全 文 :基金资助:中国博士后基金资助(2013M541316);吉林省卫生厅科研
课题(2013Z097)
*通讯作者
文章编号:1007-4287(2015)09-1450-04
重楼皂苷通过内质网应激抑制荷瘤小鼠移植瘤生长
张嘉玲,郑长军,杨瑞琦,王 飞,范丽梅*
(吉林大学第二医院,吉林 长春130041)
摘要:目的 探讨重楼皂苷Ⅶ联合顺铂抑制荷瘤小鼠移植瘤生长的分子机制。方法 SKOV3细胞皮下接种
NOD/SCID小鼠,待移植瘤形成后,荷瘤小鼠随机分为4组(n=10):对照组、低剂量重楼皂苷Ⅶ组(LD组)、中剂量重
楼皂苷Ⅶ组(MD组)、高剂量重楼皂苷Ⅶ组(HD组)。15天后,分离肿瘤组织,测定肿瘤体积和重量及抑瘤率;
TUNEL染色和 Western blot检测肿瘤细胞凋亡及其机制。结果 在 HD组中,肿瘤重量抑制率达57.98%,体积抑
制率达55.11%,细胞凋亡率达42.39%,与对照组相比有统计学差异。经重楼皂苷作用后,凋亡相关基因Bcl-2表达
减少,Bax蛋白表达增加;内质网相关基因GRP78和CHOP表达均增加。结论 重楼皂苷能有效促进肿瘤细胞凋
亡,并且这种凋亡是由内质网应激介导的。
关键词:重楼皂苷Ⅶ;移植瘤;凋亡;内质网应激
中图分类号:R285.5 文献标识码:A
Inhibition of tumor growth in tumor-bearing mice by polyphylins via endoplasmic reticulum stress ZHANG Jia-ling,
ZHENG Chang-jun,YANG Rui-qi,et al.(The Second Hospital of Jilin University,Changchun130041,China)
Abstract:Objective To investigate the molecular mechanism of inhibiting of tumor growth in tumor-bearing mice
by polyphylinⅦand cisplatin.Methods SKOV3cels were inoculated subcutaneously into NOD/SCID mice,and the
tumor-bearing mice were randomly divided into four groups(n=10):the control group,low-dose of polyphylinⅦ
group(group LD),medium-dose of polyphylinⅦgroup(group MD),high-dose of polyphylinⅦgroup(group HD).
15days later,the tumor tissues were isolated and measured volume and weight to calculate the tumor inhibition rate;the
tumor cel apoptosis and its mechanism were determined by TUNEL staining and Western blot.Results In group HD,
the weight inhibition rate was 57.98%,volume inhibition rate was 55.11%,and the apoptotic rate was 42.39%,there
was a significant difference compared with the control group.After treatment of polyphylinⅦ,the expression of Bcl-2
was decreased and the expression of Bax was increased;the expression of GRP78and CHOP,the endoplasmic reticu-
lum-related gene,was increased too.Conclusion The polyphylins could effectively promote the apoptosis of tumor cels
via endoplasmic reticulum stress.
Key words:PolyphylinⅦ;xenografted tumor;apoptosis;endoplasmic reticulum stress
(Chin J Lab Diagn,2015,19:1450)
卵巢癌是女性生殖器官常见的恶性肿瘤之一,
其发病率仅次于子宫颈癌和子宫体癌而列居第三
位,严重威胁女性的健康。目前临床上卵巢癌的治
疗方案主要采用手术治疗联合化疗等综合治疗,但
其疗效也受到一定限制。研究表明,重楼皂苷作为
一种有效的中草药具有抑制肿瘤细胞增殖、诱导凋
亡等作用,其主要有效成份是重楼皂苷Ⅶ [1-3]。我
们前期研究表明重楼皂苷Ⅶ可有效抑制人肺腺癌细
胞A549增殖和卵巢癌细胞SKOV3增殖,并诱导其
凋亡,表明重楼皂苷Ⅶ具有良好的抗肿瘤作用。本
研究联合重楼皂苷Ⅶ和顺铂对接种SKOV3细胞的
荷瘤小鼠进行灌胃给药,观察重楼皂苷Ⅶ在体内抑
制肿瘤的效果,并明确其机制。
1 材料和方法
1.1 细胞培养
SKOV3细胞购自美国 ATCC 细胞库,在含
10%胎牛血清中的IMDM 培养液中,5%CO2,37℃
细胞培养箱中培养。细胞在倒置显微镜下形态为细
胞较大,贴壁生长,核大,细胞生长速度较慢。每隔
3天传代一次,待传代细胞数量达到实验所需量时,
取对数生长期细胞配成细胞悬液,计数活细胞浓度
达到1×107 个/ml,准备接种裸鼠。
1.2 荷瘤小鼠模型建立
50只雄性NOD/SCID小鼠购自吉林大学实验
—0541— Chin J Lab Diagn,September,2015,Vol 19,No.9
动物中心,在无菌通风环境中单笼饲养。接种部位
为裸鼠右侧腋部皮下,接种量为200μl卵巢癌耐药
细胞SKOV3。接种后每天观察移植瘤生长状况,
当移植瘤长径长至1cm左右时,准备后续实验。
1.3 动物给药
在所有荷瘤小鼠中,挑选40只移植瘤形成小
鼠,随机分为4组(n=10):对照组、低剂量重楼皂苷
Ⅶ(50mg/kg)+顺铂组(LD组)、中剂量重楼皂苷
Ⅶ(250mg/kg)+顺铂组(MD组)、高剂量重楼皂
苷Ⅶ(500mg/kg)+顺铂组(HD组)。在所有组中,
顺铂用量为50mg/kg,对照组用生理盐水代替。小
鼠灌胃给药,每天1次,共15天。15天后,处死小
鼠,分离肿瘤组织,测定肿瘤体积和重量及抑瘤率。
肿瘤体积等于V=1/2(长径 × 短径2),重量抑瘤
率(%)=(1-实验组平均瘤重/对照组平均瘤重)×
100%,体积抑瘤率(%)=(1-实验组平均体积/对
照组平均体积)×100%。
1.4 TUNEL染色
肿瘤组织用10%福尔马林固定24h后,制成石
蜡切片,切片常规脱蜡入水后,用罗氏公司TUNEL
试剂盒进行凋亡染色,具体操作按说明书进行。之
后,染色切片在400倍的光学显微镜下,随机选取5
个视野计算凋亡百分数的平均数(average rate of
apoptosis,ARA)。
1.5 Western blot
将100mg肿瘤组织置于液氮中研磨至粉末,
加入裂解液,BCA法蛋白定量,调整蛋白浓度至浓
度为 2.5μg/μL,震荡混匀后,100℃ 煮 5 min,
12 000g离心5min,上样50μg,电泳条件:浓缩胶恒
压80V,约20min;分离胶恒压100V。半干电转膜
仪转膜(30mA,90min);5%脱脂奶粉封闭,之后加入
羊抗鼠Bax、Bcl-2、兔抗鼠GRP78、CHOP一抗4℃过
夜,TBST洗膜,添加 HRP标记的二抗,室温轻摇30
min;然后加入ECL发光液,X线胶片曝光。
1.6 统计学分析
所有检测数据以均数±标准差(x—±s)表示,应
用SPSS17.0统计软件进行分析,所有数据采用
Student t检验,P<0.05考虑为有统计学意义。
2 结果
2.1 重楼皂苷抑瘤率
所有小鼠在实验周期结束前均存活,存活率为
100%。肿瘤剥离后称取重量,测量肿瘤长径和短
径,然后计算肿瘤体积。测量结果显示低剂量重楼
皂苷Ⅶ(LD组)能轻微抑制肿瘤生长,而中剂量和
高剂量(MD和 HD组)能有效抑制肿瘤生长,其重
量抑制率达52%和57.98%,体积抑制率分别达
45.12%和55.11%,重量和体积与对照组相比具有
显著统计学差异(P<0.05,表1)。
表1 重楼皂苷Ⅶ处理荷瘤小鼠后肿瘤重量和体积变化
重量(g) 重量抑制率(%) 体积(cm3) 体积抑制率(%)
对照组 2.1356±0.3453 0.4328±0.0451
LD组 1.7672±0.2891 17.25 0.3539±0.0769 18.23
MD组 1.0249±0.2789* 52.00 0.2375±0.0982* 45.12
HD组 0.8973±0.2038* 57.98 0.1943±0.0653* 55.11
LD组:50mg/kg重楼皂苷Ⅶ+顺铂组;MD组:250mg/kg重楼皂苷Ⅶ+顺铂组;HD组:500mg/kg重楼皂苷Ⅶ+顺铂组。*P<0.05。
2.2 重楼皂苷促进肿瘤细胞凋亡
TUNEL染色检测肿瘤细胞凋亡发现,在 MD
和 HD组中,多数细胞核呈棕色颗粒,可见细胞表面
伪足出现,微绒毛等消失,细胞皱缩,变形,体积变
小,细胞核中染色质浓缩,早期染色质聚集于核膜边
呈新月形或环形,晚期碎裂。LD组中凋亡细胞相对
较少,与对照组相比没有明显差异。四组中细胞平
均凋亡率(ARA)见图1,其中,MD和 HD组与对照
组相比有显著的统计学差异(P<0.05)。
LD组:50mg/kg重楼皂苷Ⅶ+顺铂组;MD组:250mg/kg重楼皂苷
Ⅶ+顺铂组;HD组:500mg/kg重楼皂苷Ⅶ+顺铂组。*P<0.05。
图1 重楼皂苷Ⅶ处理荷瘤小鼠后肿瘤细胞凋亡率
—1541—中国实验诊断学 2015年9月 第19卷 第9期
2.3 凋亡相关蛋白Bax和Bcl-2表达变化
Bax和Bcl-2基因是两个重要的凋亡基因,Bax
促进细胞凋亡,Bcl-2抑制细胞凋亡。Western blot
结果显示随着重楼皂苷Ⅶ浓度的增加,Bcl-2表达减
少,而Bax蛋白表达增加(图2),提示经重楼皂苷Ⅶ
和顺铂联合作用后,肿瘤生长受到抑制,这也与
TUNEL染色结果一致。
2.4 内质网应激相关蛋白GRP78和CHOP的表达
Western blot检测了内质网应激途径相关蛋白
表达结果发现,重楼皂苷处理移植瘤后,GRP78表
达明显上调,且存在剂量依赖效应,引起内质网应
激,从而促进肿瘤细胞凋亡。同时,GRP78的上升
也会引起上调CHOP的表达(图3),从而介导凋亡,
提示重楼皂苷诱导的细胞凋亡是通过内质网应激介
导的。
LD:50mg/kg重楼皂苷Ⅶ+顺铂;MD:250mg/kg重楼皂苷Ⅶ+顺
铂;HD:500mg/kg重楼皂苷Ⅶ+顺铂
图2 Western blot检测凋亡相关基因Bcl-2和Bax的表达
LD:50mg/kg重皂苷Ⅶ+顺铂;MD:250mg/kg重楼皂苷Ⅶ+顺铂;HD:500mg/kg重楼皂苷Ⅶ+顺铂。
图3 Western blot检测内质网应激相关基因GRP78和CHOP的表达
3 讨论
本研究发现重楼皂苷Ⅶ联合顺铂能有效抑制移
植瘤生长,且没有任何副作用,提示重楼皂苷是一种
具有抗肿瘤效应的中药成份。移植瘤细胞凋亡是通
过内质网应激反应介导的,这也与我们体外实验相
一致。颜[4]等发现重楼皂苷对10种肿瘤细胞株均
有细胞毒作用,如人肺癌细胞 A549、人乳腺癌细胞
MCF-7、人结肠腺癌细胞 HT29,人肾腺癌细胞
A498等等,提示重楼皂苷具有广谱的抗肿瘤效应。
重楼皂苷中活性成份较多,如重楼皂苷Ⅰ、Ⅱ、Ⅵ、Ⅶ
等。有研究表明重楼皂苷I在体外能阻滞人肝癌
SMMC-7721细胞株的生长并诱导其凋亡,说明重楼
皂苷其中的单一成份也能有效抑制肿瘤生长[5]。我
们的研究则认为重楼皂苷Ⅶ是一种有效活性成份,
在随后的研究中,我们将比较重楼皂苷各成份之间
抗肿瘤效应的作用,确定最有效的成份。
目前研究表明,细胞凋亡和内质网应激有密切
关系。内质网功能损伤则会引起内质网应激,内质
网通过激活未折叠蛋白质反应(UPR)来保护这种细
胞损伤,恢复细胞功能;但长期的内质网应激会诱导
内质网相关性细胞凋亡,消除受损细胞,诱导内质网
分子伴侣glucose-regulated protein78(GRP78)、转
录因子 growth arrest and DNA-damage-inducible
gene 153(GADD153/CHOP)等内质网应激相关因
子的表达[6-8]。我们有研究结果表明重楼皂苷处理
移植瘤后,GRP78和CHOP的表达均明显上调,表
明内质网应激反应正在进行。Bcl-2家族在内质网
应激反应性凋亡中起着重要的作用,Bcl-2能够抑制
内质网应激引起的细胞凋亡,而Bax的缺失可保护
由内质网应激引起的细胞凋亡[9-11]。本研究结果也
表明随着重楼皂苷Ⅶ浓度的增加,Bcl-2表达减少,
而Bax蛋白表达增加,提示Bcl-2家族参与了内质
网应激介导的细胞凋亡。本研究为临床上治疗卵巢
癌提供了动物实验依据,有一定的临床意义。
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1356.
(收稿日期:2014-03-22)
基金项目:吉林省中医药管理局(吉中医药发[2013]61)
*通讯作者
文章编号:1007-4287(2015)09-1453-02
泽泻对高脂血症大鼠模型TC及LDL-C的影响
王 璞1,刘明晖2*,王长宏2,赵树华2,孔祥怡1
(1.吉林大学临床医学院2013级,吉林 长春130033;2.吉林大学中日联谊医院 中医科)
高脂血症是临床上一类常见的以脂质代谢异常为病因
引起的临床综合征[1]。随着他汀类药物在心脑血管疾病预
防和治疗的应用,其有效性与安全性的问题亦倍受关注。他
汀类药物的诸多不良反应也是制约其临床应用的重要方
面[2、3]。而相对于西药,中药越来越多地应用于治疗高脂血
症中,中药降脂疗效肯定、持续、副作用小[4]。现代药理学发
现,中药的降脂作用主要从调节血脂代谢、抑制胆固醇的吸
收及促进排泄来实现[5],为应用中药治疗高脂血症提供了理
论依据[6]。本文通过对泽泻药理作用的研究,探讨其对高脂
血症大鼠TC及LDL-C的影响。
1 材料与方法
1.1 实验动物 健康成年雄性 Wistar大鼠40只,SPF级,
体重200±20g,由吉林大学基础医学院实验动物中心提供,
合格证号:SCXK(吉)20070003,给予基础饲料(米粉30%、玉
米粉30%、麦麸26%、黄豆粉10%、盐1%、鱼肝油2%、核黄
素1%,由吉林大学基础医学院实验动物中心提供)喂养,通
风、光照良好,自由进食与饮水。
1.2 实验用药 高脂饲料:基础饲料90%、胆固醇2%、猪
油7%、胆盐1%,由吉林大学中日联谊医院中心研究室配
制。泽泻:产地福建,由吉林大学中日联谊医院中药房提供。
辛伐他汀:杭州默沙东制药有限公司,规格:20mg/片,批号:
121028。总胆固醇(TC)、低密度值蛋白胆固醇(LDL-C)试剂
盒:长春迪瑞科技股份有限公司。
1.3 仪器设备 全自动生化分析仪(长春迪瑞科技股份有
限公司,型号:CS-600B),台式高速冷冻离心机(无锡市瑞江
分析仪器有限公司,型号:RJ-TGL-16GA)。
1.4 方法
1.4.1 中药制备 将泽泻生药加水浸泡30min,煎煮浓缩
至每亳升含生药0.5g。
1.4.2 实验动物分组 雄性 Wistar大鼠40只,适应性饲养
7d后,随机分为5组:正常血脂对照组8只(Ⅰ)、高脂血症
对照组8只(Ⅱ)、小剂量中药组8只(Ⅲ)、大剂量中药组8
只(Ⅳ)、西药组8只(Ⅴ)。
1.4.3 造模方法 后4组给与高脂饮食(配方如前述),造
模时间为15d,于造模前后分别取血,测定其血清中总胆固
醇(TC)、低密度值蛋白胆固醇(LDL-C)含量,待血清中TC、
LDL-C含量明显高于造模前(P<0.05)时,说明高脂血症动
物模型制备成功,正常血脂对照组继续给予基础饲料。
1.4.4 治疗给药 每日1次,上午9:00开始,正常血脂对
照组按5ml/kg给予泽泻水煎液灌胃给药,小剂量组与大剂
量组分别按5ml/kg、10ml/kg给予泽泻水煎液灌胃给药,西
药组给予辛伐他汀水溶液,按2.5mg/kg灌胃给药,高脂血
症对照组给予等量蒸馏水灌胃。
1.4.5 标本采集与保存 于治疗给药后第21d对大鼠进行
眼眶静脉取血,分离血清,置-20℃冰箱保存待测。
—3541—中国实验诊断学 2015年9月 第19卷 第9期