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蒲葵子水提液对人肝癌细胞株HepG2凋亡的作用



全 文 :综上所述,本实验中大鼠在布比卡因脊髓神经毒
性后,6 和 12 h接受 GM - 1 治疗均可以提高脊髓组织
bcl - 2 mRNA的阳性表达,抑制脊髓神经早期细胞凋
亡;且早期治疗效果好。
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(收稿日期:2015 - 08 - 25 编辑:林培德)
* 国家级大学生创新创业训练计划项目(编号:201410599011)
△通信作者。E - mail:1048912839@ qq. com
蒲葵子水提液对人肝癌细胞株 HepG2 凋亡的
作用*
何思远,罗翠,覃寿阳,莫小莹,罗艳红,邹佳峻△
右江民族医学院医学检验学院(广西百色 533000)
【摘要】 目的 研究蒲葵子水提液对人肝癌细胞株 HepG2 的凋亡作用和机制。方法 将蒲葵子水提液作
用于传代培养的人肝癌细胞株 HepG2(蒲葵子治疗组) ,设置未加蒲葵子水提液的 HepG2 为对照组,采用 MTT 法
检测蒲葵子水提液对 HepG2 细胞增殖的抑制作用,通过测出的最低吸光度值来确定药物作用的最佳浓度,流式细
胞仪(FCM)测定蒲葵子水提液作用前后的细胞凋亡率,ELISA 测定 Bcl - 2、Bax 因子的含量和细胞分泌的 VEGF
水平。结果 蒲葵子水提液作用于人肝癌细胞株 HepG2 24 h后的最佳药物量为 100 μL,作用后的细胞抑制率为
41. 4%,凋亡率为 9. 0%,蒲葵子治疗组与对照组相比,Bcl - 2 含量下降(P < 0. 01) ,Bax 含量上升(P < 0. 05) ,
Bcl - 2 /Bax下降(P < 0. 05) ,VEGF分泌量下降,差异有统计学意义(P < 0. 05)。结论 蒲葵子水提液对人肝癌细
胞株 HepG2 有促凋亡作用,其机制是 Bcl - 2 含量下降,Bax含量上升,Bcl - 2 /Bax显著下降。同时,蒲葵子水提液
能抑制肿瘤血管的形成。
【关键词】 蒲葵子;HepG2;凋亡机制
肝癌是病死率很高的难治性恶性肿瘤,我国为肝
癌的高发区,其病死率位居肿瘤的第 2 位,全球每年肝
癌死亡病例中约有半数在中国[1],肝癌已成为严重危
害我国人民生命健康的疾病。化疗、放疗等常规疗法
不良反应大,影响患者的生活质量。临床疗效观察研
究表明,中草药治疗能有效的稳定患者病情,改善临床
症状[2],配合手术、放化疗等治疗可防止肿瘤复发转
移,解毒增效,消灭癌细胞,使部分患者肿瘤缩小,延长
患者生存期[3]。故低毒、有效的天然抗肿瘤药物成为
了肿瘤治疗的新方法和研究热点。蒲葵为棕榈科蒲葵
属常绿乔木,蒲葵的种子(简称“蒲葵子”)具有凉血止
血、止痛功效和抗癌作用,对慢性肝炎、白血病、食管
癌、胃癌和子宫颈癌有一定的治疗作用[4]。目前,国内
外已有关于蒲葵子抗癌活性成分及抗肿瘤作用的报
道,但未见到关于蒲葵子对人肝癌细胞株 HepG2 的凋
亡作用及机制的研究报道。为此,2014 年 1 月至 2015
年 10 月,本研究针对蒲葵子的抗癌作用,对蒲葵子水
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DOI:10.13820/j.cnki.gdyx.2016.15.010
提液促人肝癌细胞凋亡的作用及机制进行研究。
1 材料与方法
1. 1 实验材料
1. 1. 1 细胞株 人肝癌细胞株 HepG2 (上海细胞库)。
1. 1. 2 主要试剂 胰蛋白酶(0. 25%)、二甲基亚砜
(DMSO)、四甲基蓝(MTT,pH = 7,5 g /L) (武汉博士德
生物有限公司)、细胞凋亡试剂盒(上海劲马科技有限
公司)、蒲葵子(3 g,自采)。
1. 1. 3 主要仪器 CO2恒温培养箱(MCO - 18AIC) ;
生物安全柜(BHC_1300HA /B) ;酶联免疫检测仪(RS_
232C) ;流式细胞仪(美国 BD医疗器械有限公司)。
1. 2 实验方法
1. 2. 1 蒲葵子水提液制备 3 g 蒲葵子加入 200 mL
纯净水中,煮沸,小火煮 15 min,浓缩至 60 mL,过滤取
上清液。
1. 2. 2 细胞传代培养 传代培养人肝癌细胞株
HepG2,用 0. 25%的胰酶消化后,加入培养液吹打制成
细胞悬液,培养后取对数生长期的细胞。
1. 2. 3 最佳药物浓度确定 MTT 法检测蒲葵子水提
液对 HepG2 细胞增殖的抑制作用,找出吸光度值最低
的最佳浓度。收集对数期 HepG2 细胞并调整为 5 ×
104 个 /mL接种于 96 孔板内,每孔 100 μL,2 h 时后设
置未加药的 HepG2 为对照组,以及 75、100、125 μL 蒲
葵子水提液处理组,均补足培养液至 200 μL。每组设
4 个复孔,置培养箱中培养 24 h。每孔加入 20 μL MTT
溶液(5 mg /mL,即 0. 5%MTT) ,继续培养 4 h。小心吸
弃上清,每孔加入 100 μL DMSO,充分振荡 10 min,使
结晶物充分溶解。用酶联免疫检测仪测量各孔的吸光
值(OD值) ,得出蒲葵子水提液最佳作用浓度。根据
公式抑制率(%)= (1 - 实验组平均值 /对照组平均
OD值)× 100%计算细胞生长抑制率
1. 2. 4 流式细胞仪测定细胞凋亡率[5] 将对数期细
胞调整为 5 × 105 个 /孔,细胞贴壁后,加入相应的适量
(1. 2. 3 确定的最佳浓度)的药物,置于 37℃、5% CO2、
95%O2 的细胞培养箱中,6 h 后停止培养,收集细胞,
按细胞凋亡试剂盒说明书处理细胞,膜联蛋白 V(An-
nexinV) ,碘化丙啶(PI)染色,上机,打出细胞凋亡图像
及凋亡百分率。
1. 2. 5 ELISA 检测细胞凋亡相关因子和血管内皮生
长因子(VEGF) 加药培养 24 h 后将细胞上清液收
集,12 000 r /min,4℃下离心 10 min,取上清液 50 μL,
按 Bcl - 2、Bax、VEGF等试剂盒说明书操作,用酶标仪
测各孔 450 nm下的 OD值,拟合标准曲线,确定线性范
围,将待测样本 OD值代入线性方程,最终得到各因子
的含量。
1. 3 统计学方法 采用 SPSS 13. 0 统计软件进行方
差分析和配对 t检验,P < 0. 05 为差异有统计学意义。
2 结果
2. 1 药物的最佳浓度 对照组、75、100、125 μL蒲葵子
水提液处理组 OD 值分别为 0、0. 319 ± 0. 008、0. 198 ±
0. 028、0. 148 ± 0. 008、0. 216 ± 0. 030,观测到细胞数目
与 OD值成正比,细胞数越少,则吸光度越低。由数据
可知蒲葵子水提液对肝癌细胞作用的最佳药物量为
100 μL。得到 24 h 时蒲葵子对细胞的抑制率为
41. 4%。
2. 2 细胞凋亡率检测结果 细胞凋亡以早期凋亡为
主,见图 1。蒲葵子组细胞凋亡率为 9. 0 ± 0. 4,对照组
为 7. 1 ± 0. 1,差异有统计学意义(P < 0. 01)。
A:蒲葵子组;B:对照组;Q2:早期凋亡;Q4:晚期凋亡
图 1 流式细胞术细胞凋亡图
2. 3 细胞凋亡相关因子等含量表达 药物作用 24 h
后,与对照组比较,蒲葵子组 Bcl - 2 含量下降,Bax含量
上升,Bcl - 2 /Bax 比值下降,差异有统计学意义(P <
0. 05,P < 0. 01) ,见表 1。而 VEGF 分泌量蒲葵子组为
0. 006 ± 0. 003,对照组为 0. 032 ± 0. 001,差异有统计学
意义(P < 0. 05)。
表 1 细胞因子含量表达 珋x ± s
因子 蒲葵子组 对照组
Bcl - 2 0. 044 ± 0. 006** 0. 061 ± 0. 001
Bax 0. 058 ± 0. 000* 0. 044 ± 0. 004
Bcl - 2 /Bax 0. 759 ± 0. 098* 1. 395 ± 0. 166
与对照组比较* P < 0. 05,**P < 0. 01
3 讨论
蒲葵为多年生植物,广泛分布于中国的南部地区,
药材资源丰富,蒲葵子易于取得。有研究报道,蒲葵子
提取物具有较好的体外抗肿瘤活性[5 - 9]。另有研究表
明,从蒲葵子中分离出的薯蓣皂苷元及 β -胡萝卜苷
是蒲葵子抑制癌细胞功能的主要有效成分[10]。临床
上,蒲葵子与其他成分配伍制成的复方金蒲片、复生康
胶囊对联合化疗和放疗具有增效作用,治疗原发性肝
癌效果显著[11 - 12]。
流式细胞术是用于细胞定量分析和分选的技术,
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是目前细胞凋亡分析和检测应用较多的一种方法,通
过检测细胞的凋亡数和凋亡指数,可以早期测定药物
的疗效。本研究采用 FCM AV结合 PI双染色法,可将
凋亡各时期的细胞以及死细胞区分开来。AV 是一种
磷脂结合蛋白,在细胞凋亡的早期,AV 与从细胞膜内
侧翻向外侧的磷脂酰丝氨酸(phosphatidylserine,PS)高
亲和力特异性结合,在发生细胞凋亡时,PS 外翻早于
细胞核的改变,AV 能更早地检测到凋亡细胞,故为检
测细胞凋亡的灵敏指标之一,PI 在凋亡中晚期细胞和
死细胞中能透过细胞膜使细胞核染红,AV 常与 PI 联
合使用,以区分凋亡细胞(AV + /PI - )与死亡细胞
(AV + /PI +)[13],由此得出细胞凋亡图像和百分率。此
检测方法具有检测速度快,采集数据量大,分析全面客
观的特点,是检测细胞凋亡较为理想的方法[13]。
本研究进行了预实验的浓度摸索,在设置好的 3
个药物浓度梯度中,寻找最佳的药物作用量,结果显
示,药物量为 100 μL 时,有最低的 OD 值,故蒲葵子水
提液最佳作用药量为 100 μL。将蒲葵子水提液药物量
设置为 100 μL,作用于 HepG2 细胞株 24 h,结果对肝
癌细胞 HepG2 的增殖有一定的抑制作用,其抑制率为
41. 4%。用流式细胞 AV结合 PI双染色法测定细胞凋
亡率,其结果为(9. 0 ± 0. 4)%,表明蒲葵子水提液能使
肝癌细胞 HepG2 凋亡。有研究表明,Bcl - 2 为抑制细
胞凋亡因子,Bax为促细胞凋亡因子[14],蒲葵子作用于
肝癌细胞株 HepG2 后,Bcl - 2 含量下降,Bax 含量上
升,同时 Bcl - 2 /Bax 比值下降,说明癌细胞发生了凋
亡。有研究表明,在细胞凋亡的两个进化保守的信号
转导途径中,Bcl - 2 家族成员的构成比例是凋亡调控
的关键因素,尤其是 Bcl - 2 /Bax 比值是启动细胞凋亡
的“分子开关”,Bcl - 2 为抑制细胞凋亡因子,Bax为促
细胞凋亡因子,Bax 和 Bcl - 2 通过形成同源或异源二
聚体来调节细胞凋亡,当 Bax 形成同源二聚体时诱导
细胞凋亡[16]。在人肝癌细胞 HepG2 凋亡过程中,蒲葵
子可抑制 Bcl - 2 因子的表达,促进 Bax 因子的表达,
Bcl - 2、Bax 在此过程中发挥了重要的作用,是关键的
凋亡因子[15];VEGF为促血管内皮细胞生长因子,在此
过程中给药组表达下降,说明蒲葵子可抑制肝癌细胞
HepG2 的血管形成,能抑制肿瘤发展。
综上所述,蒲葵子水提液能促进人肝癌细胞株
HepG2 的凋亡,通过 Bax和 Bcl - 2 的作用,使 Bcl - 2 /
Bax比值降低,共同调控人肝癌细胞株 HepG2 的凋亡。
这为蒲葵子药物的进一步研发与临床应用提供理论基
础,为治疗肝癌提供新的思路。
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