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白花蛇舌草注射液逆转人肝癌细胞BEL-7402/5-FU的多药耐药作用

2015-02-18廖作庄韦丽美徐灵源

关键词:白花蛇舌草酪氨酸

廖作庄,韦丽美,徐灵源,梁 钢

(1.右江民族医学院附属医院药剂科,广西百色 533000;2.百色市人民医院人事科,广西百色 533000;3.广西医科大学药学院药理学教研室,广西南宁 530021)

白花蛇舌草(Hedyotic diffusa)别名蛇舌草、蛇舌癀、蛇针草等,为茜草科耳草属草本植物,具有清热解毒、活血散结、利水消肿的功效[1],主要分布在中国南方的广西、广东、云南等省以及尼泊尔、日本等国。近年来研究发现,白花蛇舌草对多种肿瘤具有一定的抑制杀伤作用,包括肺癌、胃癌、肝癌、宫颈癌、白血病、人脑胶质细胞瘤等[2],但是关于其逆转肿瘤多药耐药(multi-drug resistance,MDR)的作用鲜有报道。本实验研究白花蛇舌草注射液逆转人肝癌细胞BEL-7402/5-FU的作用,通过新型抗肿瘤靶点酪氨酸激酶的变化,探讨其逆转人肝癌细胞MDR作用机制,进一步研究开发白花蛇舌草的抗肿瘤药用价值。

1 材料与方法

1.1 细胞株 人肝癌MDR细胞株BEL-7402/5-FU购自南京凯基生物技术有限公司。

1.2 药品及试剂 白花蛇舌草注射液,安徽凤阳科苑药业有限公司;胰蛋白酶,美国Amersco公司;5-氟尿嘧啶(5-FU)、胎牛血清,美国Gibco公司;RPMI 1640培养液,美国Gibco公司;二甲基亚砜(DMSO),广州市新港化工有限公司;四甲基偶氮唑盐(MTT),美国Amersco公司;细胞凋亡检测试剂盒,南京凯基生物科技发展有限公司

1.3 仪器设备 超净工作台,苏州净化设备厂;倒置光学显微镜,日本Olympus公司;二氧化碳孵育箱MAel311,美国Thermo Forma公司;酶联免疫检测仪MAel-450,美国Bio-Rad公司;离心机TGL-16C,上海安亭科学仪器厂;流式细胞仪FACSCaLibur,美国BECTON DICKINSON公司;4℃低温高速离心机,Biotech公司。

1.4 方法

1.4.1 细胞培养 BEL-7402/5-FU置培养箱中,在37℃、50mL/L CO2充分湿化条件下用含100mL/L胎牛血清的RPMI 1640培养液进行培养。在5-FU质量浓度为80μg/mL时,人肝癌MDR细胞株BEL-740/5-FU生长良好,所以在培养时加80μg/mL的5-FU,以维持细胞多药耐药性。停药1周,取对数生长期细胞用于实验。

1.4.2 MTT法测定白花蛇舌草注射液对BEL-7402/5-FU的毒性作用 取对数生长期单细胞悬液(约1×105/mL),接种于96孔板中,每孔100μL,使细胞密度为5×104/mL,培养过夜细胞贴壁后,按梯度加入5个不同体积浓度的药物,并补RPMI 1640培养液至200μL,空白对照组加RPMI 1640培养液100μL,重复4个复孔。待细胞继续孵育24h后,加入20μL MTT(5g/L)孵育4h,弃去培养液,每孔加入二甲基亚砜150μL,酶联免疫检测仪单波长490 nm测吸光度值(A)。平均吸光度值以均数±标准差(±s)表示,计算细胞生长抑制率(IR)。细胞生长抑制率(IR)=(对照组A值-药物组A值)/对照组A值×100%。求出10%的细胞生长抑制所需浓度(IC10)。

1.4.3 MTT法测定白花蛇舌草注射液对肝癌细胞耐药性的逆转作用 选取对BEL-7402/5-FU细胞抑制率小于10%的药物浓度进行实验。实验分2组:5-FU组和白花蛇舌草+5-FU组。按前述方法进行MTT实验,计算各组IR,应用LOGIT软件求出IC50,逆转耐药倍数=5-FU组IC50/(白花蛇舌草+5-FU)组IC50。

1.4.4 流式细胞术检测细胞凋亡情况 BEL-7402/5-FU细胞分3组:空白组、5-FU组和白花蛇舌草注射液+5-FU组。药物作用24h后,收集细胞并用PBS在1 000r/min离心5min,洗涤2次,收集1~5×105细胞,加入500μL的Binding Buffer以悬浮细胞,再加入5μL Annexin V-FITC混合均匀,最后加入5μL Propidium Iaide(PI)。将细胞轻轻震荡混匀重悬,流式细胞仪检测分析。如此重复3次,并计算3次的平均凋亡率(%)。

1.4.5 ELISA双抗体一步夹心法测定酪氨酸蛋白激酶含量 取对数生长期BEL-7402/5-FU细胞,RPMI 1640培养液调整细胞密度为3×105/mL接种于培养皿。分别设空白对照组、5-FU组、白花蛇舌草组和白花蛇舌草+5-FU组。作用24h后,PBS洗涤2次,加入用冰预冷的三去污剂裂解缓冲液RIPA(含100μg/mL的PMSF、1μg/mL的Aprotinin和2μg/mL的Leupetin)150mL裂解细胞,与细胞充分接触3min后,用细胞刮刀把细胞轻轻刮下,转移至冰预冷的EP管中(1.5mL)。4℃、1 000g离心10min,收集上清液作为总蛋白提取物。分别设空白孔、标准品孔、待测样本孔。标准品孔中加入50μL不同浓度的标准品,样品孔加10μL待测样本,再加40μL样品稀释液,空白孔不加。采用ELISA双抗体一步夹心法测定酪氨酸蛋白激酶含量。

2 结 果

2.1 药物对肝癌细胞的毒性作用 白花蛇舌草注射液对BEL-7402/5-FU细胞的毒性作用见表1。白花蛇舌草注射液浓度在10μL/mL以上时对细胞生长有抑制作用,浓度越高,抑制作用越明显,不同浓度处理组与空白对照组相比差异有统计学意义(P<0.001)。计算白花蛇舌草注射液对BEL7402/5-FU细胞的IC50为182.6μL/mL,IC10为8.38μL/mL。

2.2 药物对BEL-7402/5-FU细胞MDR的逆转作用药物对细胞IC10以下浓度可认为该药在这一浓度下无毒性作用,因此选用非细胞毒性剂量6μL/mL白花蛇舌草注射液联合5-FU(浓度分别为100、200、400、800、1 600μmol/L)进行多药耐药逆转实验,结果见表2。5-FU组IC50为1 071.6μmol/L,白花蛇舌草+5-FU组IC50为636.5μmol/L,两组不同浓度的抑制率差异有统计学意义。计算其对BEL-7402/5-FU细胞株逆转倍数为1.68倍。

表1 白花蛇舌草注射液对BEL7402/5-FU的毒性作用Tab.1 The toxicity of Hedyotic diffusa injection to BEL-7402/5-FU cells

表2 MTT法检测两组药物对BEL7402/5-FU的抑制率Tab.2 Inhibition rate of two groups of drugs on BEL7402/5-FU cells detected by MTT assay(±s,%)

表2 MTT法检测两组药物对BEL7402/5-FU的抑制率Tab.2 Inhibition rate of two groups of drugs on BEL7402/5-FU cells detected by MTT assay(±s,%)

与5-FU组相比,*P<0.01。

5-FU组 白花蛇舌草+5-FU组10.4±2.52 15.21±3.12*23.1±3.82 30.30±2.70*40.4±1.57 43.30±1.84*44.5±4.74 52.80±1.97*52.2±4.67 67.80±2.10*

2.3 流式细胞仪检测肝癌细胞的凋亡情况 空白组、5-FU 组(400μmol/L)和白花蛇舌草注射液6μL/mL+5-FU(400μmol/L)组细胞凋亡率分别为0.79%、23.8%、30.6%,两组细胞凋亡率均高于空白对照组,联合用药组细胞凋亡率与5-FU组相比,差异有统计学意义(P<0.01)。

2.4 酪氨酸激酶含量的测定结果 绘制酪氨酸激酶含量(A450)-A值标准曲线见图1。标准曲线方程为:y=503.22x-64.475,R2=0.991 3。将测量得到的各组A值(实际测量A值-空白孔A值)代入标准曲线中计算,再乘以稀释倍数为5倍,可得到各组药物作用后酪氨酸激酶含量(表3)。白花蛇舌草组和白花蛇舌草+5-FU组与空白对照组、5-FU组相比,差异有统计学意义(P<0.01)。

3 讨 论

图1 酪氨酸激酶含量(A450)-A值标准曲线图Fig.1 Content of tyrosine kinase(A450)-A standard curve

表3 各组药物作用后酪氨酸激酶含量的比较Tab.3 Comparison of tyrosine kinase content after drug action in each group

肝癌化疗效果不理想,对化疗药的敏感性差,一方面是许多肝癌细胞株具有天然耐药性,另一方面是化疗过程中药物诱导产生多药耐药。多药耐药的机制十分复杂,寻找具有多靶点效应的MDR逆转剂是解决这一问题的关键。分子靶向的酪氨酸激酶抑制剂在肿瘤治疗方面具有高选择性,副作用较小,已经成为近年来抗癌药物研究的新热点和发展趋势。酪氨酸激酶抑制剂作为肿瘤MDR逆转剂已经得到证实,并成功应用于临床治疗[3]。

白花蛇舌草注射液主药为白花蛇舌草,辅料为亚硫酸氢钠和聚山梨酯80。白花蛇舌草是常用的中草药之一,近几年研究发现其抗肿瘤作用十分广泛,作用机制主要是通过调控Ras、C-myc、Bcl-2等抑癌基因表达而实现[4-6]。白花蛇舌草逆转肿瘤多药耐药性的研究较少。有学者报道,白花蛇舌草注射液能逆转K562/ADM细胞的多药耐药性,能下调K562/ADM细胞Bcl-2基因的表达[7]。此后凌志扬等[8]应用白花蛇舌草联合化疗药物进行临床抗癌应用,发现可提高癌症治疗效果,较单独应用化疗药更能改善患者生存质量。

本实验研究白花蛇舌草注射液对人肝癌BEL7402/5-FU细胞的MDR的逆转作用,发现其能下调人肝癌BEL7402/5-FU细胞酪氨酸含量,促进细胞凋亡,其作用机制可能与下调酪氨酸激酶含量有关,很有希望开发成为具有很好应用前景的中药MDR逆转剂。酪氨酸激酶是新型的抗肿瘤药物靶点,本实验验证了酪氨酸激酶抑制剂可作为肿瘤多药耐药逆转剂,对于从中草药中筛选肿瘤多药耐药逆转剂具有很好的参考价值。但是肝癌MDR机制涉及靶点多,目前已得到证实的相关靶点包括P-糖蛋白、多药耐药相关蛋白(MRP)、乳腺癌耐药蛋白(BCRP)、肺耐药相关蛋白(LRP)、Bcl-2基因、survivin基因、P53基因、Clusterin、DNA拓扑异构酶、谷胧甘肽-S-转移酶、蛋白激酶C等[9]。中药MDR逆转剂常常是多靶点多途径同时作用,需进一步加强白花蛇舌草对肝癌MDR作用靶点的检测,以便深入探讨其作用机制。另外,中药成分复杂,白花蛇舌草逆转肝癌MDR作用的有效成分和机制还需要进一步研究。

[1]中华本草编委会.中华本草[M].第6册.上海:上海科学技术出版社,1999.

[2]邓红艳,高宝安,陈世雄.白花蛇舌草抗肿瘤的实验研究进展[J].现代中西医结合杂志,2009,18(16):1947-1950.

[3]黄鹤飞,王燕燕,周志勇.酪氨酸激酶抑制剂逆转肿瘤多药耐药的研究进展[J].中国药房,2013,24(2):167-170.

[4]WANG JH,SHU LH,YANG LL,et al.2-Hydroxy-3-methylan-thraquinone from Hedyotis diffusa WILLD induces apoptosis via alteration of Fas/FasL and activation of caspase-8 in human leukemic THP-1 cells[J].Arch Med Res,2011,42(7):577-583.

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[7]黄鹤飞,王燕燕,周志勇.酪氨酸激酶抑制剂逆转肿瘤多药耐药的研究进展[J].中国药房,2013,24(2):167-170.

[8]凌志扬,房玉良.白花蛇舌草联合化疗对癌症治疗的Meta分析[J].中国当代医药,2013,20(30):4-6.

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