聯(lián)合應用重組人血管內(nèi)皮抑素與紫杉醇對乳腺癌細胞株SK-BR-3誘導凋亡作用研究

王曉利， 王曉成， 徐曉明， 杜建文， 姜 浩

(河北省承德市中心醫(yī)院， 河北 承德 067000)

聯(lián)合應用重組人血管內(nèi)皮抑素與紫杉醇對乳腺癌細胞株SK-BR-3誘導凋亡作用研究

王曉利， 王曉成， 徐曉明， 杜建文， 姜 浩

(河北省承德市中心醫(yī)院， 河北 承德 067000)

目的：觀察重組人血管內(nèi)皮抑素(恩度)與紫杉醇聯(lián)合用藥作用于乳腺癌細胞株SK-BR-3后的生長情況及凋亡率。方法：光學顯微鏡下觀察細胞生長狀況，流式細胞儀檢測乳腺癌細胞SK-BR-3的凋亡率，Realtime PCR法觀察凋亡相關蛋白Bcl-2/Bax的表達。比較不同給藥方案對乳腺癌細胞SK-BR-3的誘導凋亡作用。結果：恩度1μg/mL作用48h后的細胞凋亡率為11.6%(P<0.05)，Bcl-2表達下調(diào)，而Bax表達無明顯改變。紫杉醇1μg/mL作用24h后的細胞凋亡率為12.4%(P<0.05)，Bcl-2表達下調(diào)，而Bax表達則相對升高。紫杉醇與恩度分別先后序貫給藥，凋亡率分別為16.50%和14.18%(P<0.05)，且能夠使Bcl-2表達下調(diào)，Bax表達升高。二者聯(lián)合且同時給藥后SK-BR-3細胞的凋亡率為22.74%，明顯高于其他給藥組(P<0.05)，同時對Bcl-2表達下調(diào)明顯且Bax表達升高。結論：恩度與紫杉醇均可抑制乳腺癌細胞SK-BR-3的生長，且對細胞凋亡有誘導作用。二者同時給藥產(chǎn)生的效果最佳。

恩 度； 紫杉醇； 乳腺癌； SK-BR-3細胞； 凋 亡

乳腺癌發(fā)病率逐年攀升，數(shù)據(jù)顯示其在女性腫瘤中占比超過3/10,直接威脅女性健康,但隨著醫(yī)療水平的進步，在當前醫(yī)療手段的治療下該類患者的生存率也逐年攀升，但也有少部分患者對化療藥不敏感甚至耐藥，死亡概率高[1]。恩度作為一類新型化療藥物其本質是血管生成過程中的抑制劑，通過阻斷血管血供，切斷其營養(yǎng)供應路徑，抑制腫瘤血管的新生，進而實現(xiàn)對腫瘤轉移、腫瘤增殖等腫瘤擴散或生長環(huán)節(jié)的抑制。且恩度對其他腫瘤細胞的抵制作用已經(jīng)得到實驗證實[2,3]，諸如肝癌、白血病中的HepG2細胞和HL-60細胞等。恩度也可抑制腫瘤上清液誘導的人臍靜脈內(nèi)皮細胞增殖，誘導其凋亡[4]。本實驗以恩度、紫杉醇、恩度與紫杉醇聯(lián)合，作用于乳腺癌SK-BR-3細胞，觀察細胞生長狀況，檢測細胞凋亡率，比較各給藥方案對該乳腺癌腫瘤細胞凋亡的影響，并就其具體凋亡機制做出簡要說明，以更好的指導乳腺癌患者的治療。

1 材料和方法

1.1 主要試劑與儀器:恩度來源于先聲麥得津生物制藥(山東)批準文號：國藥準字S2005008；紫杉醇購于江蘇揚子江醫(yī)藥股份，批準文號：國藥準字H20059962。Annexin V-FITC相關的凋亡試劑盒來源于中杉金橋生物公司(北京)；細胞凋亡試劑盒購于美國BD公司；Realtime PCR試劑盒購于Takala公司；一抗Bcl-2、Bax購于Bioworld公司；流式細胞儀來自河北醫(yī)科大學分子生物實驗室。

1.2 細胞來源:人乳腺癌SK-BR-3細胞株由河北醫(yī)科大學分子生物學實驗室提供；RPMI-1640培養(yǎng)液、胎牛血清為中國醫(yī)學科學院生物工程研究所產(chǎn)品；胰蛋白酶購自Sigma公司；SK-BR-3細胞培養(yǎng)在10%胎牛血清的RPMI-1640培養(yǎng)液中，置于37℃、5%CO2的細胞培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24h。

1.3 乳腺癌SK-BR-3細胞的處理:乳腺癌細胞株SK-BR-3(培養(yǎng)在10%胎牛血清即RPMI-1640)，培養(yǎng)箱(5%CO2)培養(yǎng)溫度、培養(yǎng)時長依次設定為37℃和24h。取出培養(yǎng)皿，棄上清液，用PBS液沖洗后加入胰酶進行細胞消化，沖洗次數(shù)和胰酶濃度分別為2次和0.125%，隨后加入培養(yǎng)液即RPMI-1640液結束細胞消化過程。消化后離心，將細胞置于專用離心管內(nèi)，首次離心轉數(shù)和時長分別為1200轉和300s,離心后用PBS液再次進行細胞洗滌，之后進行二次離心，離心條件同前。取對數(shù)生長期細胞用于下述實驗。制定用藥方案(以預實驗相關結果為參考)，共設定五大用藥方案依次為A方案、B方案、C方案、D方案、E方案，具體如下，A方案為對照組，B方案、C方案為單一化療藥物用藥，B方案為單一紫杉醇用藥，用藥濃度和作用時長分別為1μg/mL和24h，C方案為單一恩度用藥，用藥濃度和作用時長分別為1μg/mL和48h；D方案、E方案、F方案均為紫杉醇、恩度聯(lián)合用藥，其中D方案為紫杉醇先用藥、恩度后用藥，用藥濃度和作用時長參考方案B和方案C；E方案用藥順序與D方案相反、用藥濃度和作用時長同前；F方案則紫杉醇、恩度同時用藥，用藥濃度和作用時長同前。

1.4 光學顯微鏡下觀察SK-BR-3細胞的生長情況及藥物作用后該細胞株的生長:流式細胞術檢測細胞凋亡率；Realtime PCR法觀察bcl-2、bax的表達。

1.5 統(tǒng)計學處理:所有數(shù)據(jù)均采用SPSS19.0軟件進行統(tǒng)計學分析，顯著性分析主要通過t檢驗進行，以P<0.05為差異具有統(tǒng)計學意義。

2 結 果

2.1 倒置相差顯微鏡下觀察(×200)對照組及各給藥組細胞的生長情況。細胞培養(yǎng)滿2d后，SK-BR-3細胞(A)培養(yǎng)完成，細胞貼壁，排列緊密，呈鵝卵石樣，培養(yǎng)過程中培養(yǎng)液需清澈透明，避免渾濁，即方案A；B方案鏡下觀察細胞貼壁減少、細胞液清澈度降低，略渾濁，大部分細胞壞死，細胞多為類圓形；C方案鏡下觀察細胞液欠清澈、略渾濁，上層含壞死細胞，細胞貼壁較用藥前略增多，但壞死細胞同樣較多，其排列緊密度較前無明顯變化，細胞形態(tài)除近圓形外，還可呈現(xiàn)為棱形、梭形；D方案鏡下觀察細胞液欠清澈較渾濁，上層含大量壞死細胞，呈團絮狀，貼壁細胞較前減少，大量壞死，細胞形態(tài)較前無明顯變化，主要呈近圓形。E方案鏡下觀察細胞液欠清澈較渾濁，上層含大量壞死細胞，呈絮狀，貼壁細胞較前減少，大量壞死，細胞形態(tài)較前無明顯變化，主要呈近圓形；F方案鏡下觀察細胞液明顯渾濁，上層含大量壞死細胞，呈團絮狀，貼壁細胞較前明顯減少，大量壞死，殘留細胞形態(tài)主要呈近圓形(圖1)。序貫用藥過程中須對細胞進行洗滌，洗滌液為不含任何藥物的細胞培養(yǎng)液。

圖1 各方案后SK-BR-3細胞的生長情況

2.2 流式細胞術檢測各用藥方案作用后SK-BR-3細胞凋亡率:方案B細胞凋亡率為12.40%，且隨著作用時間的上調(diào)，凋亡率還將隨之上調(diào)。方案C細胞凋亡率與對照組相比無明顯增加，時間達72h時細胞凋亡率11.60%、較前明顯增加。方案D、方案E的細胞凋亡率分別為16.50%和14.18%。方案F細胞凋亡率為22.74%，明顯高于其它組(圖2)。比較于對照組，單一紫杉醇治療、單一恩度治療均可導致SK-BR-3細胞凋亡，二者的凋亡率均具有相應的統(tǒng)計學意義均有統(tǒng)計學差異，經(jīng)計算P<0.05。單一紫杉醇用藥和紫杉醇、恩度序貫用藥間不具有相應統(tǒng)計學差異，經(jīng)計算P>0.05。紫杉醇先用藥、恩度后用藥與紫杉醇、恩度同時用藥間不具有相應的統(tǒng)計學差異，經(jīng)計算P>0.05，但紫杉醇、恩度同時用藥和恩度先用藥、紫杉醇后用藥間則具有相應的統(tǒng)計學差異，經(jīng)計算P值<0.05。(表1)。

圖2 流式細胞儀檢測各給藥方案后SK-BR-3細胞的凋亡率

在流式細胞儀相應的雙變量散點圖中，左下、右上及右下象限分別對應活細胞、死細胞、凋亡細胞，三者依次對應FITC-/PI-、FITC+/PI+和FITC+/PI-。

表1 恩度和/或紫杉醇作用后SK-BR-3細胞的凋亡率±s)

2.3 Realtime PCR法檢測bcl-2、bax的表達 RT-PCR顯示，與A方案相比較，B方案作用后bcl-2表達水平下調(diào)，P<0.05,bax表達水平則較A方案上調(diào)明顯，P<0.05；C方案作用后bcl-2表達水平降低，P<0.05,bax表達水平則無顯著變化，P>0.05；方案D、方案E均能使bcl-2表達水平相對降低，P均<0.05，并且bax表達水平則較A方案上調(diào)較明顯，P均<0.05，但D、E兩組的統(tǒng)計學差異不明顯，P>0.05；與其它各方案相比，方案F可顯著降低bcl-2的表達水平，P<0.05，bax表達水平上調(diào)明顯與A方案比較P值<0.05(圖3)。

圖3 Realtime PCR法檢測各給藥方案作用后SK-BR-3細胞bcl-2、bax的表達

3 討 論

臨床前研究結果顯示恩度在血管內(nèi)皮細胞增殖、腫瘤及血管生成中均具有很好的一致性，臨床I期、臨床Ⅱ期實驗證實，恩度單一治療乳腺癌具有安全性，臨床Ⅲ期實驗證實，聯(lián)合NP方案后，恩度對非小細胞型肺癌(晚期)具有良好的治療作用，可顯著上調(diào)其生存率且相對安全[5]。趙妍等[6]將恩度作用于Her-2過表達乳腺癌細胞，結果顯示其可抑制細胞生長，可誘導細胞凋亡，將該細胞系阻滯于G2期。本研究細胞形態(tài)學實驗顯示恩度可抑制乳腺癌SK-BR-3細胞生長。

紫杉醇以微管為靶點，作用于特異性的細胞周期，可有效阻斷M期、G2期，可促進微管聚合，保持微管的穩(wěn)定，抑制微管功能及紡錘體形成，阻斷腫瘤細胞的有絲分裂，終止腫瘤細胞生長過程。體外實驗已顯示紫杉醇對小鼠L1210、P388和P1534白血病、B16黑色素瘤等多種腫瘤細胞有抗腫瘤活性[7]。本研究細胞形態(tài)學實驗顯示紫杉醇也可抑制乳腺癌SK-BR-3細胞生長。凋亡實驗顯示二者單藥均可誘導細胞凋亡(P<0.05)。同時給藥細胞凋亡率最高(P<0.05)，其與先紫杉醇后恩度組所產(chǎn)生的凋亡影響差異不顯(P>0.05)，而與先恩度后紫杉醇組相比較有明顯差異(P<0.05)。這可提示臨床應用中首選二者同時給藥，次選先紫杉醇后恩度給藥。

抗凋亡蛋白之bcl-2，及bax促凋亡蛋白分別對細胞凋亡起正性調(diào)節(jié)和負性調(diào)節(jié)作用。bcl-2/bax比值高低直接影響著細胞是否凋亡，數(shù)值降低則細胞凋亡，數(shù)值升高則細胞凋亡受阻[8]。據(jù)報道，恩度抑制多種腫瘤細胞生長、可對腫瘤細胞進行凋亡程序誘導，相關作用機制可能與恩度相關的bcl-2表達水平改變有關[9,10]。根據(jù)本研究，我們發(fā)現(xiàn)，恩度和紫杉醇均可促進鈣蛋白表達水平降低，但二者均不能影響bax蛋白表達。與單一紫杉醇用藥相比，紫杉醇+恩度用藥尤其是二者同時用藥可使bcl-2表達水平顯著下調(diào)，這在一定程度上與二者聯(lián)合用藥，臨床療效相對增強相吻合。先紫杉醇后恩度組和先恩度后紫杉醇組的細胞凋亡率差異不明顯(P>0.05)，表明序貫給藥前后順序及作用時間對凋亡影響不大。結合圖2顯示，同時給藥組作用后活細胞數(shù)目最少，也顯示出同時給藥在直接殺傷腫瘤細胞同時，還可通過誘導細胞凋亡途徑抑制腫瘤細胞生長。

Her-2細胞相關實驗證實[6]恩度可顯著下調(diào)該類乳腺癌細胞的表達，有效作用于細胞分裂周期G2期，阻斷腫瘤細胞增殖，誘導其走向凋亡。而紫杉醇在細胞分裂的G2/M期發(fā)揮作用，這一結果也可能對二者協(xié)同增效作用作出解釋。未來，我們尚需檢測各給藥方案作用后細胞周期的變化，從而進一步了解二者增效機制，更好地指導臨床用藥。

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Apoptosis Induced by Recombinant Human Endostatin and Paclitaxel in Breast Cancer Cell Line SK-BR-3

WANGXiaoli,WANGXiaocheng,XUXiaoming,etal

(ChengdeCentralHospital,HebeiChengde067000,China)

Objective:To observe the growth and apoptosis rate of recombinant human endostatin combined with paclitaxel in breast cancer cell line SK-BR-3. Methods: The growth of cells was observed under light microscope. The apoptosis rate of breast cancer cell SK-BR-3 was detected by flow cytometry. The expression of apoptosis related protein Bcl-2/Bax was observed by Realtime PCR method. The apoptosis inducing effects of different administration protocols on breast cancer cell line SK-BR-3 were compared. Results: Apoptosis of Endostar 1 g/ml after 48h was 11.6% (P<0.05), Bcl-2 expression, and the expression of Bax was not changed. The rate of apoptosis was 12.4% (P<0.05) after paclitaxel was 1 g/ml, and the expression of Bcl-2 was down regulated, while the expression of Bax was increased by 24h. Paclitaxel and sequential administration of Endostar respectively, the apoptosis rates were 16.50% and 14.18% (P<0.05), and can down regulate the expression of Bcl-2, increase the expression of Bax. The apoptosis rate of SK-BR-3 cells was 22.74%, which was significantly higher than that of other administration group (P<0.05), and the expression of Bcl-2 was down regulated and the expression of Bax was elevated at the same time when the two groups were combined and administered at the same time. Conclusion: Both endostar and paclitaxel can inhibit the growth of breast cancer cell line SK-BR-3 and induce apoptosis. The two drugs simultaneously produced the best effect.

Endostar; Paclitaxel; Breast cancer; SK-BR-3 cells; Apoptosis

1006-6233(2017)07-1091-04

河北省醫(yī)學科學研究重點課題，(編號：20160306)

姜 浩

A

10.3969/j.issn.1006-6233.2017.07.011