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白黎芦醇对人口腔鳞癌KB细胞增殖和凋亡的影响及其机制



全 文 :白黎芦醇对人口腔鳞癌 KB细胞增殖和凋亡的影响及其机制
杨征,张斌,米磊
(辽宁医学院附属第一医院口腔科,辽宁 锦州 121001)
摘 要:目的:探讨白藜芦醇对人口腔鳞癌 KB细胞的增殖及凋亡影响。方法:应用MTT比色法检测 Res对 KB细胞
体外生长的抑制作用;流式细胞仪测定细胞的周期和凋亡; Hoechst33258 荧光染料染色,显示凋亡细胞形态; Western blot
方法检测 survivin、Caspase - 3、Smac蛋白的表达。结果: Res能以剂量和时间依赖的方式抑制 KB 细胞生长,以剂量依赖
的方式使 KB细胞周期阻滞在 S期、诱导细胞凋亡; Hoechst33258 染色,可见细胞呈明显的凋亡特征; Western blot方法测
得 Res下调 KB细胞的 Survivin蛋白表达水平、增加 KB细胞胞浆的 Smac蛋白含量( P < 0. 01) 、同时活化 Caspase - 3 蛋
白。结论: Res可抑制 KB增殖,使细胞周期呈 S 阻滞并可诱导细胞发生凋亡,Survivin、Caspase - 3 和 Smac 基因参与了
Res诱导 KB细胞凋亡的作用。
关键词:白藜芦醇;口腔鳞癌;细胞周期 ;凋亡; Survivin; Caspase - 3; Smac
中图分类号: R2 - 03 文献标识码: B 文章编号: 1000 - 1719( 2011) 04 - 0740 - 03
The Research of Anti - Proliferation and Induction of Apoptosis of Resveratrol
on Human oral Squamous Cell Carcinoma KB Cells in Vitro
YANG Zheng,ZHANG Bin,MI Lei
( Department of Stomatology,the First Affiliated Hospital of Liaoning Medical College,Jinzhou 121001,Liaoning,China)
Abstract: Objective: To study the resveratrol on human oral squamous cell carcinoma cells proliferation and apoptosis. Meth-
ods: MTT colorimetric assay of KB cell in vitro growth inhibition; Cell cycle phase distribution and hypodiploid DNA was deter-
mined by flow cytometry; Hoechst33258 fluorescent dye staining,indicating apoptotic cell morphology; Western - blot method of
detection of survivin,Caspase - 3,Smac protein expression. Results: Res able to dose - and time - dependent manner inhibited KB
cell growth; A dose dependent manner makes KB cell cycle arrest in S phase and induce apoptosis; Hoechst33258 staining,show-
ing characteristics of apoptosis cells were significantly; Western - blot method measured Res down Survivin protein expression in
KB cells,and increase the KB cell cytoplasm Smac protein content( P < 0. 01) ,Caspase - 3 protein was activated. Conclusion: Res
inhibits proliferation of KB cell,the cell cycle arrest was S can induce apoptosis,Survivin,Caspase - 3 and Smac gene involved in
apoptosis of KB cell.
Key words: Resveratrol; KB; cell cycle; apoptosis; Survivin; Caspase - 3 Smac
收稿日期: 2010 - 07 - 02
基金项目:辽宁省教育厅高等学校科学研究项目( L2010315)
作者简介:杨征( 1972 - ) ,男,辽宁人,住院医师,学士,研究方向: 抗瘤
药物研究。
通讯作者:米磊( 1982 - ) ,男,陕西人,硕士研究生,研究方向:抗癌药物
研究。
流行病学及大量动物实验已经证实人类食物中的
许多天然成分可阻断肿瘤的发生和发展,具有良好的预
防和治疗肿瘤的作用。白黎芦醇( Resveratrol,Res) 是
1940年首次从毛叶黎芦( veratrum grandinorum) 的根部
分离得到的非黄酮类多酚化合物,分子式是 C14H1203,
分子量 228. 25,化学结构式是 3,5,4’-三轻基 -反 -
二苯乙烯。表明 Res 作为一种低毒的天然药物,对消
化、血液、呼吸、生殖等多个系统来源的多种肿瘤细胞,
在肿瘤的发生发展中发挥抑制效应,可显著抑制多种人
类肿瘤细胞的生长、诱导肿瘤细胞凋亡[1 -3]。但目前,国
际上对 Res在人口腔鳞癌方面的研究还远未深入。本
实验研究 Res对 KB细胞增殖与凋亡的影响,旨在证实
Res对舌癌具有潜在的治疗作用。
1 材料与方法
1. 1 细胞株 口腔鳞癌细胞 KB 购于中国典型培养
物保藏中心。
1. 2 药物及试剂 RPMI1640 培养基 ( 干粉) 购自美
国 Gibco公司;新生小牛血清购自杭州四季青有限公
司; DMSO、碘化丙啶、胰酶( 分装) 购自 Sigma 公司; 鼠
抗人 survivin、smac 购自北京中杉公司; 兔抗人
Caspase - 3 购自博奥森公司; Hoechst33258 染色试剂
盒为南京凯基公司; PVDF膜购自 Millipore公司。
白藜芦醇( Res) : sigma 公司,纯度 99%,用 DMSO
溶解配成 1O0mmol /L 的原溶液,分装,- 20℃避光保
存备用。实验前以 RPMI1640 培养液稀释成不同浓
度,DMSO终浓度 < 0. 5%。
1. 3 MTT法检测不同浓度 Res 对肿瘤细胞的抑制作
用 将 KB细胞密度调整为( 4 ~ 5 ) × 104 /mL 的细胞
悬液。96 孔板每孔加入细胞悬液 100μL,培养液
100μL,调零孔加入 200μL 培养液。实验组加入不同
浓度的 Res,使其终浓度分别为 6. 25、12. 5、25、50、
100、200、300μmol /L,对照组则加等量不含药物的培
养液。每个剂量 3 个平行孔。于 24、48、72h,各取一
块 96 孔培养板中,每孔加入新鲜配制的浓度为 5g /L
的 MTT20μL,继续培养 4h后取出培养板,小心吸弃培
养基,每孔加 DMSO150μL,轻轻震荡 10min后,用酶联
仪于 490nm处测出各孔吸光度值( OD 值) ,按下式计
算细胞抑制率: 细胞抑制率 ( % ) = ( 1 - 给药孔平均
OD值 /对照孔平均 OD值) × 100%。实验重复 3 次。
1. 4 流式细胞仪( FCM) 分析细胞周期 分别消化收
集以 0、12. 5、25、50 和 100μmol /L Res处理 24h 的 KB
·047· 辽宁中医杂志 2011 年第 38 卷第 4 期
DOI:10.13192/j.ljtcm.2011.04.169.yangzh.067
细胞,调整细胞浓度至 1 × 106 /mL 各取 lmL; 1000rpm
离心 5min,吸弃上清,PBS洗 1 次,加无水乙醇,置 4℃
固定过夜。检测时用 PBS洗细胞 2 次,PI 复合染液暗
处染色 30min后上流式细胞仪检测。
1. 5 流式细胞仪( FCM) 检测细胞凋亡 以 0、12. 5、
25、50、100 和 200μmol /L Res 处理 KB 细胞 24h,分别
消化收集各组细胞,调整细胞浓度至 1 × 106 /m 各取
1mL; PBS 洗涤 2 次后,弃上清液; 加入预冷的结合缓
冲液 100IL 重悬细胞,置冰浴; 加入 5IL AnnexinV /
FITC和 10IL PI 于细胞悬液中; 置于室温避光染色
30min;补加 400IL 结合缓冲液混悬细胞,流式细胞仪
进行检测,分析细胞凋亡的百分比。
1. 6 荧光显微镜观察凋亡 将预处理过的盖玻片置于
6孔板内,KB 细胞( 5 × 105 /孔) 接种过夜,加入 25、50、
100μmol /L的Res继续培养24h。PBS洗2次,固定液(甲
醇与冰乙酸的体积比为 3∶ 1) 固定 15min,PBS洗一次,加
Hoechst33258荧光染料 ( 5mg /L ,PBS配制) ,37℃避光孵
育 15min,封片,于荧光显微镜下观察、照相。
1. 7 Western blot 半定量检测 survivin、smac 及
Caspase3 蛋白表达 将 KB 细胞( 1. 5 × 106 /孔) 接种
于 6 孔培养板中过夜,实验分组及药物处理同上。吸
除培养液,PBS洗涤后,每孔加入细胞裂解液 50μL,获
得总蛋白。以牛血清白蛋白( BSA) 做标准品,测蛋白
浓度。取 50μg总蛋白经 10%聚丙烯酞胺凝胶电泳分
离后,转至硝酸纤维素膜上,5%脱脂牛奶 ( 含 0. 1%
Tween20 ) 封闭 1h,加兔抗 survivin 及鼠抗 smac、
Caspase3、β - actin 一抗 4℃孵育过夜 ( β - actin 做为
上样量对照) ,洗膜,加辣根过氧化物酶标记的二抗室
温孵育 2h,洗膜,ECL 法显色后 GIS 凝胶图像分析系
统拍照并分析处理。
1. 8 统计学方法 所有数据均为 3 次独立实验结
果,以均数 ±标准差( 珋x ± s) 表示,采用 SPSS 13. 0 统计
软件进行单因素方差分析和 t 检验。P < 0. 05 认为差
异有统计学意义。
2 结 果
2. 1 Res 对 KB 细胞生长的抑制作用 Res 在
12. 5μmol /L以下对 KB 细胞生长无显著影响,25μmol /
L Res处理细胞 KB48h 和 72h 后对细胞生长有抑制作
用( P < 0. 05) 。在 50 ~ 300μmol /L 浓度范围内,Res 作
用 24h后,对 KB 细胞的增殖有显著的抑制作用( P <
0. 01) ,并且随着 Res浓度的增加,对细胞的抑制率也逐
渐增加。同浓度的 Res 对 KB 细胞的抑制作用随着时
间的延长也逐渐增强,但无统计学意义( 见插页图 1) 。
2. 2 Res对 KB细胞周期分布的影响 KB 细胞在经
12. 5、25、50、100μmol /L Res处理 24h 后,随着浓度的增
加,G1 期比例逐渐下降,S 期比例逐渐升高,G2 期比例
逐渐下降,50、100μ mol /L Res处理后 G1 期下降和 S期
比例升高有统计学意义( P <0. 05) ( 见插页图 2) 。
2. 3 Res 对 KB 凋亡的影响 经 12. 5、25、50、100、
200μmol /LRes处理 KB细胞 24h后,随着浓度的增加,
细胞早期凋亡率和晚期凋亡及坏死率逐渐增加,且早
期凋亡率增加显著,Res浓度在 25μmol /L 以上有统计
学意义 ( P < 0. 05 ) 。提示 Res 以浓度依赖方式诱导
KB细胞发生凋亡和坏死,以凋亡为主。
2. 4 Hoechst33258 荧光染料染色 荧光显微镜下,空
白对照组正常细胞染色质均匀、核形态规则。实验组
KB细胞形态发生显著变化,呈现染色质边集、核固缩、
核片断化,凋亡小体形成。随着 Res浓度增加,凋亡细
胞明显增多,甚至出现大片细胞脱落形成细胞托失区
( 见插页图 3) 。
2. 5 Western blot 检测 survivin; smac 及 Caspase - 3
蛋白表达经 Res处理 24h后,经Westemblot检测:对照
组可见明显的 Survivin 蛋白条带,随着作用浓度的增
加,Survivin蛋白表达逐渐下降( P < 0. 01 ) ; 对照组仅
见极微弱的 Smac 蛋白条带,随着作用浓度的增加,
Smac蛋白表达逐渐增加( P < 0. 01) ;随着作用浓度的
增加,可检测到 Caspase - 3 的活化亚基,且随浓度增
大活化程度更明显( 见插页图 4) 。
3 讨 论
MTT 法检测药物对肿瘤细胞的抑制作用具有简
便、快速、灵敏度高、重复性好等优点,现已广泛应用于
抗癌药物的临床前研究中。本研究通过 MTT 法结果
表明,50 ~ 300μmol /L的浓度范围 Res对 KB细胞的增
殖有抑制作用,并且表现出时间依赖性和浓度依赖性。
笔者通过细胞周期分析发现 Res可引起 KB 细胞发生
S期阻滞,从而抑制了细胞增殖。这可能是 Res 抑制
口腔鳞癌细胞增殖的原因。但是,Res 对不同细胞系
的细胞周期分布的影响是不一致的[4 ~ 8]。这种细胞周
期的干预的差异可能与细胞系的不同特性有关。
Res除了化学预防和细胞周期调节作用外,还能
诱导肿瘤细胞发生凋亡。本研究中,AnnexinV 和 PI
双染提示 20 ~ 200μmol /L 处理口腔鳞癌癌细胞 24h
后,凋亡细胞数明显增多,并且有浓度依赖性,而坏死
的细胞数变化不如凋亡率显著,说明 Res 在该浓度范
围内诱导 KB细胞凋亡效应要强于引起细胞坏死的作
用,进一步证实诱导细胞凋亡是杀伤 KB 细胞的作用
机制之一。
近年发现 IAPs 在抑制细胞凋亡过程中发挥重要作
用,Survivin作为 IAP基因家族成员之一,主要表达于细
胞有丝分裂周期中的 S期及G2/M期[9],广泛表达于各种
肿瘤组织中,而在正常组织不表达或低表达,显示其在癌
组织中处于失控的表达状态[10 -12]。本研究结果表明,在
口腔鳞癌细胞 KB中 Survivin基因表达明显,随着 Res浓
度的增加及作用时间的延长,Survivin蛋白的表达逐渐降
低,并使 KB细胞生长阻滞于 S期,细胞发生凋亡。提示
调 Survivin蛋白的表达,从而可能下调其对终末效应蛋白
Caspase -3和Caspase -7的直接抑制作用或对 Caspase -
3的间接抑制作用,使细胞凋亡增加。
许多研究证明 Smac 参与线粒体途径的细胞凋
亡[13]。Res诱导 KB 细胞凋亡的过程中有 Smac 蛋白
表达增加,表明 Res增加 KB细胞浆内 Smac 蛋白含量
可能是通过促进 Smac 从线粒体内释放增加所致,从
而可通过结合 Survivin释放了凋亡过程下游执行分子
Caspase - 3,增强 Caspase - 3 的活性,发挥了促进口腔
鳞癌细胞凋亡的作用。
Fuldas等[14]为了检测 Res介导的细胞周期捕获是
否需要 Caspase 活性,用广谱的 Caspase 抑制剂
zVAD. fmk可以抑制 Res、TRAIL或 Res和 TRAIL联合
处理诱导的凋亡,但是 zVAD. fmk 不影响 Res 介导的
p53 和 p21 表达上调和 Survivin 表达下调、G1 期捕获。
提示 Res介导的对 TRAIL 诱导的凋亡的敏感性需要
Caspase - 3活性,但Res诱导的细胞周期捕获和p53,
·147·辽宁中医杂志 2011 年第 38 卷第 4 期
p21 或 Survivin 蛋白的表达的调节不需要 Caspase - 3
活性。那么 Res 诱导 KB 细胞凋亡的过程中是否有
Caspase - 3 的活化,本文用不同浓度的 Res 处理 KB
细胞 24h后,Caspase - 3 蛋白的表达水平随着作用浓
度的延长而增加,表明在 Res 可能通过裂解活化
Caspase - 3 蛋白而诱导 KB细胞凋亡。
总之,Smac 可通过两种途径促进凋亡,即对
Caspase 3 的蛋白水解作用和增强成熟 Caspase 3 的酶
催化活性,这两种功能都有赖于 Smac 与 IAPs 的相互
作用[15]。本研究结果表明,经过 Res 诱导作用,细胞
的 Survivin表达水平显著降低,而 smac 蛋白表达水平
上调,Caspase - 3 的蛋白被活化,提示 Res 可能促进
Smac释放增加,通过结合 survivin 释放了凋亡过程下
游执行分子 Caspase - 3,活化 Caspase - 3 蛋白,发挥了
促进 KB细胞凋亡的作用。
参考文献
[1] Marier JF,Chen K,Prince P,et al. Produetion of ex vivo lipopo-
lysaccl1aride - induced tumor necrosis faetor - alpha,interleukjn -1 beta,
and interleukin -6 is suppressed by trans - resveratrol in a concentration
- dependentmanner[J]. Can J Vet Res,2005,69( 2) :151 -154.
[2] Ulrich S,Woltern F,Stein JM. Molecuar mechanisms of the chemo -
preventive effects of resveratrol and its analogs in carcinogenesis[J].
Mol Nutr Food Res,2005,49( 5) : 452 - 461.
[3] Aziz MH,Reagan - Shaw S,Wu L,et al. Chemoprevention of skin
cancer by grape constituent,resveratrol: relevance to human disease
收稿日期: 2010 - 07 - 04
基金项目:甘肃省中管局资助项目( 07 - GZK - 31)
作者简介:付伟( 1975 - ) ,女,吉林长春人,讲师,博士研究生,研究方
向:为消化系肿瘤的诊断与治疗。
通讯作者:孙志广( 1963 - ) ,男,山东淄博人,教授,博士研究生导师,博
士,研究方向:消化系疾病的诊断与治疗。
[J]. FASEB J,2005,19( 9) : 1193 - 1195.
[4] Rigolio R,Miloso M,Nicolini G,et al. Resveratrol interference with the
cell cycle Protects human neuroblastoma SH - SY5Y cell from Paclitax-
el - induced apoptosis[J]. Neurochem Int,2005,46( 3) : 205 -211.
[5] Castello L,Tessitore L. Resveratrol inhibits cell cycele Progression in
U937 cells[J]. Oneol Rep,2005,13( 1) : 133 - 137.
[6] Fulda S,Debatin KM. Sensitization for - tumor necrosis faetor - related
apoptosis - inducing 1igand - induced apoptosis by the chemopreven-
tive agent resveratrol[J]. Cancer Res. 2004,64( l) : 337 - 346.
[7] 张黎,李勇,周畅,等.白藜芦醇对人胰腺癌细胞 Capan - 1 增殖和
细胞周期的影响[J].实用医学杂志,2010,26( 1) : 14 - 16.
[8] Jazirehi AR,Bonavida B. Resveratrol modifies the expression of apop-
totic regulatory Proteins and sensitizes non - Hodgkin's lymphoma and
multiple myeloma cell lines to paclitaxel - induced apoptosis[J]. Mol
Caneer Ther,2004,3( 1) : 71 - 84.
[9] Li F,Ambrosini G,Chu EY,et al. Control of apoptosis and mitotic spindle
check Point by Survivin[J]. Nature,1998,396( 6711) :580 -583.
[10] Carter BZ,Milella M,Altieri DC,et al. Cytokine regujated expression
of Survivin in myeloid leukemia[J]. Blood,2001,97: 2784 - 2790.
[11] Adida C,Recher C,Raffoux E,et al. Expression and Prognostic signi-
fieance of survivin in deno vo acute myeloid leukemia[J]. Br J Hael-
natol,2000,111: 196 - 203.
[12] Ambrosini G,Adida C,sirugo K,et al. Induetion of apoptosis and inl-
libition of cell Pro1iferation by Survivin gene targeting[J]. Biol
chem,1998,273( 18) : 1182.
[13] Srinivasula SM,Hegde R,Saleh A,et al. A conserved XIAP interac-
tion motifin caspase 9 and Smacc /DIABLO regulates caspase activity
and apoptosis[J]. Nature,2001,410( 6824) : 112 - 116.
[14] Adrain C,Creagh EM,Martin SJ. Apoptosis associated release of
Smac / DIABLO from mitochondria requires aetive caspases and is
blocked by Bcl - 2[J]. EMBO J,2001,20( 23) : 6627 - 6636.
[15] Cossu F,Milani M,Mastrangelo E,et al. Structural basis for bivalent
Smac - mimetics recognition in the IAP protein family[J]. Mol Biol,
2009,392( 3) : 630 - 644.
莪术黄芪超滤膜提取物诱导人 SGC7901 胃癌细胞凋亡的研究
付伟1,2,孙志广3,蒋立峰1
( 1. 南京中医药大学第一临床医学院,江苏 南京 210046; 2. 甘肃中医学院临床医疗系,甘肃 兰州 730000;
3. 江苏省中医院消化科,江苏 南京 210029)
摘 要:目的:观察莪术黄芪超滤膜提取物对人 SGC7901 细胞是否具有凋亡诱导作用。方法:四氮唑蓝比色法( MTT
法) 观察莪术黄芪超滤膜提取物对人 SGC7901 细胞细胞的抑制率;应用流式细胞术,DNA凝胶电泳方法检测细胞凋亡的
发生。结果: ( 1) 莪术黄芪超滤膜提取物对人 SGC7901 细胞的生长有明显的抑制作用,与对照组相比有显著性差异( P <
0. 01) ,抑制作用与剂量及时间呈显著性正相关。( 2) 莪术、黄芪超滤膜提取物诱导人 SGC7901 细胞发生凋亡,1. 6g /L处
理,72h效果最佳。结论:莪术黄芪超滤膜提取物抑制人 SGC7901 细胞生长并促其凋亡。
关键词:莪术黄芪超滤膜提取物; SGC7901 胃癌细胞;凋亡;抑制率
中图分类号: R735. 2 文献标识码: B 文章编号: 1000 - 1719( 2011) 04 - 0742 - 03
Study on the Ultra - filtration Extract from Rhizoma Curcumae and Astragalus
Membranaceous in Inducing SGC7901 Cell Apoptosis
FU Wei1,2,SUN Zhi-guang3,JIANG Li-feng1
( 1. The First Clinical College of Nanjing University of TCM,Nanjing 210029,Jiangsu,China;
2. The Clinical Medical Department of Gansu College of TCM,Lanzhou 730000,Gansu,China;
3. The Traditional ChineseMedical Hospital of Jiangsu Province,Nanjing 210029,Jiangsu,China)
Abstract: Objective: To observe the effect of the ultra - filtration extract from Rhizoma Curcumae and Astragalus Membrana-
ceous on inducing human SGC7901 cell apoptosis. Methods: SGC7901 cell proliferation was detected by MTT colorimetry. Apopto-
·247· 辽宁中医杂志 2011 年第 38 卷第 4 期