于VEGF表達與MVD關系密切，本研究將β-欖香烯的放療增敏與VEGF 和MVD 表達的聯系作為主要研究內容。

本研究結果顯示，B1、C1、D1組體積倍增時間長于A1組，D1長于B1、C1組(P<0.05)；B2、C2、D2組體積倍增時間長于A2組，D2、C2組長于B2組，D2組長于C2組(P<0.05)；放療組與未放療組體積倍增時間差異有統計學意義(P<0.05)；A1組EF<1，表明25 mg/kg劑量沒有放療增敏作用，而B1、C1組EF均>1，表明45 mg/kg和100 mg/kg 2種劑量具有增敏作用；A2組平均光密度和MVD高于A1組和C1組，C2組低于A2組(P<0.05)；C2組累計光密度低于A2組(P<0.05)。上述結果表明,β-欖香烯和放療聯合治療使VEGF 表達水平降低、腫瘤血管改善，從而使腫瘤細胞的放射敏感性增強。

綜上所述，β-欖香烯通過抑制VEGF的表達和下調MVD而發揮放療增敏作用，且45 mg/kg劑量的β-欖香烯最適合作為放療增敏劑。

[1] 杜旭升,魚軍,李建英，等.β-欖香烯對肺腺癌 A549和H460細胞增殖和凋亡的影響[J].陜西醫學雜志,2015,44(9):1107-1108.

[2] 李雪,周赟,陳蕾，等.β欖香烯主要抗腫瘤機制及在非腫瘤性疾病中的研究進展[J].安徽醫藥,2015,19(8):1429-1432.

[3] Liu JS,Che XM,Chang S,et al. β-elemene enhances the radiosensitivity of gastric cancer cells by inhibiting Pak1 activation[J]. World J Gastroenterol，2015，21(34):9945-9956.

[4] 郭建忠,吉宏明,魏堯，等.β-欖香烯對ECV-304細胞堿性成纖維細胞生長因子受體mRNA表達的調節作用[J].中國藥物與臨床,2015,15(7):938-940.

[5] 蘭天罡,陳嬋.欖香烯對晚期肝癌患者血清瘦素、甲胎蛋白及肝功能的影響研究[J].中國生化藥物雜志,2015,35(8):116-118.

[6] Liu M,Mao L,Daoud A,et al. β-elemene inhibits monocyte-endothelial cells interactions via reactive oxygen species/MAPK/NF-κB signaling pathway in vitro[J]. Eur J Pharmacol，2015，766：37-45.

[7] 宋穎,孟曉,劉云鵬，等.β-欖香烯對腫瘤細胞上清液誘導的大鼠骨髓來源內皮祖細胞VEGF及VEGFR-2表達的影響[J].中國醫科大學學報,2014,43(10):917-920.

[8] Capello TM,Martins EG,de Farias CF,et al. Chemical composition and in vitro cytotoxic and antileishmanial activities of extract and essential oil from leaves of Piper cernuum[J]. Nat Prod Commun，2015，10(2):285-288.

[9] 呂立麗,肖建波.VEGF在SCLC患者血清和病變組織中的表達及意義[J].河北醫科大學學報,2013,34(2):140-143.

[10] Zhu T,Li X,Luo L,et al. Reversion of malignant phenotypes of human glioblastoma cells by β-elemene through β-catenin-mediated regulation of stemness-, differentiation- and epithelial-to-mesenchymal transition-related molecules[J]. J Transl Med，2015，13(1):356.

(本文編輯：劉斯靜)

The correlation between radiotherapy sensitization of β-elemene and tumor angiogenesis

HUANG Jia-fu

(Department of Clinical， Fuzhou Hospital of Nanjing Military Region, Fujian Province, Putian 351100， China)

ObjectiveTo explore the correlation between radiotherapy sensitization of β-elemene and tumor angiogenesis.MethodsWhen transplanted tumors had accumulated for 0.8-1.0 cm3, tumor-burdened nude mice were divided into 8 groups randomly (each group for five), which includes: blank group, 25 mg/kg drugs group, 45 mg/kg drugs group, 100 mg/kg drugs group, the radiotherapy group (NaCl+radiotherapy), 25 mg/kg drugs+radiotherapy group, 45 mg/kg drugs+radiotherapy group, 100 mg/kg drug+radiotherapy group. β-elemene was injected according to dose, and NaCl was injected to blank group. Volume doubling time(VDT) and enhancement factor were compared between groups. The expression of vascular endothelial growth factor(VEGF) and CD34 were compared between groups.ResultsVDT of B1, C1 and D1 group were higher than the A1, and VDT of D1 group was higher than B1, C1 group, which the differences were statistical significance (P<0.05). VDT of B2, C2 and D2 group were higher than A2 group, and D2 and C2 group were higher than B2, at the same time D2 group was higher than C2 group, which the differences had statistical significance (P<0.05). The difference between radiotherapy group and no-radiotherapy group was no statistically significant (P<0.05).The dose of 45 mg/kg and 100 mg/kg had sensitization effect. Average optical density and microvessel density(MVD) of A2 group were higher than A1 group and C1 group, and the difference had statistical significance (P<0.05), while there was no statistically significant difference between A1 group and C1 group (P>0.05).The cumulative optical density of C2 group was lower than A2 group, which the difference was statistically significant (P<0.05). There was nostatistically significant difference observed in the other groups (P>0.05).ConclusionThe radiotherapy sensitization effect of β-elemene was expressed by inhibiting the expression of VEGF and MVD, and 45 mg/kg dose of β-elemene is most suitable to be radiotherapy sensitization agent.

lung neoplasms； chemoradiotherapy； β-elemene

2016-04-12；

2016-05-04

黃佳夫(1984-)，男，江西臨川人，中國人民解放軍南京軍區福州總醫院醫師，醫學學士，從事腫瘤診治研究。

R739.9

A

1007-3205(2016)12-1391-03

10.3969/j.issn.1007-3205.2016.12.007