夏枯草對食管癌細胞Survivin和Caspase-3表達的影響及機制研究

鄭學芝 郭冉 李佳 王文婷 張緒東 徐秋玲

摘 要：目的：觀察夏枯草提取物對人食管癌Eca-109細胞Survivin和Caspase-3基因表達影響，研究夏枯草抗食管癌作用及其機制。方法：IC50濃度夏枯草提取物作用于食管癌Eca-109細胞，CCK-8法檢測細胞增殖抑制率，RT-PCR、Western Blotting法檢測Survivin和Caspase-3基因及蛋白表達，Annexin-V-FITC/PI法檢測細胞凋亡率。結果：食管癌Eca-109細胞出現增殖抑制， Survivin表達減少，Caspase-3表達增加，細胞凋亡率增高。結論：夏枯草可抑制食管癌Eca-109細胞增殖，抑制Survivin表達，促進Caspase-3表達，促進細胞凋亡。

關鍵詞：夏枯草;食管癌;凋亡;Survivin;Caspase-3

夏枯草具有消炎、抗菌、降血糖、抗病毒、抗腫瘤等藥理學作用[1]。本實驗研究夏枯草對食管癌Eca-109細胞Survivin和Caspase-3基因表達的影響，探討夏枯抗食管癌作用及機制，為臨床應用夏枯草治療食管癌提供科學依據。

1 材料和方法

1.1 材料

食管癌Eca-109細胞系，牡丹江醫學院科研中心提供;夏枯草，購自Sigma-Aldrich中國公司;RPMI1640培養基、胰蛋白酶、原裝胎牛血清，Gibco公司;順鉑，齊魯制藥廠;RT-PCR試劑盒、Cell Counting Kit-8、GAPDH小鼠單抗，碧云天生物技術研究所;Annexin-V-FITC/PI凋亡雙染試劑盒，BD公司;兔抗人Survivin抗體、鼠抗人Caspase-3抗體，武漢博士德生物工程公司。

1.2 方法

1.2.1 細胞準備工作 食管癌Eca-109細胞培養于RPMI 1640培養基中（含10%胎牛血清），置37℃，飽和濕度為5%CO2的培養箱內培養，2～3 d傳代1次，選取處于對數生長期細胞用于實驗。

1.2.2 實驗分組情況 共分3組：夏枯草作用組（濃度為IC50，Pr組）、陽性對照組（加順鉑5 μg/mL，Po組）、空白對照組（加培養液，Bl組）。

1.2.3 觀察細胞形態變化 各組細胞常規孵育培養24、48、72 h后，置于倒置顯微鏡下觀察各組細胞形態變化情況。

1.2.4 CCK-8法測定各組細胞增殖抑制率 在96孔培養板上按照4×105/孔接種各組細胞，接種3板，每板每組接種12復孔，加入4個劑量（0、50、100、200 μg/mL，每個劑量3復孔）的夏枯草提取物，分別于接種后24、48、72 h取1板，向待測孔內加入CCK-8試劑10 μL，培養箱孵育1 h后用酶標儀測定450 nm處的吸光度值（OD值），每次每組測定5復孔。以培養液做空白對照并調零，每個時間點重復檢測3次，取平均值，計算細胞增值抑制率，進一步求出半數抑制濃度（IC50）。

細胞增殖抑制率=1-細胞存活率

即：細胞增殖抑制率=（1-實驗組OD值/空白對照組OD值）×100%

1.2.5 RT-PCR法檢測Survivin和Caspase-3基因表達收集常規培養48 h后的各組細胞，利用Trizol試劑一步法提取總RNA。按照RT-PCR試劑盒說明書進行反轉錄合成cDNA。參考文獻[2-3]，設計Suivivin、Caspase-3、GAPDH引物序列如下：Suivivin基因擴增產物約363 bp，上游P1：5′-AGCCCTTTCTCAACGACCAC，下游P2：5′-GCACTTTCTTCGAGTTTCC;Caspase-3基因擴增產物約194 bp，上游P1：5′-CGTGTCATAAAATACCAGTGGA，下游P2：5′-AAATTCTGTTGCCACCTTTCG;GAPDH基因擴增產物長度約280 bp，上游P3：5′-GGTGGACCTGACCTGCCGTCTAGA，下游P4：5′-TTACTCCTTGGAGGCCATGTGGG。PCR反應條件：94℃預變性5 min;94 ℃變性30 s，50 ℃退火30 s，72 ℃延伸30 s，共30次循環;72 ℃延伸10 min。擴增產物進行1%瓊脂糖凝膠電泳，并在凝膠分析系統下成像，測定各組光密度值。通過Survivin/GAPDH和Caspase-3/GAPDH光密度比值進行定量分析。

1.2.6 Western Blotting法檢測Survivin和Caspase-3蛋白表達 收集培養48 h后的各組細胞，加入RIPA裂解緩沖液，進行蛋白提取及蛋白定量，SDS-PAGE電泳后進行轉膜、封閉，兔抗人Survivin抗體、鼠抗人Caspase-3抗體（1∶400）一抗孵育，辣根過氧化物酶標記的羊抗兔或羊抗小鼠IgG（1∶400）二抗孵育，ECL反應后用quantity one 4.6.2軟件進行定量分析。

1.2.7 流式細胞儀檢測細胞凋亡 將處于對數生長期的各組食管癌Eca-109細胞制成單細胞懸液，收集濃度為1×106細胞/mL的細胞懸液3 mL，按Annexin-V-FITC/PI凋亡試劑盒說明分別處理各組細胞進行雙染，30 min內用流式細胞儀檢測細胞凋亡率。

1.2.8 統計學分析 實驗數據以均數±標準差（±s）表示，統計學處理采用SPSS 22.0軟件包，進行方差分析。

2 結果與分析

2.1 各組細胞的形態學變化

倒置顯微鏡下觀察，夏枯草作用組食管癌細24 h后呈現貼壁不佳現象，細胞體積縮小;48 h后細胞數量減少且大量細胞懸浮于培養液中，細胞膜出現空泡、褶皺，胞漿內顆粒增多，胞核染色質濃縮，細胞固縮成圓形。對照組細胞生長良好，密集貼壁。

2.2 細胞增殖抑制率測定

與空白對照組相比，夏枯草作用組，陽性對照組各時間點對細胞均有增殖抑制作用，且呈量效和時效關系，差別有統計學意義（P<0.01）（表1）。經過 Graph Pad Prism5 軟件計算得到 48 h IC50=168 μg/mL。

2.3 RT-PCR法檢測Survivin和Caspase-3基因表達

夏枯草作用組、陽性對照組與空白對照組相比，Survivin基因表達水平降低，Caspase-3基因表達水平增高（P<0.01）（圖1 、表2）。

2.4 Western blotting法檢測Survivin和Caspase-3蛋白表達

結果顯示，與空白對照組相比，夏枯草作用組、陽性對照組Survivin蛋白表達量減少，Caspase-3蛋白表達量增多（P<0.01）（圖2、表3）。

2.5 各組細胞凋亡情況

夏枯草組細胞凋亡率增高，與空白對照組相比差異具有顯著性（P<0.01）（表4）。

3 討論

開發新的、高效低毒的抗腫瘤藥物具有重要臨床意義[4]。腫瘤的發生與細胞凋亡失衡、機體免疫功能處于失穩態有關[5]，誘導腫瘤細胞凋亡是目前抗腫瘤中草藥的作用機制之一。腫瘤細胞異常增殖的主要原因與細胞凋亡抑制基因表達增多，促細胞凋亡基因表達減少有關，Survivin和Caspase-3作為研究的熱門基因，與腫瘤的很多生物學特性密切相關，尤其是在腫瘤細胞凋亡調控中的作用受到廣泛關注。Survivin在正常人體組織中幾乎不表達，在絕大多數惡性腫瘤組織中卻高表達[6-7]，具有抑制細胞凋亡作用;Caspase-3是Caspase家族的重要成員之一，是凋亡發生中的關鍵控制因素，具有凋亡促進作用，使細胞凋亡進入不可逆階段[8]。研究表明，多種抗腫瘤藥物可能是通過調節Survivin和Caspase-3基因表達而發揮抗腫瘤作用[9]。本研究表明，夏枯草使食管癌細胞增殖減慢，細胞中Caspase-3基因表達量增多，Survivin基因表達量減少，細胞凋亡率增多。通過實驗結果推斷，夏枯草可能通過抑制Survivin基因表達、促進Caspase-3基因表達而促進細胞凋亡，進而發揮抑制食管癌細胞增殖的作用，提示食管癌的異常增殖可能與Survivin和Caspase-3基因表達失衡有關，為臨床食管癌中藥輔助治療及靶點確定提供科學依據。◇

參考文獻

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Effects and Mechanism of Prunella vulgaris on Expressions of Survivin and Caspase-3 in Esophageal Cancer Cells

ZHENG Xue-zhi1，GUO Ran1，LI Jia2，WANG Wen-ting 1，ZHANG Xu-dong1，XU Qiu-ling1

（1Department of Physiology，Mudanjiang Medical University，Mudanjiang 157011，China;2The Second People’s Hospital of Mudangjiang，Mudanjiang 157011，China）

Abstract：Objective To investigate the effects of Prunella vulgaris on expressions of Survivin and Caspase-3 in Esophageal cancer Eca-109 cells and study the anti-esophageal cancer effect of Prunella vulgaris and its mechanism.Method Esophageal cancer Eca-109 cells were co-cultured with Prunella vulgaris concentration of IC50，the rate of cell proliferation inhibition was detected by CCK-8 assay.The levels of Survivin and Caspase-3 expression were detected by RT-PCR and western blotting，the cells apoptosis ratio were detected by Annexin-V-FITC/PI kit.Result Prunella vulgaris could effectively inhibit esophageal cancer Eca-109 Cells proliferation，reduce the level of Survivin expression and increase the level of Caspase-3 expression，increase rate of apoptosis.Conclusion Prunella vulgaris substantially inhibited esophageal cancer Eca-109 cells proliferation，reduceed the level of Survivin expression，increaseed the level of Caspase-3 expression and induced apoptosis.

Keywords：Prunella vulgaris;esophageal cancer;apoptosis;Survivin;Caspase-3