五味子多糖对卵巢癌SKOV3细胞增殖、自噬及内质网应激凋亡的影响
2021-04-20苗昊杨建立张松青燕喃
苗昊,杨建立,张松青,燕喃
吉林市中心医院妇科三疗区,吉林吉林 132001
卵巢癌在女性生殖系统恶性肿瘤中发病率为第3 位,病死率却高居首位,中国人群每年卵巢癌新发病例为52 971 例,且逐年增加,每年死亡达30 886例[1]。卵巢癌早期临床症状不明显,发现时多为晚期,目前多以手术、 化学治疗为主,但效果并不理想,因此,寻找有效抑制卵巢癌发生及发展药物是目前亟待解决的问题。
最新研究发现,五味子多糖对肿瘤细胞有明显的抑制作用,但其具体抗癌机制尚未完全清楚[2]。肿瘤细胞长期在缺氧情况下仍能疯狂生长,抑制内质网应激凋亡,促进肿瘤细胞自噬便是其生存能力极强的重要因素[3]。该研究拟培养卵巢癌SKOV3 细胞并与不同剂量五味子多糖共同培养,探讨五味子多糖对卵巢癌SKOV3 细胞增殖、自噬及内质网应激凋亡的影响,现报道如下。
1 材料与方法
1.1 细胞培养与分组
在10%灭活胎牛血清的MEM 培养液中加入SKOV3 细胞(37 ℃、5% CO2饱和湿度培养),待细胞长至瓶底80%左右,用0.25%胰酶消化后留取对数生长期细胞作为该研究的实验细胞。将细胞分为对照组(正常培养 SKOV3 细胞)、五味子多糖组(SKOV3 细胞+分别加入 2.5、5、10 μg/L 五味子多糖进行培养 72 h)。
1.2 检测各组细胞增殖抑制率
在96 孔板中加入高、中、低剂量组SKOV3 细胞100 μg,在每孔内加入 10 μg 的 CCK-8 试剂,置入培养箱(37 ℃ 5% CO2饱和湿度培养)内培养 1~3 d,每组设6 个复孔,培养4 h 后酶标仪调定波长为450 nm进行检测。
1.3 TUNEL 法检测各组卵巢癌SKOV3 细胞凋亡情况
将各组培养72 h 卵巢癌SKOV3 细胞在无菌条件下从培养基吸出,经过0.1% Trition X-100 透化后,加入 3%H2O2200 μL,漂洗 3 次×5 min,加入蛋白酶K 工作静置20 min,再次漂洗后加入TUNEL 反应液,于 37 ℃恒温箱中避光孵育 1 h;PBS 清洗 3 次后加入DAPI,应用PBS 再次漂洗3 次,最后封片剂封片。显微镜下观察细胞,绿色为凋亡细胞,蓝色为存活细胞,凋亡指数计算:凋亡指数(AI)=各视野阳性细胞数/视野所有细胞总数×100.00%。
1.4 Western blot 检测内质网应激及自噬标记蛋白表达
提取培养72 h 成对数生长的SKOV3 细胞并进行蛋白测定,制备细胞蛋白样本后各抽取50 μg 加入10%的SDS-PAGE 电泳中,干法转膜90 min 后,将加入到5%脱脂牛奶中封闭2 h,再加入anti-GRP78(1:800)、anti-CHOP(1∶1 000)、anti-Beclin-1(1:800)、anti- LC3Ⅰ(1:1 000)及 anti-LC3Ⅱ(1:1 000),4℃孵育6 h,TBST 漂洗后,加入二抗 anti-rabbit(1∶1 000)温孵育2 h,ECL 化学发光显像。
1.5 统计方法
采用SPSS 17.0 统计学软件分析数据,计量资料以(±s)表示,采用单因素方差分析,组间比较采用t检验。P<0.05 为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 SKOV3 细胞的增殖抑制率
与对照组相比,五味子多糖组(2.5、5、10 μg/L)培养24 h、48 h 及72 h 时增殖抑制率升高,且呈剂量依赖型,差异有统计学意义(P<0.05)。见表1。
表1 各组SKOV3 细胞的增殖抑制率对比(±s)
表1 各组SKOV3 细胞的增殖抑制率对比(±s)
组别 剂量(μg/L)五味子多糖组(n=6)增殖率抑制(%)24 h 48 h 72 h 10 5 2.5对照组(n=6)F 值P 值27.58±3.64 17.94±2.29 7.68±1.37 3.46±0.11 26.33<0.01 34.16±3.48 25.57±2.63 13.29±2.06 3.94±0.74 33.45<0.01 44.49±4.31 31.68±3.31 22.81±2.63 4.15±0.58 38.75<0.01
2.2 细胞凋亡结果
TUNEL 结果显示,与对照组 AI(4.55±0.68)相比,五味子多糖低剂量组(12.01±1.48)、中剂量组(19.82±2.55)、高剂量组(26.38±3.24)细胞 AI 指数均明显升高,且AI 随剂量的增高而增高,差异有统计学意义(F=26.49,P<0.05)。
2.3 卵巢癌 SKOV3 细胞 GRP78、CHOP、Beclin-1、LC3Ⅰ及LC3Ⅱ的表达
与对照组相比,五味子多糖组 (2.5、5、10 μg/L)GRP78、CHOP 表达及 LC3Ⅰ/ LC3Ⅱ值升高,Beclin-1表达降低,且呈剂量依赖型,差异有统计学意义(P<0.05)。见图1、表2。
图1 五味子多糖对 SKOV3 细胞 GRP78、CHOP、Beclin-1、 LC3Ⅰ及LC3Ⅱ影响电泳图
表2 五味子多糖对SKOV3 细胞GRP78、CHOP、Beclin-1 及LC3Ⅰ/LC3Ⅱ的影响(±s)
表2 五味子多糖对SKOV3 细胞GRP78、CHOP、Beclin-1 及LC3Ⅰ/LC3Ⅱ的影响(±s)
组别 剂量(μg/L)GRP78CHOP Beclin-1 LC3Ⅰ/LC3Ⅱ五味子多糖组(n=6)2.5 5 10对照组(n=6)F 值P 值0.29±0.03 0.38±0.02 0.49±0.05 0.76±0.08 9.63<0.01 0.36±0.07 0.41±0.06 0.61±0.06 0.93±0.12 11.24<0.01 1.53±0.11 1.32±0.16 1.13±0.09 0.96±0.07 15.62<0.01 1.26±0.09 1.53±0.24 2.09±0.33 2.64±0.27 24.75<0.01
3 讨论
五味子多糖是中药五味子的提取物之一,具有多重生物学作用,已有研究证实,五味子多糖可有效抑制SKOV3 细胞增殖,当五味子多糖体外培养10 μg/L时,SKOV3 细胞增殖抑制率为42%,并通过线粒体途径促使凋亡[4]。该该研究通过CCk-8 法亦得出五味子多糖可明显抑制SKOV3 细胞增殖,五味子多糖体外培养 10 μg/L 时,SKOV3 细胞增殖抑制率为 (44.49±4.31)%。结果基本相同对照组凋亡 AI 仅为 (4.55±0.68),而五味子多糖10 μg/L,在该研究后续的实验中证实,五味子多糖可明显促进SKOV3 细胞凋亡,经TUNLE 染色,对组 AI 高达(26.38±3.24)。该研究与其他研究不同之处在于,该次对各组细胞进行了内质网应激凋亡标志物GRP78CHOP 及细胞自噬标记物Beclin-1、 LC3Ⅰ及LC3Ⅱ蛋白进行检测。
内质网应激是真核细胞均有的保护性机制,GRP78 蛋白可分解内质网中累积的错误折叠蛋白或未折叠蛋白,使其重新折叠为细胞所需蛋白,当内质网应激超过一定强度时,则可能激活CHOP 蛋白,直接诱导细胞凋亡,同时提高细胞自噬激活程度,促进自噬体包裹损伤的内质网及错误折叠蛋白质,使其降解为可用物质,重新进行细胞增殖[5-6]。LC3 是目前研究认为对自噬特异性高的蛋白分子,当自噬发生时,LC3Ⅰ向LC3Ⅱ转化,激活细胞自噬系统[7-8]。Beclin-l也是自噬标志蛋白,其与Vps34 形成复合体,促使磷脂酰肌醇磷酸化,从而诱导细胞发生自噬[9]。
既往有学者[10]研究五味子多糖诱导SKOV3 细胞凋亡机制,仅对凋亡标志蛋白Caspase-3 及Bcl-2/Bax 进行检测,研究并不深入,该研究则从内质网应激及自噬角度说明五味子多糖有效抑制SKOV3 细胞增殖的具体机制。该研究结果显示,SKOV3 细胞自身GRP78、CHOP、Beclin-1、 LC3Ⅰ及 LC3Ⅱ均存在一定表达量,说明卵巢癌SKOV3 细胞在正常培养下,仍可发生一定程度的内质网应激凋亡及自噬,而当SKOV3 细胞培养过程中,添加五味子多糖后,GRP78、CHOP 蛋白表达增加,说明五味子多糖可使SKOV3 细胞内质网应激凋亡程度加重; 与此同时,Beclin-1 蛋白表达减少,并且LC3Ⅰ/ LC3Ⅱ值升高,LC3Ⅰ减少向LC3Ⅱ转化,说明五味子多糖与SKOV3细胞共同培养,可抑制肿瘤细胞自噬程度。由上述实验结果推断,五味子多糖可能通过抑制肿瘤细胞自噬,减少对存在未折叠蛋白内质网的分解,进而加重内质网自噬程度,引发内质网应激凋亡,从而抑制卵巢癌SKOV3 细胞增殖。
综上所述,五味子多糖可能通过抑制卵巢癌SKOV3 细胞自噬,增强内质网应激凋亡敏感性,从而起到抑制SKOV3 细胞增殖的作用。五味子多糖有可能成为未来临床治疗卵巢癌的辅助用药,减少卵巢癌患者复发程度。