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鹅绒藤总生物碱体外抗肿瘤作用的实验研究



全 文 :第 33 卷 5 期
2011 年 5 月
宁夏医科大学学报
Journal of Ningxia Medical University
文章编号:1674 - 6309(2011)05 - 0443 - 03
·论著·
鹅绒藤总生物碱体外抗肿瘤作用的实验研究
李彩艳1, 王 琦1, 王 凡2
(1.宁夏医科大学基础医学院病原生物学与免疫学教研室,银川 750004;
2.宁夏医科大学颅脑疾病重点实验室,银川 750004)
摘要:目的 研究鹅绒藤总生物碱(CCTA)对体外培养的肿瘤细胞的抑制作用及其可能的作用机制。方法
以人宫颈癌细胞 Hela、人结肠癌细胞 SW480 为研究对象,用不同浓度的 CCTA 分别对上述细胞作用 24、48、
72、96h后用 MTT法测其抑制率,流式细胞仪测其细胞周期及凋亡率。结果 CCTA对 Hela细胞和 SW480 细
胞均有不同程度的抑制作用,且呈时间和剂量依赖性;可使 Hela细胞位于 S期的细胞明显增多,而 SW480 细
胞位于 G0 /G1 期的细胞明显增多;CCTA作用后,Hela 细胞和 SW480 细胞凋亡率均显著增加。结论 CCTA
可通过阻断细胞周期、诱导细胞凋亡来抑制体外培养 Hela细胞和 SW480 细胞的生长。
关键词:生长抑制;细胞周期;细胞凋亡;鹅绒藤总生物碱
中图分类号:R967 文献标识码:A
收稿日期:2010 -11 -12
基金项目:宁夏回族自治区自然科学基金(C1018)
作者简介:李彩艳(1982 -) ,女,在读硕士研究生,从事抗肿瘤药
物的研究。
通信作者:王琦,教授,从事抗肿瘤中草药物的研究。
E -mail:wqmxm@yahoo. cn
鹅绒藤(Cynanchum Chinense)为萝摩科鹅绒
藤属(Cynanchum Chinense R·Br·)植物。广泛分
布于宁夏川区各地,其味苦、性寒,有祛风解毒、健
胃止痛之功效,民间常用鹅绒藤乳汁治疗寻常性
疣赘,也有用于治疗耳乳突状瘤和甲癣的报
道[1 - 2],其同属植物白首乌及华北白前等已被证明
具有增强机体免疫功能、抗肿瘤、抗衰老等作
用[3 - 4]及中枢药理作用[5]。考虑同属植物可能具
有类似药理作用,我们初步探索了鹅绒藤总生物碱
(Cynanchum Chinense Total Alkaloid,CCTA)的抗肿
瘤药理作用,报告如下。
1 材料和方法
1. 1 实验对象 人宫颈癌 Hela 细胞(购于上海细
胞库)、人结肠癌 SW480 细胞(受赠于宁夏回族自
治区颅脑重点实验室)。
1. 2 仪器和药物 CCTA 由宁夏医科大学基础医
学院化学教研室提取供给,其外观呈棕黄色沥青
状,得率为 0. 802%、DMEM 培养基(Hyclone 公
司)、胎牛血清(Hyclone公司)、噻唑蓝(MTT) (pro-
mega公司)、二甲亚砜(DMSO,sigma 公司)、Annex-
in - V /PI凋亡检测试剂盒(Merck 公司)、酶标仪、
流式细胞仪(Guava公司)。
1. 3 方法
1. 3. 1 细胞培养 上述细胞采用 DEME + 10%
FBS的完全培养基在 37℃、5% CO2 条件下培养至
70%融合后胰酶消化传代。
1. 3. 2 MTT试验 将处于对数生长期的上述各细
胞消化计数,分别接种于 96 孔板中,每孔约 3000
个,24h后开始更换为用培养基稀释的不同浓度的
CCTA,终浓度分别为 0. 3、0. 5、1、1. 5 和 2mg·
mL -1,每种浓度设 5 个复孔,每孔加 200μL,分别培
养 24、48、72、96h后,每孔加 MTT 20μL,4h 后终止
培养,小心吸出孔内上清液,加入 DMSO 150μL,脱
色摇床振荡 10min,在全自动酶标仪上选择波长
490 nm 测定其 OD 值,计算各组细胞的生长抑制
率。实验重复 3 次。
细胞生长抑制率(%)= 1 -试验组 OD 值 /对照组
OD值 × 100%
1. 3. 3 细胞周期及凋亡率的检测 将对数生长期
的人宫颈癌 Hela细胞和人结肠癌 SW480 细胞分别
接种于 6 孔板中,用 CCTA 浓度为 0. 5、1、1. 5mg·
mL -1的完全培养基培养细胞,分别作用 48、72h 后
收集细胞,PBS 洗涤 2 次,预冷的 70%乙醇固定过
夜,次日 50μg·mL -1的碘化丙锭(PI)溶液 4oC 固
定 30min后使用流式细胞仪检测其周期。细胞凋
亡按照 Annexin - V /PI 试剂说明书操作处理细胞
后,使用流式细胞仪检测。
1. 4 统计学方法 实验数据用均数 ±标准差(珋x ±
·344·
DOI:10.16050/j.cnki.issn1674-6309.2011.05.003
宁夏医科大学学报 33 卷
s)表示,多组间差异性比较采用方差分析,使用
SPSS 11. 5 统计学软件进行分析,以 P < 0. 05 为差
异有统计学意义。
2 结果
2. 1 CCTA对两种肿瘤细胞株增殖的影响
MTT结果显示,随着 CCTA浓度的上升以及时
间的累积,药物对 Hela 和 SW480 细胞的抑制作用
逐渐增强,尤其明显的是对 SW480 细胞的抑制作
用,当 CCTA浓度达到 2mg·mL -1作用 96h 时细胞
全部死亡。不同浓度 CCTA 作用后各时点 Hela 细
胞 OD 值,各浓度组之间两两比较,除 0. 3mg·
mL -1组与 0. 5mg·mL -1组相比差异无统计学意义
外,其余 P 均 < 0. 05;各时间点之间两两比较,
P均 <0. 05,见表 1;SW480 细胞 OD值各浓度组之
间两两比较,P均 < 0. 05;各时间点之间两两比较,
P均 < 0. 05,见表 2。
2. 2 流式细胞仪检测 CCTA对两种肿瘤细胞株细
胞周期的影响
PI细胞周期结果显示 随着时间累积和药物浓
度增加,对于 Hela 细胞而言,与对照组相比位于 S
期的细胞明显增多,而 SW480 细胞,则是位于 G0 /
G1 期的细胞明显增多(见表 3) ;各浓度组之间两
两比较,P 均 < 0. 05;各时间点之间两两比较,
P均 < 0. 05。
表 1 不同浓度 CCTA作用后各时点 Hela细胞 OD值的比较(珋x ± s)
CCTA浓度
/mg·mL -1
OD值(抑制率%)
24h 48h 72h 96h
0 0. 298 ± 0. 004 0. 322 ± 0. 033 0. 537 ± 0. 013 0. 693 ± 0. 009
0. 3 0. 282 ± 0. 003(5. 37* ) 0. 295 ± 0. 009(8. 39* ) 0. 496 ± 0. 012(7. 64* ) 0. 543 ± 0. 027(21. 65* )
0. 5 0. 269 ± 0. 002(9. 73**) 0. 267 ± 0. 006(17. 08**) 0. 427 ± 0. 024(20. 48**) 0. 480 ± 0. 013(30. 74**)
1. 0 0. 258 ± 0. 003(13. 42**) 0. 252 ± 0. 003(21. 74**) 0. 375 ± 0. 013(30. 17**) 0. 306 ± 0. 010(55. 84**)
1. 5 0. 243 ± 0. 003(18. 46**) 0. 240 ± 0. 003(25. 47**) 0. 259 ± 0. 024(51. 77**) 0. 229 ± 0. 033(66. 96**)
2. 0 0. 228 ± 0. 004(23. 49**) 0. 219 ± 0. 007(31. 99**) 0. 154 ± 0. 009(71. 32**) 0. 107 ± 0. 018(84. 56**)
与对照组比较* P < 0. 05,**P < 0. 01
表 2 不同浓度 CCTA作用后各时点 SW480 细胞 OD值的比较(珋x ± s)
CCTA浓度
/mg·mL -1
OD值(抑制率%)
24h 48h 72h 96h
0 0. 428 ± 0. 008 0. 486 ± 0. 110 0. 515 ± 0. 005 0. 601 ± 0. 004
0. 3 0. 400 ± 0. 012(6. 54* ) 0. 416 ± 0. 011(14. 40* ) 0. 428 ± 0. 008(16. 89* ) 0. 426 ± 0. 012(29. 12* )
0. 5 0. 347 ± 0. 013(18. 93* ) 0. 341 ± 0. 032(30. 04* ) 0. 306 ± 0. 012(40. 58* ) 0. 306 ± 0. 020(49. 08* )
1. 0 0. 277 ± 0. 005(35. 28* ) 0. 296 ± 0. 007(39. 09* ) 0. 207 ± 0. 018(59. 81* ) 0. 193 ± 0. 009(67. 89**)
1. 5 0. 203 ± 0. 008(52. 57* ) 0. 172 ± 0. 142(64. 61* ) 0. 103 ± 0. 009(80. 90**) 0. 010 ± 0. 008(98. 33* )
2. 0 0. 127 ± 0. 009(70. 33**) 0. 093 ± 0. 006(80. 86* ) 0. 036 ± 0. 008(93. 01**) 0(100**)
与对照组比较* P < 0. 01,**P < 0. 01
表 3 CCTA对两种肿瘤细胞细胞周期的影响(%)
CCTA浓度
/mg·mL -1
SW480
G0 /G1 S G2 /M
HHela
G0 /G1 S G2 /M
对照组
0. 5(48h)
1. 0(48h)
1. 5(48h)
0. 5(72h)
1. 0(72h)
1. 5(72h)
21. 61
25. 64*
35. 06*
43. 03*
42. 44*
47. 51*
55. 85*
66. 44
67. 02*
51. 61*
49. 16*
48. 46*
46. 00*
39. 91*
11. 95
7. 34*
13. 34*
7. 81*
9. 10*
6. 49*
4. 24*
76. 27
76. 53*
75. 29*
73. 28*
73. 23*
69. 05*
63. 64*
18. 05
21. 05*
23. 65*
25. 39*
24. 14*
28. 82*
32. 52*
1. 87
2. 42*
1. 06*
1. 32*
2. 63*
2. 13*
3. 85*
与对照组比较* P < 0. 01
2. 3 流式细胞仪检测 CCTA对两种肿瘤细胞株凋
亡的影响
Anneix - V /PI凋亡结果显示,随 CCTA浓度加
大和作用时间延长,HeLa细胞和 SW480 细胞凋亡
率明显增高,与对照组相比差异有统计学意义,各
浓度组之间两两比较,P 均 < 0. 05;各时间点之间
·444·
5 期 李彩艳,等 . 鹅绒藤总生物碱体外抗肿瘤作用的实验研究
两两比较,P均 < 0. 05 (见表 4 及图 1)。
右下象限所示为凋亡细胞;图中低、中、高浓度分别代表
CCTA终浓度为 0. 5mg·mL -1、1mg·mL -1、1. 5mg·mL -1
图 1 不同浓度 CCTA作用于 SW480 72h凋亡图
表 4 CCTA对两种肿瘤细胞凋亡率的影响(%)
CCTA浓度 /
mg·mL -1
SW480
48h 72h
Hela
48h 72h
对照组
0. 5
1. 0
1. 5
1. 21
18. 95*
23. 79*
34. 33*
1. 21
27. 20*
36. 03*
41. 46*
0. 17
2. 84*
6. 67*
14. 8*
0. 17
8. 63*
14. 81*
15. 36*
与对照组比较* P < 0. 01
3 讨论
探讨调控肿瘤细胞凋亡的分子机制是目前肿
瘤学研究的重要课题,以药物诱导肿瘤细胞凋亡也
被用于新的抗肿瘤药物的筛选。本实验初步探索
了鹅绒藤总生物碱的体外抗肿瘤活性。
从本文 MTT实验结果可以发现,CCTA在一定
剂量和足够时间下可以抑制肿瘤细胞 SW480 和
Hela细胞的生长,且呈时间和浓度依赖性。
由于多数抗肿瘤药物都会通过影响细胞周期
来影响肿瘤细胞活性,所以我们也检测了药物作用
后的细胞周期。其结果显示,随着 CCTA作用时间
和浓度的增加,Hela 细胞和对照组相比位于 S 期
的细胞明显增多。有文献报道,化疗药物如顺铂、
表阿霉素等的主要作用机制是使细胞由 G0 /G1 期
进入增殖周期并将其阻滞于 S 期进而杀伤[6],提
示我们 CCTA阻滞 Hela细胞于 S 期的作用可能与
顺铂相类似;而 SW480 细胞则表现为位于 G0 /G1
期的细胞明显增多,而 S 期的细胞逐渐减少,提示
CCTA 对不同的肿瘤细胞的阻滞发生在不同的细
胞周期调控点,或者因为不同类型肿瘤细胞对
CCTA的药理反应机制存在着差异。
通过凋亡率检测我们发现,随着 CCTA作用时
间和浓度累积,Hela 细胞和 SW480 凋亡率均有增
加,而 SW480 细胞相对于 Hela 细胞而言更加敏
感。所以我们推测 CCTA能抑制 SW480 和 Hela细
胞的生长主要在于影响了调控细胞周期的某个因
素,例如 CDK1、cyclin A 等,以至细胞被阻滞在不
同细胞周期,无法完成正常分裂,最后导致瘤细胞
凋亡,从而达到抑制肿瘤生长的效果。
目前中草药抗肿瘤机制主要包括(1)直接作
用于细胞,直接抑制和杀伤肿瘤细胞[7]; (2)作用
于相关蛋白质[8]; (3)作用于相关基因,很多基因
与抗肿瘤相关,如 c - fos、c - myc、HSP70、nm23、
WDNM2、Rb,P53[9 - 12]; (4)对细胞间信号转导的
影响[7]。结合本实验结果,我们初步推测 CCTA
抗肿瘤作用可能与直接作用于肿瘤细胞,影响细
胞的生长周期,使细胞阻滞在不同细胞周期无法
完成正常分裂,最终导致细胞凋亡有关;当然也
不排除影响了部分基因的表达和相关分子通路。
CCTA对上述肿瘤细胞的生长抑制作用的具体分
子机制尚不明确,我们将继续探索其作用的分子
机制,为明确鹅绒藤的药理作用机制提供依据。
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(下转第 458 页)
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宁夏医科大学学报 33 卷
of P53 protein was positively correlated with the expression of MDR - 1 /P - gp protein(r = 0. 277,P =
0. 024). Conclusions Determination of the above genes expression in breast cancer tissue can be of use in
deciding the degree of malignancy and prognosis of brest cancer. COX - 2、P53 and MDR - 1 /P - gp expres-
sion may be closely related to diagnosis and prognosis of patients. They might be biomarkers and as therapeutic
targets in breast cancer. Research on the above genes expression and their relationship can provide molecular
basis for clinical practice.
Key words:COX -2;P53;MDR -1 /P - gp;multi - drug resistance;breast cancer
(上接第 445 页)
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(责任编辑:路锦绣)
Antitumor Function of Cynanchum Chinense Total Alkaloid in Vitro
LI Cai - yan1,WANG Qi1,WANG Fan2
(1. School of Basic Medicine,Ningxia Medical University,Yinchuan 750004;
2. The Key Lab. of Craniocerebral Disease of Ningxia Medical University,Yinchuan 750004)
Abstract:Objective To explore the effect of CCTA in vitro on cultured tumor cells inhibition and possible
mechanism. Methods Human cerical cancer hela cells、human colon cancer SW480 cells were selected as
the research objects,After putting different concentrations of Cynanchum Chinense Total Alkaloid (CCTA)re-
spectively on cells 24h,48h,72h,96h. The MTT method was used to evaluate the cytotoxic effect of CCTA on
the cells. Flowcytometry was used to analyze the cell cycle and apoptosis rate. Results Different concentra-
tions of CCTA were cytotoxic to Hela cells and SW480 cells in a time - dependent and dose - dependent man-
ner. The proportion of Hela cells in S phase was significantly increased and the proportion of SW480 cells in
G0 /G1 phase was significantly increased. The FCM analysis showed that the apoptosis rate of Hela cells and
SW480 cells were increased after treatment of CCTA. Conclusion CCTA can inhibit the proliferation of Hela
cells and SW480 cells in vitro,which is associated with the cell cycle and the cell apoptosis.
Key words:grow inhibition;cell cycle;cell apoptosis;CCTA
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