艾灸胃经穴调控EGFR 信号通路对胃癌细胞生长的抑制作用及其机制研究*
2022-01-26聂瑞华
聂瑞华 龚 安
(江西中医药大学岐黄国医书院,江西 南昌 330025)
胃癌是我国发病率、致死率较高的恶性肿瘤之一,由于胃癌病因尚未完全清楚,实施针对病因的一级预防非常困难,因此有效防治胃癌前病变,阻断其向胃癌发展,已经成为预防胃癌、减少其发病率的重要途径[1]。现代医学对胃癌的防治效果尚不理想,但中医药防治胃癌具有疗效较好、不良反应少等特点,中医药对慢性萎缩性胃炎癌前病变具有较好的临床疗效。并且经临床研究证实,艾灸对胃癌等恶性肿瘤性疾病有很好的防治作用[2]。恶性肿瘤作为机体在多种复杂不良因素作用下,引起细胞信号传导紊乱导致相关基因表达失调而发生的分子疾病,现研究发现,其信号传导系统的缺陷和异常活化与肿瘤发生、发展及预后的关系已成为肿瘤分子生物学的研究热点,同时通过干预信号传导途径治疗肿瘤也成为生物治疗的新兴领域[3,4]。EGFR 信号通路是关键的细胞增殖和凋亡相关信号通道之一,该通路的调控紊乱与胃癌等许多恶性肿瘤的发生、发展密切相关,因此干预该信号通路已成为肿瘤靶向治疗的热点[5]。对此本研究选取纯系合格SD 大鼠100 只进行研究,通过探讨艾灸胃经穴抑制胃癌细胞生长的信号转导机制,揭示艾灸胃经穴抑制胃癌细胞生长的调节位点。
1 材料与方法
1.1 实验动物及分组研究选取纯系合格SD 大鼠100 只,雄性,SPF 级,4 周龄,大鼠群养于垫锯木屑的饲料笼中,每笼5 只,控制室温22 ℃,相对湿度50%,采用自然光暗周期,自由饮水,检疫3 周后分组实验。按随机数字表法随机分为5组,即正常组、艾灸胃经穴组、艾灸对照点组、艾灸胃经穴+PD153053组和艾灸对照点+PD153053组,每组20 只。正常饲养1 周后,艾灸胃经穴组、艾灸对照点组第2 日起即给予相应处理,至第20 周结束;模型组造模后不予任何治疗;正常组不作任何处理,采用同等条件饲养,第20 周后处死所有大鼠。
1.2 实验仪器与试剂CW0889 哺乳动物细胞抽提试剂盒.康为世纪CW2333SRIPA Lysis Buffer(Str ong)(康为世 纪),CW0049ECL 高灵敏度化 学发光检测试剂盒康为世纪,CW0048ECL 低背景学发光检测试剂盒(康为世纪),CW02029 一步法快速WB(HRP)试剂盒(兔)(康为世纪),CW02030 一步法快速WB(HRP)试剂盒(鼠)康为世纪,CW0056 蛋白印迹膜再生液(康为世纪),ZS-2 板式酶标仪天津泰斯特202-2AB 电热恒温箱湘仪(贝克),TGL-20M 台式高速冷冻离心机(EREE),Jan-78 磁力搅拌器(江苏其林贝尔),XW-80A 涡旋混合器(浙江巩义),800台式低速离心机(贵阳学通),PHS-802 中文台式酸度计图像分析软件(光密度值读取):Gel-Pro analyzer 4。
1.3 实验方法
1.3.1 选穴与取穴选取大鼠足阳明胃经梁门、足三里穴为治疗穴位,对照点为梁门、足三里穴外1 cm,其中足三里位于膝关节后外侧,在腓骨小头下约5 mm 处;梁门位于腹正中线与乳头线之间的中点,脐上4 寸。研究开始时将左右腓骨小头前下方和剑突下方两侧的体毛除去,确定穴位后用苦味酸作标记,备用。
1.3.2 艾灸方法将大鼠捆缚于鼠板,正常组、胃经对照组和药物对照组大鼠每天捆绑30 min;艾灸胃经穴组和艾灸对照点组大鼠,定位剪毛,将艾条固定于自制艾灸支架上,使艾灸穴位孔(直径2~3 mm)垂直距离大鼠胃经梁门、足三里穴位或非穴对照点0.5 cm,点燃施灸,每日1 次,每次30 min,持续1周,每次取单侧,两侧交替使用。
1.3.3 标本采集所有动物实验结束后,称取大鼠体质量,禁食不禁水24h,2%戊巴比妥钠腹腔注射麻醉,剖腹、切开胃,取1/3腺胃部钝性分离胃黏膜组织,给予标号。(1)艾灸血清的制备:于末次艾灸后1~2h内于大鼠腹主动脉取血,低温4℃离心(3000r/min,5min),取上层血清,分装,保存于-80℃冰箱,作用于细胞培养体系前置于56℃水浴中30min灭活。(2)肿瘤细胞培养及孵育:①将人胃腺癌细胞株SGC7901培养于含10%胎牛血清的RPMI-1640培养基(含青霉素100U/mL,含链霉素100U/mL)中,置于37℃、饱和湿度、5%CO2的培养箱内常规传代培养。倒置相差显微镜下观察细胞呈贴壁生长,形态良好无退化,待其铺满瓶壁70%~80%时,以0.25%胰蛋白酶消化传代,每2~3d传代1次,隔日换液。取对数生长期细胞,弃原培养液,加PBS液冲洗2次,再用0.25%胰蛋白酶消化,机械吹打制成单细胞悬液,以1000r/min离心5min,弃上清液,加入适量的RPMI-1640培养基调整适宜的细胞浓度。②取对数期生长的胃癌细胞株,用0.25%胰蛋白酶消化,计数,以每孔100μL接种于96孔板中,使待测细胞密度1×104个细胞/孔,5%CO2,37℃孵育,至细胞单层铺满孔底(约24h)后,EGFR阻断组加入10μmol/LPD153035在37℃下共同孵育30min,然后加入5%、10%、20%浓度梯度的艾灸血清培养液(艾灸组)或1μg/mL、2μg/mL、4μg/mL浓度梯度的艾灸对照点组,每孔100μL,每浓度设5个复孔,5%CO2,37℃继续孵育48h后,每孔加入20μLMTT溶液(5mg/mL,即0.5%MTT),继续培养放入CO2培养箱4h。终止培养,小心吸取孔内培养液。每孔加入150 μL 二甲基亚砜,置摇床上低速振荡10 min,使结晶物充分溶解,然后进行相关指标检测。
1.4 观察指标观察大鼠胃癌细胞EGFR 基因的表达,并利用Western blot 法检测胃癌细胞经EGFR 阻断前后p ERK 的表达,采用RT-PCR 法检测胃癌细胞经EGFR 阻断前后c-myc 基因的表达[6]。
1.5 统计学方法采用SPSS 23.0 统计软件对所得数据进行分析处理,计量资料用()表示,t 检验,多组间比较行方差分析,多组间两两比较用SNK-q 检验,以P<0.05 为差异具有统计学意义。
2 结果
2.1 大鼠胃癌细胞EGFR基因的表达 5组大鼠癌细胞EGFR 基因表达差异均存在统计学意义(P<0.05)。见表1。
表1 大鼠胃癌细胞EGFR 基因的表达 ()
表1 大鼠胃癌细胞EGFR 基因的表达 ()
2.2 大鼠胃癌细胞EGFR阻断前后p ERK 的Western blot 检测结果 5组大鼠胃癌细胞EGFR 阻断前后p ERK 的Western blot 检测结果对比差异均存在统计学意义(P<0.05)。见表2。
表2 大鼠胃癌细胞EGFR 阻断前后p ERK 的Western blot 检测结果 ()
表2 大鼠胃癌细胞EGFR 阻断前后p ERK 的Western blot 检测结果 ()
2.3 大鼠胃癌细胞EGFR阻断前后c-myc 基因的表达 5组大鼠胃癌细胞EGFR 阻断前后c-myc 基因的表达差异对比存在统计学意义(P<0.05)。见表3。
表3 大鼠胃癌细胞EGFR 阻断前后c-myc 基因的表达()
表3 大鼠胃癌细胞EGFR 阻断前后c-myc 基因的表达()
3 讨论
经研究表明[7],胃癌的形成并不只是由正常细胞向癌细胞演变的过程,它同时还是一个涉及多基因、多步骤的渐进过程,其中物理化学因素、感染因素、遗传因素等均可诱发该疾病,而且物理化学因素是慢性萎缩性胃炎癌前病变的主要原因。目前,临床对于该疾病的治疗以抑制或中和胃酸的药物、根除幽门螺杆菌的药物和保护胃黏膜的药物为主,必要时可长期补充抗氧化维生素、叶酸和β 胡萝卜素来预防或阻断胃癌癌前病变的发生[8]。在中医的认知中,胃癌癌前病变多将其划分至“胃脘痛”和“嗳气”等范畴。早在《灵枢·经脉》就已有相关记载“足阳明之脉,是动则病,食则呕,胃脘痛”,故而普遍认为该疾病的发病基础与脾胃虚弱密切相关,而其主要病机为本虚标实、虚实夹杂[8]。有研究发现[9],对于胃癌等恶性肿瘤采用中医艾灸疗法具有显著的防治效果,其中足阳明经是治疗胃腑病症的首选经脉,足三里既是胃经的合穴,又是胃的下合穴,对该穴位进行艾灸治疗可以有效地发挥调节脾胃,助理运化的作用。但其具体的作用机制如何,尚缺乏相关的研究。
在本研究中以100 只4 周龄清洁级SD 大鼠为实验对象,分为正常组、艾灸胃经穴组、艾灸对照点组、艾灸胃经穴+PD153053组和艾灸对照点+PD153053组,实验20 周后处死制备血清检测相关指标,以EGFR 信号通路为切入点进行研究,结果发现,5组在EGFR 基因表达、p ERK 的Western blot 检测结果 和c-myc 基因表达方面差异均存在统计学意义(P<0.05)。究其原因可以发现,恶性肿瘤是机体在多种复杂不良因素作用下,引起细胞信号传导紊乱导致相关基因表达失调而发生的分子疾病,而EGFR 信号通路则是造成细胞增殖和凋亡相关信号通道之一,与疾病的发生和发展之间具有重要意义[10]。经研究发现[11],EGFR 是具有酪氨酸蛋白激酶活性的跨膜受体,其配体包括EGF、转化生长因子α(TGF-α)、肝素结合EGF 样生长因子等,通过介导多种途径的信号通路调控细胞的生长、分化、增殖、迁移和存活等。EGFR 普遍表达于上皮细胞,它的过度表达或突变常与胃癌等许多恶性肿瘤的发生密切相关。EGFR信号通路在正常组织中多呈关闭状态,而在肿瘤组织中被激活开放,其下游信号转导通路主要包括Ras/Raf/MEK/ERK 途径,JAK/STAT 途径和PI3K/Akt途径,其中Ras/Raf/MEK/ERK 途径与肿瘤增殖的关系最为密切。EGFR 激活后可相继活化Ras、Raf、MEK,然后特异性的激活其下游蛋白激酶ERKl/2,最后转入核内调节核内转录因子,如c-fos,N-κB 等,启动相关基因的转录,调控细胞增殖、凋亡等过程[12,13]。除此以外,还有研究发现,EGFR 的信号传导通路并不是独立存在的,各个通路之间存在交叉,使细胞的最终效应受到多种因素的综合调控[14]。另外,给予外源性EGF 或刺激内源性EGF 分泌的药物对实验动物的胃癌前病变有明显的病理逆转作用,且不增加癌基因如Cerb-B2 的表达。临床上促进EGF 内、外源性分泌的胃黏膜保护剂对胃癌前病变有逆转治疗作用[15]。
综上所述,艾灸胃经穴可以干预EGFR 信号通路对癌细胞的介导增长作用,并在PD153035 阻断后有效抑制癌细胞的增殖和迁移,从而控制病情的发展,发挥显著的治疗效果。