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凤尾草总黄酮抑制骨肉瘤MG-63细胞迁移及其机制的初步研究



全 文 :42
第 1 5卷 第 1 期
2013 年 1 月
辽 宁 中 医 药 大 学 学 报
JOURNAL OF LIAONING UNIVERSITY OF TCM
Vol. 15 No. 1
Jan .,2013
凤 尾 草(Pteris multifida Poir)为 凤 尾 蕨 科
(Pteridaceae)凤尾蕨属植物干燥全草,主产于贵州、
浙江、江苏、湖南、陕西等地。功效清热利湿,凉血止
血,消肿解毒 ;用于治疗菌痢,吐血,衄血,便血,尿
血,黄疸型肝炎,扁桃体炎,腮腺炎,肠炎,痈肿疮毒,
湿疹等[1]。在临床上将凤尾草与其他中草药配伍,
治疗食管癌、直肠癌和妇科肿瘤等[2]。凤尾草全草
含有黄酮类、萜类、甾醇、苯丙素类、挥发油类以及氨
基酸等化学成分[3],黄酮类化合物为其主要化学成
分且含量高达3.2%[4]。近年来对凤尾草抗肿瘤作用
的研究主要是其抑制肿瘤的增殖[5],未见关于其抑
制肿瘤细胞迁移功能研究的报道。本研究旨在观察
凤尾草总黄酮对骨肉瘤MG-63细胞体外迁移能力
的影响,并探讨其可能的机制。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 细胞株
人骨肉瘤MG-63细胞由承德医学院附属医院
中心实验室提供。
1.1.2 药物
凤尾草干燥全草,购自河北安国药材市场,由
承德医学院赵春颖副研究员鉴定为凤尾科蕨类植物
Pteris multifida Poir干燥全草,样品保留在承德医学
院中药研究所。
1.1.3 试剂
RPMI Medium1640培 养 基 干 粉 和 胎 牛 血 清
(FBS)购自GIBCO公司,胰蛋白酶购自Amersco公
司产品,IL-6及β-actin抗体购自Sigma公司,辣根
凤尾草总黄酮抑制骨肉瘤MG-63细胞迁移及其机制的初步研究
孔维鑫1,杨永明2,邹君3,曲杰3,田跃2
(1.承德医学院,河北 承德 067000 ;2.保定市第二医院,河北 保定 071000 ;3.承德医学院附属医院,河北 承德 067000)
摘 要:目的:观察凤尾草总黄酮对人骨肉瘤MG-63细胞体外迁移能力的影响,并探讨其作用机制。方法:利
用乙醇萃取法制备凤尾草总黄酮,通过划痕实验、Transwell实验观察不同浓度凤尾草总黄酮对同样条件培养下骨
肉瘤MG-63细胞迁移能力的影响,并采用Western blot方法检测不同浓度凤尾草总黄酮对MG-63细胞内白介素
6(IL-6)蛋白表达水平的影响。结果:同未加药物对照组相比,经高浓度凤尾草总黄酮(5与10 g·L-1)处理后,
MG-63细胞的划痕愈合能力明显减弱,穿膜细胞的数量显著减少;同时,细胞内IL-6蛋白的表达水平明显降低,
并与凤尾草总黄酮的浓度呈负相关性。结论:凤尾草总黄酮抑制了骨肉瘤MG-63细胞的迁移能力,其作用与抑制
MG-63细胞内的IL-6蛋白表达水平有关。
关键词:凤尾草总黄酮;MG-63细胞;IL-6 ;迁移
中图分类号:R282 文献标志码:A 文章编号:1673-842X (2013) 01- 0042- 03
收稿日期:2012-07-08
作者简介:孔维鑫(1986-),男,河北沧州人,2010级硕士研究生,研究方向 :肿瘤细胞增殖和迁移方面研究。
通讯作者:田跃(1960-),男,河北保定人,教授、主任医师,硕士,研究方向 :骨肿瘤临床治疗和肿瘤细胞迁移方面研究。
Effect of the Pteris Multifida Flavones on the Metastasis Ability
of Human Osteosarcoma Cell Line MG-63 Cells
KONG Weixin1,YANG Yongming2,ZOU Jun3,QU Jie3,TIAN Yue2
(1.Chengde Medical University,Chengde 067000,Hebei,China ;2.Second Hospital of Baoding,Baoding
071000,Hebei,China ;3.Affiliated Hospital of Chengde Medical College,Chengde 067000,Hebei,China)
Abstract :Objective :To investigate the effect of the Pteris multifida Flavones on MG-63 cells
metastasis of human osteosarcoma cell line in vitro and to explore the action mechanisms of the Pteris
multifida Flavones. Methods :Pteris multifida preparation was made by ehanol,the effect of the different
concentrations of Pteris multifida Flavoneson the experimental metastasis ability of MG-63 cells was
observed by scratch test and Transwell metastasis experiments.The levels of IL-6 protein in MG-63 cells
were detected by Western Blotting. Results :Comparing with control group,the Pteris multifida Flavones(5
and10 g·L-1)inhibited the MG-63 cells wound closure significantly at 24 hours time points and decreased
the number of cells passing through filter membrane. The levels of IL-6 protein in MG-63 cells were
decreased significantly after treated with the Pteris multifida Flavones. Conclusion :The Pteris multifida
Flavones is able to inhibit the metastasis ability of MG-63 cells. The action mechanisms of the Pteris
multifida Flavones are related to the inhibition of IL-6 protein levels in MG-63 cells.
Key words :Pteris multifida Flavones ;MG-63 cells ;IL-6 ;metastasis
DOI:10.13194/j.jlunivtcm.2013.01.44.kongwx.064
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1 5 卷 辽 宁 中 医 药 大 学 学 报
过氧化物酶标记的二抗购自北京中杉金桥公司。
1.1.4 仪器
Primo R型低温高速离心机(德国Heraeus公
司),CO2培养箱(美国Forma公司),倒置荧光显微
镜(Zeiss公司),HFsafe-1500 型生物安全柜(HEAL
FORCE公司),Transwell小皿(Millipore公司),3633
型 高 压 消 毒 锅(美 国Yamato scientificwc公 司),
HP-8453紫外-可见分光光度计(惠普公司),梅特
勒-托利多AG245电子分析天平(瑞士梅特勒-托
利多公司)。
1.2 方法
1.2.1 细胞培养
MG-63细胞置37℃、5% CO2的培养箱,用含
10%胎牛牛血清以及青、链霉素各100 U·mL-1的
RPM1640培养液培养。倒置显微镜观察细胞生长
情况,0.25%胰蛋白酶消化传代,取对数生长期细胞
用于实验。
1.2.2 凤尾草总黄酮制备
取凤尾草200 g,粉碎后,用体积分数70%的乙
醇溶液,料液比1∶20,在60℃温度下提取2次,每次
2 h[6]。合并提取液,经冻干得固体5.0 g,将其溶解于
500 mL PBS溶液,15000 r·min-1高速离心3次,每
次15 min,取上清液,经0.22 μm滤膜过滤除菌后4
℃冰箱保存。得到的溶液以芦丁为对照,NaNO2-A1
(NO)3-NaOH显色,利用紫外分光光度法测定总
黄酮含量[7]。最终将溶液配制成总黄酮含量为10
mg·mL-1(以芦丁计)保存备用。
1.2.3 细胞形态学观察
将MG-63细胞悬液接种于6孔培养板,每孔
1 mL,分别加入100 μL不同浓度(10、5、2.5、1.25
g·L-1)的凤尾草总黄酮溶液及等量PBS作为对照,
常规培养。培养24 h后于倒置相差显微镜下直接观
察培养板中肿瘤细胞形态特征。所有浓度下的培养
均重复3次,以典型结果作为最终数据。
1.2.4 细胞划痕实验
将MG-63细胞铺满6孔培养板,待细胞贴壁长
满后进行划痕,PBS洗1遍,更换为无血清培养基,
分别在0 h和24 h后观察划痕距离并拍照。
1.2.5 Transwell实验
取 指 数 生 长 期 的MG-63细 胞,胰 酶 消 化,
RPM1640培养基制备细胞悬液,细胞计数。调整细
胞数为每100 μL悬液含5×104个细胞进行铺板。
24孔培养板中每孔加入600 μL含15%小牛血清的
RPM1640完全培养基,在Transwell小室的上室分别
加入100 μL MG-63细胞悬液,各含5×104个细胞,
最后上室加入10 μL 1% BSA,使BSA最终浓度为
0.1%,以保持上室内的渗透压。加入不同浓度的凤
尾草总黄酮100 μL,37 ℃、5% CO2培养箱常规培养
15 h。取出小室用90%乙醇固定,0.1%结晶紫溶液
染色,置于显微镜下观察并拍照,随机选取4个低倍
视野(×400)进行细胞计数,并计算平均值。实验
重复3次。
1.2.6 Western blot实验
分别取凤尾草总黄酮处理前后的MG-63细胞
均约5×106个,加入300 μL细胞裂解液,冰上裂
解30 min后转移至1.5 mL EP管中,12000 r·min-1
4 ℃离心4 min,取上清液置于-20℃保存。BCA法
测定蛋白浓度。每个泳道上样蛋白量为40 μg,上
样于12%聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE电泳),
80 V电泳30 min,120 V电泳90 min,电泳完毕后,将
蛋白转移至PVDF膜,用新鲜配制的含5%脱脂奶粉
的PBST液摇床上封闭2 h,加入IL-6抗体(1∶500)
及抗β-Actin抗体(1∶500),4℃反应过夜。然后将
膜取出,用PBST液洗涤3次,每次15 min,辣根过氧
化物酶标记的二抗(1∶3000)室温封闭1 h,然后用
PBST液洗涤3次,每次10 min,最后用化学发光法检
测,X-光片记录结果。
1.3 统计学处理
试验数据用 x—±s表示,用SPSS 17.0进行数据处
理,组间比较用t检验,P<0.05和P<0.01分别代表差
异显著和差异非常显著,所有实验均重复3次。
2 结 果
2.1 肿瘤细胞形态学变化
正常培养条件下生长的MG-63细胞形态规
则,轮廓清晰,胞体透亮,贴壁良好 ;而以5 g·L-1
和10 g·L-1凤尾草总黄酮处理后,肿瘤细胞生长
缓慢,胞体皱缩,部分细胞破碎,总体呈分散悬浮生
长,贴壁现象减弱甚至消失。当使用较低浓度(2.5
与1.25 g·L-1)凤尾草总黄酮处理MG-63细胞时,
其生长表型同正常细胞没有明显变化(结果未给
出)。(图1)
0 g·L-1 5 g·L-1 10 g·L-1
图1 凤尾草总黄酮对人骨肉瘤
MG-63细胞生长表型的影响
2.2 划痕实验
划痕实验中通过划痕愈合程度的比较可以判
断凤尾草总黄酮对MG-63细胞迁移能力的影响
情况。相同条件培养24h后,未经凤尾草总黄酮
处理的MG-63细胞运动迁移基本完全覆盖了划
痕区域。相反的,加入凤尾草总黄酮以后,MG-63
细胞的迁移能力明显减弱,细胞间划痕的距离缩
短趋势减缓,并且凤尾草总黄酮浓度越高MG-63
细胞的迁移受阻越明显。当凤尾草总黄酮浓度
为10 g·L-1时,细胞覆盖区域面积占原有划痕的
55.7%。(表1)
表1 凤尾草总黄酮对人骨肉瘤MG-63细胞迁移能力的影响
MG-63细胞培
养时间(h)
凤尾草总黄酮浓度(g·L-1)
0 5 10
0 0 0 0
24 97.5% 72.3%b 55.7%c
注 :表中数据代表MG-63细胞覆盖区域占起始划痕面
积的百分比。b和c分别代表P<0.05和P<0.01。
2.3 Transwell实验
相较于未进行药物处理的MG-63细胞,经5
g·L-1和10 g·L-1凤尾草总黄酮处理后,穿膜细胞
的数量分别减少到正常条件下的59.5%和20%(表
2)。
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辽 宁 中 医 药 大 学 学 报 1 5 卷
表2 凤尾草总黄酮对人骨肉瘤
MG-63细胞穿膜能力的影响
MG-63细胞培
养时间(h)
凤尾草总黄酮浓度(g·L-1)
0 5 10
0 0 0 0
24 100% 59.5%b 20%b
注 :表中数据代表经凤尾草总黄酮处理MG-63细胞的
穿膜数量与对照组穿膜细胞个数百分比。b代表P<0.05。
2.4 Western blot
已有证据表明细胞因子IL-6参与肿瘤细胞的
迁移过程,本研究通过Western blot 对凤尾草总黄酮
处理的骨肉瘤MG-63细胞中IL-6蛋白水平的变化
进行了检测。结果显示,经凤尾草总黄酮处理过的
MG-63细胞中IL-6表达水平较对照组明显降低,其
蛋白总量随着凤尾草总黄酮浓度的增加而减少。(图
2)
0 g·L-1 5 g·L-1 10 g·L-1
图2 凤尾草总黄酮对人骨肉瘤MG-63
细胞中IL-6表达水平的影响
3 讨 论
骨肉瘤(osteosarcoma),是最常见的骨恶性肿
瘤,它来源于有成骨潜能的间叶细胞,由恶性增
殖的肉瘤细胞直接产生肿瘤性骨样组织或不成
熟骨。一般多发于15~25岁,但在任何年龄均可
发生,男性青少年多见,男女之比约为2∶1,最常
见发病部位依次为股骨远端、胫骨近端、肱骨近端
和骨盆,以干骺区发病为主,肿瘤还可穿过骨骺侵
犯关节。该瘤恶性程度甚高,预后极差,截肢后
3~5年存活率仅为5%~20%,近年来,随着手术、放
疗、化疗、免疫治疗等各种治疗方法的应用,骨肉
瘤患者的5年生存率有大幅度提高。然而,仍有
30%~40%的骨肉瘤患者发生转移,尤其是肺部转
移,引起患者死亡。骨肉瘤的转移是多因素、多步
骤、多阶段综合作用的结果[9-11]。肿瘤转移抑制基
因的发现对治疗方案的选择、肿瘤患者预后的评
估都有重要的意义。
众多研究表明,骨肉瘤细胞的转移过程伴随着
多种细胞因子的异常表达[10]。细胞因子是由多种细
胞产生,具有广泛调节功能的多肽分子,参与调控细
胞的增殖分化及细胞间的相互作用[11]。根据产生细
胞种类和功能的不同,细胞因子可分为多种,且肿瘤
细胞亦可合成或分泌其中部分种类的细胞因子[12]。
骨肉瘤细胞自身合成或分泌的细胞因子具有多种调
节功能,其中促进肿瘤细胞离散和迁移的因子,如白
细胞介素6(IL-6),成为当前研究的热点[13]。
IL-6是一种多效性的细胞因子,参与肿瘤细胞
的生长和增殖,并且能促炎、促迁移和促肿瘤血管生
成。已有实验及临床数据显示,IL-6及其受体的异
常高表达与肿瘤的发病相关,并应用于肿瘤的诊断、
治疗及预后[14]。
我国是天然药物大国,应用中草药治疗肿瘤
历史悠久,许多中药材因具有抗肿瘤作用被深入研
究[15-17]。现代药理研究表明,凤尾草具有抗肿瘤效
果,常与其他药物配合使用,应用于食管癌、直肠癌
及妇科肿瘤的治疗。凤尾草全草醇提取物主要成分
为凤尾草总黄酮,有多种生理活性,如抗菌、抗炎及
抗肿瘤等[2]。然而,对其抗肿瘤机制方面的研究较
少,本研究中,我们以骨肉瘤MG-63细胞为评价体
系,初步研究凤尾草总黄酮对骨肉瘤细胞转移能力
的影响,并对其中的相关机制做出了初步揭示。
结果显示凤尾草总黄酮对骨肉瘤MG-63细胞
的迁移有明显的抑制作用,且其与用药浓度呈正向
相关。同时,迁移能力减弱细胞中细胞因子IL-6的
表达被强烈抑制。据此,我们推测凤尾草总黄酮抑
制骨肉瘤MG-63细胞的迁移与其抑制细胞内IL-6
的蛋白表达水平有关,这也符合已有研究结果。关
于凤尾草总黄酮的化学结构与骨肉瘤MG-63细胞
核酸构成和蛋白质空间结构的改变正在进一步研
究。◆
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