大蒜素对肺癌细胞增殖与凋亡的影响

梁宗英，张乐，侯继申，张志民，辛国华

(承德医学院附属医院，河北承德067000)

·基础研究·

大蒜素对肺癌细胞增殖与凋亡的影响

梁宗英，张乐，侯继申，张志民，辛国华

(承德医学院附属医院，河北承德067000)

目的 探讨大蒜素对人肺癌H460细胞增殖与凋亡的影响。方法 体外培养人肺癌H460细胞，分为5组，分别加入0、12.5、25.0、50.0、100.0 μmol/L大蒜素，每个浓度分别培养24、48、72 h，酶标仪测量吸光度OD值，计算细胞增殖率；将0、12.5、25.0、50.0、100.0 μmol/L大蒜素加入H460细胞，培养24 h后采用碘化丙啶染色，流式细胞仪检测细胞凋亡率。结果 同浓度大蒜素作用的H460细胞，培养时间越长，细胞增殖率越低(P均<0.01)；同等培养时间下，H460细胞增殖率随大蒜素浓度增高而降低(P均<0.01)；H460细胞增殖率与大蒜素浓度呈负相关(r=-0.18，-0.31，-0.72，P均<0.05)。H460细胞凋亡率随大蒜素浓度增加而增高(P<0.01)；H460细胞凋亡率与大蒜素浓度呈正相关(r=0.31，P<0.05)。结论 大蒜素能够降低人肺癌H460细胞的增殖率，并促进其细胞凋亡，具有良好的抗肿瘤作用。

肺癌；大蒜素；细胞增殖；细胞凋亡

肺癌患者的病死率居恶性肿瘤首位，且其发病率在世界范围内逐年增高，严重威胁人类健康。多数肺癌患者确诊时已属晚期，因此该病的早期发现、早期诊断对治疗方案的选择、疾病的预后等均具有重要意义[1]。大蒜素是从蒜的球形鳞茎中提取的挥发性油状物，是二烯丙基三硫化物、二烯丙基二硫化物以及甲基烯丙基二硫化物等的混合物，其中的三硫化物对病原微生物有较强的抑制和杀灭作用，二硫化物也有一定的抑菌和杀菌作用。大蒜素既往在对抗病毒、细菌以及真菌感染中应用较多。近年研究发现，大蒜素无论在体内还是在体外，均能有效抑制肿瘤生长。目前关于大蒜素对消化系统恶性肿瘤作用的研究较多[2，3]，对肺癌作用的研究相对较少。2014年6月～2015年5月，我们观察了大蒜素对人肺癌H460细胞增殖和凋亡的影响。现报告如下。

1 材料与方法

1.1 材料 H460细胞由中科院上海细胞库提供，大蒜素注射液购自正大天晴药业集团股份有限公司。将大蒜素注射液用RPMI1640培养液(美国Gibco公司)配置成100 mmol/L的大蒜素溶液，0 ℃避光保存。

1.2 细胞培养 使用完全培养基对H460细胞进行培养，每2日更换1次液体，待细胞长满培养瓶底面积的80%、处于对数生长期时，采用0.25%胰蛋白酶进行消化传代，以1×105/mL接种于50 mL培养瓶中。

1.3 大蒜素对H460细胞增殖的影响观察 取对数生长期H460细胞，加入RPMI1640培养液，调整细胞浓度为1×104/mL，接种于96孔板上，2% CO2、37 ℃培养6～12 h。待细胞贴壁后，将细胞分为5组，分别加入0、12.5、25.0、50.0、100.0 μmol/L大蒜素，培养24、48、72 h，每时点设4个复孔。于培养终止前4 h，每孔加入20 μL MTT溶液。培养终止时，弃上清液，每孔加入二甲基亚砜100 μL，置于微孔板振荡器震荡10 min，使用酶标仪于570 nm处测定各孔吸光度OD值，计算细胞增殖率。以0 μmol/L大蒜素为空白对照组，细胞增殖率=(1-实验组OD值)/空白对照组OD值×100%。

1.4 大蒜素对H460细胞凋亡的影响观察 取对数生长期H460细胞，加入RPMI1640培养液调整细胞浓度为5×105/mL，接种于6孔板，分别加入0、12.5、25.0、50.0、100.0 μmol/L大蒜素。2% CO2、37 ℃培养24 h后离心，收集细胞，PBS洗涤3次，加入碘化丙啶，避光染色15 min后，采用流式细胞仪进行检测，并计算细胞凋亡率。

2 结果

2.1 大蒜素对H460细胞增殖的影响 相同浓度下，随大蒜素作用时间延长，细胞增殖率降低；相同培养时间下，随大蒜素浓度增加，细胞增殖率降低。相关性分析显示，24、48、72 h时H460细胞增殖率与大蒜素浓度均呈负相关(r分别为-0.18、-0.31、-0.72，P均<0.05)。见表1。

表1 大蒜素对肺癌H460细胞增殖率的影响±s)

注：与12.5 μmol/L比较，aP<0.01；与25.0 μmol/L比较，bP<0.01；与50.0 μmol/L比较，cP<0.01。

2.2 大蒜素对H460细胞凋亡的影响 0、12.5、25.0、50.0、100.0 μmol/L大蒜素作用后，H460细胞凋亡率分别为0.44%±0.21%、8.52%±1.42%、12.51%±1.65%、28.66%±3.47%、39.21%±5.76%，随大蒜素浓度增加，细胞凋亡率增高(F=98.02，P<0.01)。100.0 μmol/L组H460细胞凋亡率高于50.0 μmol/L组，50.0 μmol/L组高于25.0 μmol/L组，25.0 μmol/L组高于12.5 μmol/L组，12.5 μmol/L组高于0 μmol/L组(P均<0.01)。相关性分析显示，H460细胞凋亡率与大蒜素浓度呈正相关(r=0.31，P<0.05)。

3 讨论

大蒜是百合科葱属的一种多年生草本植物的地下球形鳞茎，可通过其所含的多种含硫化合物起到较强的抗氧化作用，能够清除体内的活性氧自由基，保护细胞膜结构，维持其完整性[4]。大蒜素是大蒜中最主要的含硫化合物。研究表明，大蒜素具有一定的防癌、抗癌作用。其抗肿瘤机制主要包括：直接杀伤肿瘤细胞、提高CAMP水平、阻断致癌物质的合成、对抗突变、影响肿瘤细胞的细胞周期、诱导肿瘤细胞的分化等[5]，也可通过免疫干扰影响肿瘤细胞的生长、增殖等过程，从而达到抑制肿瘤的作用[6]。Munday等[7]认为，大蒜素的抗癌作用与人体组织的苯醌还原酶活性存在密切关系，而苯醌还原酶能够参与致癌物质苯丙芘仲苯醌的解毒反应，大蒜素能够诱导苯醌还原酶激活并提高其活性，从而起到抑制肿瘤生长的作用。已有研究证实，大蒜素对胃癌、肝癌、卵巢癌等肿瘤细胞均具有抑制作用。

本研究观察了大蒜素对人肺癌H460细胞增殖和凋亡的影响，结果显示，细胞增殖率随大蒜素浓度增加、培养时间延长而降低，细胞凋亡率随大蒜素浓度增加而增高。表明大蒜素能够有效抑制H460细胞增殖，促进其凋亡。其机制可能与大蒜素的下列作用有关：①影响致癌物质的合成。亚硝酸盐是致癌物质亚硝胺的前体物，大蒜素能够降低亚硝酸盐含量，从而降低癌症发病率[8]。乙烯雌酚也具有较强的致癌作用，大蒜素能够直接抑制已烯雌酚的代谢，降低乙烯雌酚导致的恶性肿瘤的发生率[9]。②对肿瘤细胞的直接杀伤作用。大蒜素能够抑制胃癌相关细胞的生长，且该抑制作用与大蒜素浓度呈正相关[10]。③对抗氧自由基。部分毒性物质、致癌物质均可通过氧化性损伤导致细胞基因的稳定性改变甚至导致细胞癌变，大蒜素能够对抗毒性物质对机体的氧化损伤，发挥其抗肿瘤作用。④药物增敏、抗耐药：在恶性肿瘤的药物治疗过程中，若适当调整抗癌药物与大蒜素的剂量，能够更好地发挥抗癌药物的抗癌作用[11]，推测大蒜素可能具有化疗药物增敏作用，或通过某种途径降低化疗药物耐受情况。⑤免疫调节：大蒜素能够提高机体自然杀伤细胞活性及体内IL-2水平，从而增强T淋巴细胞分裂、增生，并增强其活性[12]，调节机体免疫功能，抑制肿瘤的发展过程。

综上所述，大蒜素能够降低人肺癌H460细胞的增殖率，并促进其细胞凋亡，从而起到良好的抗肿瘤作用。本研究仅为体外实验研究，关于大蒜素对肺癌的作用，尚需动物实验及体内研究进一步证实。

[1] 陈万青,张思维,邹小农,等.2004～2005年中国肺癌死亡情况分析[J].中华预防医学杂志,2010,44(5):378.

[2] 陈传军,于志坚,吕亚莉,等.大蒜素抗人肝癌 HepG-2 细胞的实验研究[J].中华中医药学刊,2014,32(7):1763-1767.

[3] Raghu R, Lu KH, Sheen LY. Recent research progress on garlic (dà suàn) as a potential anticarcinogenic agent against major digestive cancers[J]. J Tradit Complement Med, 2012,2(3):192-201.

[4] Lee JH, Khor TO, Shu L, et al. Dietary phytochemicals and cancer prevention: Nrf2 signaling, epigenetics, and cell death mechanisms in blocking cancer initiation and progression[J]. Pharmacol Ther, 2013,137(2):153-171.

[5] 蒋淑婉,李云.大蒜素的抗肿瘤作用及其机制研究进展[J].医学综述,2013,19(8):1420-1422.

[6] 张逸平,李正祎.IL-24联合大蒜素体外抗肺癌细胞生长的实验研究[J].北华大学学报(自然科学版),2016,17(3):335-338.

[7] Munday R, Munday CM. Relative activities of organosulfur compounds derived from onions and garlic in increasing tissue activeties of quinine reductase and glutathione transferase in rat tissues[J]. Nutr Cancer, 2001,40(2):205-210.

[8] 夏磊,周玲,崔淑香,等.大蒜素诱导胃肿瘤细胞凋亡机制的探讨[J].中华肿瘤防治杂志,2010,16(8):32-35.

[9] Green M, Thomas R, Gued L, et al. Inhibition of DES-induced DNA adductsbydiallylsulfide: implications in liver cancer prevention[J]. Oncol Rep, 2003,10(3):767-771.

[10] 马利剑,任明姬,田云鹏,等.大蒜素抗胃癌作用及其机制的探讨[J].医学分子生物学杂志,2016,13(3):183-186.

[11] Arora A, Seth K, Shukla Y, Reversal of P-glycoprotein-mediated multidrug resistance by diallyl sulfide in K562 leukemic cells and in mouse liver[J]. Carcinogenesis,2004,25(6):941-949.

[12] 刘巍,王智新,汤艳文,等.大蒜素对体外培养宫颈癌U14细胞增殖及荷瘤小鼠免疫功能的影响[J].细胞与分子免疫学杂志,2013,29(5):496-497.

河北省科学技术研究与发展计划项目(20157049)。

辛国华(E-mail: xgh067000@163.com)

10.3969/j.issn.1002-266X.2017.06.008

R734.2

A

1002-266X(2017)06-0027-03

2016-10-31)