科羅索酸下調MMP-2、MMP-9抑制結腸癌LoVo細胞的遷移與侵襲

張軍要，梁樹才，朱寶安

科羅索酸下調MMP-2、MMP-9抑制結腸癌LoVo細胞的遷移與侵襲

張軍要，梁樹才，朱寶安

目的 探討科羅索酸對結腸癌LoVo細胞遷移、侵襲能力的影響及其機制。方法 設定空白組與不同濃度的科羅索酸組(5、10、20 μmol·L-1)，觀察LoVo細胞與不同濃度科羅索酸作用24 h的劃痕愈合率。應用Transwell實驗和Western blot檢測科羅索酸對LoVo細胞侵襲能力和MMP-2、MMP-9的表達水平。結果 LoVo細胞劃痕實驗中，經5、10、20 μmol·L-1科羅索酸處理24 h后，空白組及用藥各組遷移率分別為(72.01±6.88)%、(71.21±6.05)%、(48.36±5.69)%(與空白組相比P<0.05)及(29.18±5.57)%(與空白組相比P<0.01)；Transwell實驗空白及用藥各組的穿膜細胞數依次為316.04±38.25、266.02±21.02、151.13±8.51(與空白組相比P<0.01)和147.68±7.90(與空白組相比P<0.01)。Western blot顯示科羅索酸處理后LoVo細胞MMP-2、MMP-9表達水平呈降低趨勢。結論 科羅索酸呈濃度依賴性地抑制結腸癌LoVo細胞遷移與侵襲，其可能與下調MMP-2、MMP-9的表達有關。

科羅索酸；結腸癌；MMP-2；MMP-9

科羅索酸(corosolic acid,CRA)是一種從中藥貓人參中提取的五環三萜酸，也存在于大葉紫薇等多種植物中，起初發現CRA具有治療肥胖癥和Ⅱ型糖尿病的作用而引起重視，近年來有報道CRA對腫瘤細胞也具有一定的抑制作用。結腸癌是最常見的消化道惡性腫瘤之一，治療以外科手術為主，但常因遠處轉移而錯過最佳手術時機[1]。作者前期的研究發現CRA可通過抑制STAT3途徑促進結腸癌LoVo細胞凋亡[2]，鑒于STAT3途徑與腫瘤細胞的轉移機制有關，結合近期有文獻報道CRA可減少小鼠移植瘤的遠處轉移，推測CRA可能對腫瘤細胞的遷移、侵襲能力有一定的影響[3]。本研究擬探討不同濃度的CRA對結腸癌LoVo細胞遷移、侵襲能力的影響以及可能機制，現報道如下。

1 材料與方法

1.1 試劑與儀器 結腸癌LoVo細胞由漯河醫學高等專科學校分子醫學實驗中心提供，CRA(批號：G0549)購自Sigma公司；RPMI-1640培養液(批號：1290220)、胰蛋白酶(批號：1395511)、胎牛血清(批號：934481)購自美國Gibco公司；兔抗人β-actin(批號：4967)、兔抗人MMP-2(批號：4022)、兔抗人MMP-9一抗(批號：2270)購自美國Sell Signaling公司；HRP標記的羊抗兔IgG二抗購自Promega公司(批號：W4021)；Western blot化學發光試劑盒(批號：320001)購自中國上海貝博生物；Transwell小室(批號：3422)購自Corning公司；超凈工作臺(Thermo Scientific公司)。

1.2 CRA對LoVo細胞遷移能力的影響 取對數生長期的LoVo細胞，用完全培養液調整細胞密度為2×105個·mL-1，每孔0.5 mL接種于24孔板；培養24 h后，用10 μL移液槍頭在單層細胞層上劃“一”字形劃痕，用PBS洗滌3次，分別加入含有0～20 μmol·L-1CRA的無血清培養液；繼續培養24 h后，倒置顯微鏡下觀察劃痕寬度，并計算遷移率。劃痕實驗遷移率=(0 h劃痕寬度-24 h劃痕寬度)/0 h劃痕寬度×100%。

1.3 CRA對LoVo細胞侵襲能力的影響 用不含血清的培養液按1∶5的比例稀釋Matrigel基質膠，取Matrigel稀釋液100 μL置于Transwell小室中，37 ℃靜置1 h待用。LoVo細胞消化后以5×105個·mL-1的密度重懸于RPMI-1640無血清培養液中，取細胞懸液100 μL加入Transwell小室，24孔板下室加入600 μL含有10%胎牛血清的RPMI-1640培養液。37 ℃ 5% CO2培養箱中培養24 h后，用棉簽拭去Matrigel以及上室內未穿過的細胞，4%多聚甲醛固定10 min，PBS洗滌3次，用0.1%結晶紫染色10 min，PBS洗滌3次，400倍顯微鏡下取5個不同的視野計算穿過Matrigel的細胞數。以穿過Matrigel的細胞數反映其侵襲能力。

1.4 Western blot檢測MMP-2、MMP-9的表達 收集各組LoVo細胞，提取細胞總蛋白，BCA法測定蛋白濃度，調整各組蛋白濃度至濃度相同，取等量蛋白樣品與2倍上樣緩沖液等體積混合，SDS-PAGE電泳分離之后電轉移至硝酸纖維薄膜上。5%脫脂奶粉封閉；加入稀釋后的第一抗體(MMP-2、MMP-9一抗稀釋比例1∶1 000；β-actin為1∶100)，4 ℃孵育過夜，TBS洗膜3次，每次10 min；加入1∶5 000稀釋的第二抗體，室溫反應1 h；TBS洗膜3次，每次10 min；化學發光試劑盒顯色。

2 結果

2.1 CRA對LoVo細胞遷移能力的影響 劃痕實驗顯示，作用24 h后，空白組的遷移率為(72.01±6.88)%，用藥各組的遷移率依次為(71.21±6.05)%、(48.36±5.69)%(與空白組相比，P<0.05)和(29.18±5.57)%(與空白組相比，P<0.01)，隨著CRA濃度增加，對LoVo細胞遷移能力的抑制作用逐漸增強，見圖1。

圖1 CRA對LoVo細胞遷移能力的影響(×40)

2.2 CRA對LoVo細胞侵襲能力的影響 Transwell實驗顯示，空白組每視野的穿膜細數為316.04±38.25，用藥各組依次為266.02±21.02、151.13±8.51(與空白組相比，P<0.01)和147.68±7.90(與空白組相比，P<0.01)。隨著CRA濃度增加，對LoVo細胞侵襲力的抑制作用逐步增強。見圖2。

圖2 CRA對LoVo細胞侵襲能力的影響(×100)

2.3 CRA對MMP-2、MMP-9表達的影響 Western blot結果顯示，隨著CRA藥物濃度的升高，MMP-2、MMP-9蛋白表達水平逐漸下降，差異有統計學意義(P<0.05)，見圖3。

圖3 CRA對LoVo細胞MMP-2、MMP-9的影響

3 討論

細胞間的空隙由蛋白和蛋白聚糖組成的細胞外基質(extracellular matrix, ECM)填充，ECM構成復雜的網架結構固定細胞，限制細胞的自由移動。基質金屬蛋白酶(matrix metalloproteinases, MMPs)是一類依賴鋅離子的細胞外蛋白水解酶，能夠水解ECM與基底膜中的Ⅳ型膠原蛋白，使腫瘤細胞突破ECM和基底膜的限制向周圍組織浸潤，并侵入淋巴管或血管，向遠處轉移。其中MMP-2和MMP-9被認為是與腫瘤侵襲轉移最為直接和重要的MMP。研究發現MMP-2和MMP-9與結腸癌的淋巴結轉移、TNM分期均呈正相關[4]，結腸癌轉移過程中Ⅳ型膠原的缺失也與MMP-2和MMP-9的過度表達有關[5]。

CRA是從貓人參、大葉紫薇等藥用植物中提取的五環三萜類化合物，最初因其顯著的降血糖、抗炎作用而引起重視[6]，近年來發現CRA對胃癌[7]、肝癌[8]等細胞均有明顯的抑制作用，Yoo等報道[9]CRA可抑制小鼠移植瘤瘤體內血管和淋巴管的生成，阻斷腫瘤細胞的營養供應，進一步抑制腫瘤的生長，使得CRA在抗腫瘤方面的作用引起了廣泛的重視。作者前期研究發現，CRA對結腸癌LoVo細胞亦有明顯的抑制生長、促進凋亡的作用[2,10]，其作用途徑與CRA抑制信號傳導與轉錄激活因子3(signal transducers and activators of transcription 3，STAT3)的活化有關。近期有報道CRA能夠抑制裸鼠移植瘤細胞向周圍組織的浸潤與肺部轉移[2]。本研究顯示CRA呈現劑量依賴性地抑制結腸癌LoVo細胞的遷移與侵襲，其作用可能與CRA抑制MMP-2、MMP-9的表達有關。

在MMP-2基因的啟動子內存在具有高度親和力的STAT3結合位點，活化的STAT3可直接調節MMP-2的表達。STAT3與MMP-9的作用途徑目前尚不明確，但有報道證實，在結腸癌SW480細胞中沉默STAT3基因可使MMP-9的表達降低[11]。Horlad等[3]通過小鼠實驗發現CRA能夠抑制STAT3的活化并抑制腫瘤細胞向周圍組織的浸潤。這與本組前期相似，因此推測結腸癌LoVo細胞中，CRA可能通過抑制STAT3的活化下調MMP-2、MMP-9的表達，有待進一步證實。

綜上所述，CRA下調MMP-2、MMP-9的表達，抑制結腸癌LoVo細胞的遷移與侵襲。CRA具有一定抑制腫瘤細胞增殖、促進細胞凋亡、抑制腫瘤血管生成等作用，使CRA有可能成為前景廣闊的抗腫瘤藥物，更多的生物功能及其作用途徑有待更進一步研究。

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Corosolic Acid Down Regulate the Expression of MMP-2 and MMP-9 and Inhibit the Migration and Invasion of LoVo Cell

ZHANG Jun-yao, LIANG Shu-cai, ZHU Bao-an

(Department of Biochemistry,Luohe Medical College,Luohe 462002, China)

ObjectiveTo investigate the effect and mechanism of corosolic acid on cell migration and invasion of LoVo cells.MethodsLovo cells were divided into four groups and treated with 0, 5, 10 and 20 μmol·L-1of corosolic acid, and the scratch healing rate were tested when LoVo cells interacted with different concentrations of corosolic acid for 24h. Cell invasion was tested by transwell assay. Expression of MMP-2 and MMP-9 were tested by transwell and western blot.ResultsAfter treated with different concentration of corosolic acid, the healing rate of control and treated groups were (72.01±6.88)%, (71.21±6.05)%, (48.36±5.69)% (compared with control group,P<0.05) and (29.18±5.57)% (compared with control group,P<0.01) respectively. Transwell assay showed that the numbers of invasion cells of control and treated groups were 316.04±38.25, 266.02±21.02, 151.13±8.51 (compared with control group,P<0.01) and 147.68±7.90 (compared with control group,P<0.01). The expression of MMP-2 and MMP-9 showed a decreasing trend.ConclusionCorosolic acid inhibited the migration and invasion of LoVo cell in a dose dependent manner, it might be involved in the down regulation of the expression of MMP-2 and MMP-9.

corosolic acid；colon cancer；MMP-2；MMP-9

1672-688X(2017)01-0011-03

10.15926/j.cnki.issn1672-688x.2017.01.004

河南省基礎與前沿科技計劃項目(132300410466)

2016-12-09

漯河醫學高等專科學校生物化學教研室，河南漯河 462002

張軍要(1982—)，男，河南許昌人，講師，從事腫瘤信號通路及抗腫瘤藥物篩選研究。

R735.3;R285.5

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