β-榄香烯的放疗增敏作用与肿瘤血管形成的关系

黄佳夫

(中国人民解放军南京军区福州总医院九五临床部，福建 莆田 351100)



·论 著·

β-榄香烯的放疗增敏作用与肿瘤血管形成的关系

黄佳夫

(中国人民解放军南京军区福州总医院九五临床部，福建 莆田 351100)

目的探讨β-榄香烯对移植瘤的放疗增敏机制与血管形成是否相关。方法①当待移植瘤体积为0.8～1.0 cm3时，将荷瘤裸鼠随机分成8组(每组5只)，包括空白组(A1，NaOH)、25 mg/kg药物组(B1)、45 mg/kg药物组(C1)、100mg/kg药物组(D1)、放疗组(A2，NaCl+放疗)、25 mg/kg药物+放疗组(B2)、45 mg/kg药物+放疗组(C2)、100 mg/kg药物+放疗组(D2)，按剂量腹腔注射β-榄香烯，空白组注射同体积NaCl，比较各组肿瘤生长延缓时间和增敏系数，比较各组血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)和CD34表达水平。结果B1、C1、D1组体积倍增时间长于A1组，D1长于B1、C1组，差异均有统计学意义(P<0.05)；B2、C2、D2组体积倍增时间长于A2组，D2、C2组长于B2组，D2组长于C2组，差异均有统计学意义(P<0.05)；放疗组与未放疗组体积倍增时间差异有统计学意义(P<0.05)。45 mg/kg和100 mg/kg 2种剂量具有增敏作用。A2组平均光密度和微血管密度高于A1组和C1组，C2组低于A2组，差异均有统计学意义(P<0.05),A1组与C1组之间差异无统计学意义(P>0.05)。累计光密度C2组低于A2组，差异有统计学意义(P<0.05)，其他各组差异均无统计学意义(P>0.05)。结论β-榄香烯通过抑制VEGF的表达和下调微血管密度而发挥放疗增敏作用，且45 mg/kg剂量的β-榄香烯最适合作为放疗增敏剂。

肺肿瘤；化放疗；β-榄香烯

放射治疗是抗肿瘤治疗中的主要治疗方式之一，但因为某些肿瘤耐放射治疗，导致其有一定局限性。近年研究发现，放射增敏剂联合放射治疗能够显著提高放疗效果。β-榄香烯是一种从姜科植物温郁金中提取并纯化的物质，不良反应轻，对肝、肾功能损害小，临床研究已经证实其具有良好的放疗增敏作用和抗癌效果[1-3]。本研究探讨β-榄香烯对移植瘤的放疗增敏与血管形成的联系，旨在为揭示增敏机制提供一定的实验基础。

1 材料与方法

1.1材料及试剂 6～8周龄的BALB/C-nu裸鼠，A549人肺腺癌细胞系；试剂：β-榄香烯注射液，VEGF、CD34多克隆抗体。生物素标记羊抗兔和羊抗鼠IgG ，SP 染色试剂盒。

1.2研究方法

1.2.1移植瘤模型 用无血清培养基将对数生长期细胞配备成浓度为1×107个/0.2 mL的细胞悬液，吸取0.2 mL从裸鼠右下肢外侧皮下注入；定期对移植瘤的长径(a)以及短径(b)进行测量，计算瘤体体积。

1.2.2放疗方式 将瘤体置于照射视野中央(视野边缘1 cm内)。照射野4 cm×3 cm，源皮距100 cm，照射部位上垫1.0 cm 厚蜡块，剂量5 Gy。

1.2.3肿瘤体积倍增时间和增敏系数 当待移植瘤体积为0.8～1.0 cm3时，将荷瘤裸鼠随机分成8组(每组5只)，包括：空白组(A1，NaCl)、25 mg/kg药物组(B1)、45 mg/kg药物组(C1)、100 mg/kg药物组(D1)、放疗组(A2，NaCl+放疗)、25 mg/kg药物+放疗组(B2)、45 mg/kg药物+放疗组(C2)、100 mg/kg药物+放疗组(D2)。对荷瘤裸鼠腹腔注射β-榄香烯，空白组注射同体积NaCl。观测各组移植瘤的体积倍增时间。标准化肿瘤生长延缓时间=联合组体积倍增时间-药物组体积倍增时间。绝对肿瘤生长延缓时间=放疗组体积倍增时间-空白组体积倍增时间。增敏系数(enhancement factor，EF)=标准化肿瘤生长延缓时间/绝对肿瘤生长延缓时间，当EF>1时，该剂量β-榄香烯具有放射增敏作用。

1.3观察指标 采用链霉菌抗生素蛋白-过氧化物酶链结法进行免疫组织化学染色；应用IPP 软件对血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor ，VEGF)染色结果进行分析；根据测量面积计算累积光密度及平均光密度；依照CD34 染色阳性细胞对微血管密度(microvessel density，MVD)平均数目进行计数。

1.4统计学方法 应用SPSS 17.0统计软件分析资料。计量资料比较分别采用配对t检验、单因素方差分析和q检验。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.18组体积倍增时间比较 B1、C1、D1组体积倍增时间长于A1组，D1长于B1、C1组，差异均有统计学意义(P<0.05)；B2、C2、D2组体积倍增时间长于A2组，D2、C2组长于B2组，D2组长于C2组，差异均有统计学意义(P<0.05)；放疗组与未放疗组体积倍增时间差异有统计学意义(P<0.05)。见表1。

表1 各组间体积倍增时间比较Table 1 Comparison of volume doubling time in different groups

2.2增敏系数和最佳增敏剂量 25 mg/kg组EF为0.85、45 mg/kg组EF为1.25、100 mg/kg组EF为2.03。表明25 mg/kg剂量没有放疗增敏作用，而45 mg/kg和100 mg/kg 2种剂量具有增敏作用。

2.3免疫组织化学的表达 A2组平均光密度和MVD高于A1组与C1组，C2组低于A2组，差异均有统计学意义(P<0.05),A1组与C1组之间差异无统计学意义(P>0.05)；C2组累计光密度中低于A2组，差异有统计学意义(P<0.05)，其他各组比较差异均无统计学意义(P>0.05)。见表2。

表2 各组免疫组织化学表达比较Table 2 Comparison of the expression of immunohistochemistry in each group

3 讨 论

β-榄香烯与肿瘤血管榄香烯是从姜科植物温郁金中提取的有效抗癌成分，降低肿瘤细胞有丝分裂能力、诱发肿瘤细胞凋亡、抑制肿瘤细胞生长是其主要生物学活性[4-5]。已有动物实验表明，榄香烯能明显抑制肿瘤细胞DNA、RNA及蛋白质的合成[6]。此外，β-榄香烯还可直接作用于肿瘤细胞的细胞膜，导致细胞破裂，使肿瘤细胞免疫原性增强、机体免疫反应诱发[7]，其对正常细胞以及周围白细胞的毒副作用也较小[8]。

只有依靠新生血管提供足够的氧气和营养物质才能维持肿瘤组织的生长，这是美国哈佛大学Folkman博士在1990年提出的著名理论，是VEGF临床应用的基础[9]。目前，以VEGF 及其受体VEGFR为靶点治疗癌症是药物研究的热点，不同药物之间的综合应用能显著提高癌症药物治疗的效果[10]。由于VEGF表达与MVD关系密切，本研究将β-榄香烯的放疗增敏与VEGF 和MVD 表达的联系作为主要研究内容。

本研究结果显示，B1、C1、D1组体积倍增时间长于A1组，D1长于B1、C1组(P<0.05)；B2、C2、D2组体积倍增时间长于A2组，D2、C2组长于B2组，D2组长于C2组(P<0.05)；放疗组与未放疗组体积倍增时间差异有统计学意义(P<0.05)；A1组EF<1，表明25 mg/kg剂量没有放疗增敏作用，而B1、C1组EF均>1，表明45 mg/kg和100 mg/kg 2种剂量具有增敏作用；A2组平均光密度和MVD高于A1组和C1组，C2组低于A2组(P<0.05)；C2组累计光密度低于A2组(P<0.05)。上述结果表明,β-榄香烯和放疗联合治疗使VEGF 表达水平降低、肿瘤血管改善，从而使肿瘤细胞的放射敏感性增强。

综上所述，β-榄香烯通过抑制VEGF的表达和下调MVD而发挥放疗增敏作用，且45 mg/kg剂量的β-榄香烯最适合作为放疗增敏剂。

[1] 杜旭升,鱼军,李建英，等.β-榄香烯对肺腺癌 A549和H460细胞增殖和凋亡的影响[J].陕西医学杂志,2015,44(9):1107-1108.

[2] 李雪,周赟,陈蕾，等.β榄香烯主要抗肿瘤机制及在非肿瘤性疾病中的研究进展[J].安徽医药,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,魏尧，等.β-榄香烯对ECV-304细胞碱性成纤维细胞生长因子受体mRNA表达的调节作用[J].中国药物与临床,2015,15(7):938-940.

[5] 兰天罡,陈婵.榄香烯对晚期肝癌患者血清瘦素、甲胎蛋白及肝功能的影响研究[J].中国生化药物杂志,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] 宋颖,孟晓,刘云鹏，等.β-榄香烯对肿瘤细胞上清液诱导的大鼠骨髓来源内皮祖细胞VEGF及VEGFR-2表达的影响[J].中国医科大学学报,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] 吕立丽,肖建波.VEGF在SCLC患者血清和病变组织中的表达及意义[J].河北医科大学学报,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.

(本文编辑：刘斯静)

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

黄佳夫(1984-)，男，江西临川人，中国人民解放军南京军区福州总医院医师，医学学士，从事肿瘤诊治研究。

R739.9

A

1007-3205(2016)12-1391-03

10.3969/j.issn.1007-3205.2016.12.007