扶正口服液通过STAT3-RORγt信号通路对胃癌小鼠Th17细胞的调控作用
2021-05-12王理槐孙银辉
王理槐 孙银辉
【关键词】胃癌;扶正口服液;信号转导与转录激活因子3;维甲酸相关核孤儿受体γt;辅助性T细胞17
近年来,有关胃癌患者其辅助性T细胞17(T helper cell 17,Th17)、信号转导与转录激活因子3(signal transducer and activator of transcription 3,STAT3)及维甲酸相关核孤儿受体γt(retinoid-related orp han nuclear receptor γt,RORγt)表达增加的报道相继涌现[1-2]。基础研究亦证实了白细胞介素-17(IL-17)具有较强促瘤作用,IL-17抑制剂或可成为胃癌治疗的新思路[3]。扶正口服液是我院肿瘤科长期临床探索中研制而成的院内制剂,该方以李东垣“补脾胃、泻阴火”学说为指导,具有健脾益气、活血散结之功。本研究基于本院采用扶正口服液辅助治疗胃癌的确切疗效,研究扶正口服液通过STAT3-RORγt信号通路调控胃癌荷瘤小鼠Th17细胞分化的作用机制。
1 材料与方法
1.1 实验动物及药物
SPF级KM小鼠50只,雌雄各半,体重18~22 g,6~8周龄,购自湖南斯莱克景达实验动物有限公司。动物使用符合我校《实验动物管理规定》。
扶正口服液每1000 mL含:莪术220 g、生丹参147 g、当归147 g、黄连44 g、蒲公英440 g、白花蛇舌草440 g、党参147 g、蜜麸炒白术147 g、生甘草88 g、制半夏147 g、陈皮88 g、白茯苓176 g。将扶正口服液以生理盐水稀释至0.45 g/ mL,根据换算系数,小鼠等效給药量为0.2 mL/10 g,并依此设置低剂量、中剂量、高剂量(0.1 mL/10 g、0.2 mL/10 g、0.4 mL/10 g)。
1.2 实验方法
1.2.1 细胞培养
将人胃癌细胞株SGC-7901置于含10%灭活胎牛血清(FBS)、100 U/mL青霉素和100 μg/mL链霉素的DMEM培养液中,细胞单层贴壁生长至80%~90%融合时以0.25%胰蛋白酶消化,按1∶3传代,于37℃、5%CO2、湿度合适的细胞培养箱中培养。
1.2.2 动物造模
取对数生长期的人胃癌SGC-7901细胞株,在无菌条件下分别用0.25%胰蛋白酶消化制备成3×107个/mL细胞悬液,以0.1 mL/只接种于50只裸小鼠右侧腋窝下。待肿瘤生长至100~200 mm3后,选取合适裸小鼠40只备用。
1.2.3 分组及给药
将40只荷瘤小鼠随机分为空白组,阳性对照组(5-FU组),低、中、高剂量组,每组8只。空白组:生理盐水灌胃,每次剂量为0.2 mL/10 g,1次/d;另腹腔注射生理盐水,每次剂量为0.1 mL/10 g,2次/周。5-Fu组:将5-氟尿嘧啶(5-fluorouracil,5-FU)以生理盐水稀释至5 mg/mL,腹腔注射给药,每次剂量为0.1 mL/10 g,2次/周;另以生理盐水灌胃,每次剂量为 0.2 mL/10 g,1次/d。低、中、高剂量组:生理盐水稀释后的扶正口服液灌胃,低、中、高剂量组每次剂量分别0.1 mL/10 g、0.2 mL/10g、0.4 mL/10 g,1次/d;另腹腔注射生理盐水,每次剂量为0.1 mL/10 g,2次/周。给药28天后,将小鼠摘除眼球取血,手术剥取瘤块。
1.3 指标观察
瘤体体积:给药前后测量瘤体最长径(a)和最短径(b),并根据公式V=πab2/6(mm3)算出瘤体体积。
肿瘤抑制率:计算肿瘤的生长抑制率=(Cweight-Tweight) /Cweight×100%,Tweight为给药组小鼠体积、Cweight为空白组小鼠平均体积。
STAT3、RORγt 信使RNA(mRNA)的表达:采用RT-PCR法检测,将肿瘤组织剪碎并加入Trizzol冰上匀浆,抽提RNA并测定浓度,进行RT-PCR反应,检测STAT3 RORγt mRNA的表达情况。反应条件:95 ℃ 5 min,95 ℃25 s,55 ℃ 25 s,72 ℃ 50 s,72 ℃5 min,循环次数为40,设GAPDH作为内参照。引物设计见表1。
STAT3、RORγt的蛋白表达:采用Western Blot法检测,将肿瘤组织剪碎后加入RIPA裂解液并在冰浴条件下超声匀浆裂解后加入PMSF及Complete 液,4℃12000rct离心15min得到蛋白样品,应用BCA分析试剂测定蛋白浓度,50 μg蛋白质在SDS-PAGE 电泳分离,5%脱脂奶粉室温封闭2 h,一抗4℃过夜,TBST洗膜3次,加入二抗室温孵育2 h,TBST洗膜3次。以GAPDH蛋白的表达为内参照。
血清IL-17、IL-22、IL-6水平采用ELISA法检测,试剂盒购自武汉伊莱瑞特生物科技有限公司,操作严格按照说明书执行。
1.4 统计学方法
应用SPSS 22.0软件处理,计量资料采用(x—±s)表示,多组间比较采用方差分析。检验水准为α=0.05,当P<0.05为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 各组瘤体体积比较
给药后,5-FU组,低、中、高剂量组瘤体体积均小于空白组,5-FU组瘤体体积均小于低、中剂量组,5-FU组瘤体生长抑制率均高于低、中剂量组,差异均有统计学意义(P<0.05),见表2。
2.2 各组STAT3、RORγt mRNA表达情况
中、高剂量组STAT3、RORγt mRNA表达量均低于空白组、5-FU组、低剂量组,差异均有统计学意义(P<0.05),见表3。
2.3 各组STAT3、RORγt蛋白表达情况
中、高剂量组STAT3、RORγt蛋白蛋白表达均低于空白组,差异均有统计学意义(P<0.05),见图1。
2.4 血清Th17相关炎症因子水平
低、中、高剂量组血清IL-17、IL-22、IL-6水平均低于空白组,中、高剂量组血清IL-17、IL-22、IL-6水平均低于5-FU组和低剂量组,差异均有统计学意义(P<0.05),见表4。
3 讨论
根据胃癌临床表现,可将其归属于中医“积聚”范畴,其多由饮食不节日久致胃失和降或痰热毒瘀交阻于胃而成,病机总属虚实夹杂,因此当健脾益气以补虚,活血散结以祛邪[4]。
本研究中,给药后,5-FU组,低、中、高剂量组瘤体体积均小于空白组,5-FU组瘤体体积均小于低、中剂量组,5-FU组瘤体生长抑制率均高于低、中剂量组。表明中、高剂量的扶正口服液对于胃癌小鼠均有抗癌抑瘤作用,剂量越高,效果越明显,高剂量的扶正口服液效果与胃癌常用的抗肿瘤药5-氟尿嘧啶无明显差别。扶正口服液组成为莪术、丹参、当归、黄连、蒲公英、白花蛇舌草、党参、白术、半夏、陈皮、茯苓、甘草。其中党参、当归可补气养血,白术、茯苓健运脾胃,以除胃癌病久之虚,莪术、丹参活血行气,半夏、陈皮燥湿化痰,蒲公英、白花蛇舌草散结消癥,与黄连合用还可清热解毒,甘草调和诸药,固护胃气,诸药合用则补气养血与健脾护胃并举,痰、湿、瘀、热、毒共治,扶正与祛邪兼顾[5-7]。
研究证实[8-9],Th17在胃癌患者中明显升高,其释放的炎性介质可促进肿瘤新生血管的形成,同时还可导致Th17/Treg的免疫失衡,进而加重胃癌患者的免疫抑制,促进胃癌细胞的生长、侵袭。Th17细胞主要分泌IL-17、IL-22、IL-6等促炎因子发挥促炎作用,诱导肿瘤进展,同时IL-6分泌过多,还可使抑炎因子TGF-β负相调控T细胞,使其向Th17分化,减少Treg细胞数量,加重机体炎症反应[10-11]。而STAT3-RORγt信号通路与Th17的分化及促炎机制密切相关,STAT3是Th17增殖的信号转导通路代表因子,而RORγt则是其特异性转录因子,当STAT3功能亢进时,STAT磷酸化增加,并可提高bcl-2和bcl-xL對机体炎症细胞的抗凋亡作用,促进T淋巴细胞增殖及毒性T细胞反应,进而增加Th17细胞的分化及加重机体炎症损伤。此外,STAT3上调还可激活RORγt的过度表达,已有研究[12]显示,RORγt缺乏小鼠,其Th17细胞数量明显低于正常小鼠,而在初始T细胞中加入编码RORγt的逆转录病毒,可明显促进IL-17、IL22等Th17相关因子的分泌。
本研究还显示中、高剂量组STAT3、RORγt mRNA均低于空白组、5-FU组和低剂量组,蛋白表达量均低于空白组,此外,低、中、高剂量组血清IL-17、IL-22、IL-6水平均低于空白组,中、高剂量组血清IL-17、IL-22、IL-6水平均低于5-FU组和低剂量组。表明扶正口服液可通过下调STAT3、RORγt表达,抑制Th17细胞分化,减少Th17相关细胞因子分泌,抑制Th17细胞分化,进而发挥抗癌作用,其效果与剂量相关,较低剂量时无明显作用。而5-氟尿嘧啶则无此调控作用,其抗癌机制与扶正口服液并不相同。
综上所述,高剂量扶正口服液可下调STAT3、RORγt的表达,进而抑制胃癌小鼠Th17的分化发挥抑瘤作用。