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雪灵芝水提物对人胃癌MGC-803细胞增殖及细胞周期的影响



全 文 :书doi:10.3971/j.issn.1000-8578.2013.09.001 ·基础研究·
收稿日期:2013-01-03;修回日期:2013-06-18
基金项目:国 家 自 然 科 学 基 金 地 区 基 金 资 助 项 目
(81060369);青海省应用基础研究项目资助课题(2010-Z-
722)
作者单位:1.810001西宁,青海大学医学院病理学教研
室;2.黄石市第二医院功能科
作者简介:王刚(1966-),男,博士,副教授,主要从事肿
瘤病理学研究
雪灵芝水提物对人胃癌 MGC-803细胞增殖
及细胞周期的影响
王 刚1,张 华1,杨歆睿2,王海燕1,贺菊香1,吉利宾1
Effects of Arenaria Kansuensis Aqueous Extract on Proliferation and Cel Cycle of Human
Gastric Cancer Cel Line MGC-803
WANG Gang1,ZHANG Hua1,YANG Xinrui 2,WANG Haiyan1,HE Juxiang1,JI Libin1
1.Department of Pathology,Medical College of Qinghai University,Xining810001,China;2.De-
partment of Function,Huangshi Second Hospital
Abstract:Objective  To investigate the effects of arenaria kansuensis aqueous extract(AKAE)on prolif-
eration and cel cycle of human gastric cancer cel line MGC-803.Methods MGC-803cels were treated
with AKAE at different concentration.The effect on proliferation of MGC-803cels was detected by
MTT assay.The flow cytometry was used to test the cel cycle of MGC-803cels.The protein and mR-
NA expressions of cyclin D1,p16and p21in MGC-803cels were detected by western blot and real-time
PCR respectively.Results The proliferation of MGC-803cels was dose-dependently inhibited by AKAE
treatment in vitro(P<0.05),and the value of IC50 was(0.134±0.005)mg/ml.After treated with
AKAE at the dose of 0.8mg/ml for 12h,the ratio of G1phase in MGC-803cel cycle was increased,and
the ratio of S phase in MGC-803cel cycle was decreased(P<0.05).The protein and mRNA expressions
of cyclin D1in MGC-803cels were obviously blocked by AKAE at the dose of(0.2-0.8)mg/ml(P<
0.05).AKAE treatment could enhance the mRNA expressions of p16and p21in MGC-803cels.Com-
pared with control group,the relative expression values of p16and p21mRNA in 0.2mg/ml group were
2.30and 17.5times higher,respectively.Conclusion AKAE could inhibit the proliferation of MGC-803
cels,and the mechanism is closely associated with G1-phase cel cycle arrest and expression of G1-phase
related factors.
Key words:Arenaria kansuensis;MGC-803cels;Proliferation;Cel cycle
摘 要:目的 探讨雪灵芝水溶性提取物(arenaria kansuensis aqueous extract,AKAE)对人胃癌细胞株
MGC-803细胞增殖及细胞周期的影响。方法 体外培养的 MGC-803细胞经不同浓度 AKAE处理,采
用 MTT法检测受试细胞增殖水平;应用流式细胞术检测 AKAE处理12h后各组细胞的细胞周期;
Western blot检测不同浓度、不同时间AKAE处理组 MGC-803细胞中cyclin D1蛋白表达水平;实时定
量PCR检测各组 MGC-803细胞中cyclin D1、p16和p21基因的mRNA相对表达量。结果 AKAE对
体外培养的 MGC-803细胞增殖具有浓度依赖性抑制作用(P<0.05),IC50为(0.134±0.005)mg/ml;经
AKAE处理12h,0.8mg/ml组 MGC-803细胞的 G1期细胞比例高于对照组、S期细胞比例低于对照组
(P<0.05);(0.2~0.8)mg/ml浓度的AKAE处理,对 MGC-803细胞中cyclin D1的蛋白及 mRNA表
达具有明显抑制作用(P<0.05);AKAE促进 MGC-803细胞中p16、p21基因 mRNA 表达,0.2mg/ml
处理组p16、p21mRNA相对表达量分别为对照组的3.3倍和18.5倍。结论 雪灵芝水提物(AKAE)对
MGC-803细胞增殖具有抑制作用,其机制与G1期阻滞和对G1期相关因子表达的影响有关。
关键词:雪灵芝;MGC-803细胞;增殖;细胞周期
中图分类号:R735.2  文献标识码:A
0 引言
雪灵芝(arenaria kansuensis)是生长于海拔
4 000米以上高山草甸及砾石中的石竹科蚤缀属草
本植物,藏医典籍记载其具有 “治疗胃肠溃疡、膨
胀、癌症、瘰疬及健胃助消”的功效[1]。近年来,国内
研究者对雪灵芝抗炎、抗氧化、促消化及肝脏保护等
·128·肿瘤防治研究2013年第40卷第9期
药理作用进行了研究报道[2-6]。赵鹏等[7]进行的雪
灵芝提取物体内抗肿瘤研究显示,雪灵芝对二乙基
亚硝胺诱发的大鼠肝癌具有预防和抑制作用,雪灵
芝可显著提高受试大鼠存活率和体重。本实验前期
初步研究显示,雪灵芝提取物对体外培养的人胃癌
细胞株BGC823和人肝癌细胞株Smmc7721具有增
殖抑制作用,而对正常组织来源细胞(人羊膜 WISH
细胞、人肝细胞株 HL7702)的增殖不仅无抑制,而
且具有一定的促进作用。为探索雪灵芝对胃癌细胞
的增殖抑制效应与机制,本研究通过体外途径,观察
雪灵芝水提物 (arenaria kansuensis aqueous ex-
tract,AKAE)对人胃癌细胞株 MGC-803的增殖水
平、细胞周期及其相关因子表达水平的影响,为进一
步开展相关研究打下基础。
1 材料和方法
1.1 材料
人胃癌细胞株 MGC-803购于中国科学院上海
细胞库;雪灵芝水提物冻干粉剂由本实验室制备,用
PBS溶解,浓度1mg/ml;四甲基偶氮唑盐(MTT)、
胰蛋白酶、RPMI1640培养液均购自Gibco公司;胎
牛血清购自 Hyclone公司;二甲基亚砜(DMSO)购
自Sigma公司;鼠抗人cyclin D1单克隆抗体购于
Santa Cruz公司;辣根酶标记山羊抗小鼠IgG 购于
北京中杉金桥生物技术有限公司;碘化丙啶(PI)、蛋
白裂解液、BCA蛋白浓度试剂盒、ECL化学发光试
剂盒均购自碧云天生物技术研究所;Trizol购自In-
vitrogen公司;AMV反转录酶、Taq DNA聚合酶购
自Promega公司;SYBR Green PCR 试剂盒购自
QIAGEN公司;流式细胞仪(FACS calibur,BD公
司);荧光定量PCR仪(FQD-48A型,杭州博日科技
有限公司);酶标仪(Rayto RT-6000型,深圳雷杜生
命科学股份有限公司)。
1.2 方法
1.2.1 MTT法检测 AKAE对人胃癌细胞 MGC-
803增殖的影响 取对数生长期 MGC-803细胞,用
含10%小牛血清的培养液配成2×104/ml的细胞
悬液,按100微升/孔接种于96孔培养板。培养
24h后,各处理组细胞分别加入含不同浓度 AKAE
的培养液(100微升/孔),以0mg/ml组为对照组,
加入等体积培养液。每组设5个复孔,分别于药物
作用24、48及72h时终止培养,加入 MTT溶液(5
mg/ml)20μl,孵育4h后吸弃上清液,加入DMSO
溶液(5mg/ml)150μl,振荡溶解10min,酶标仪
490nm波长处测吸光度(A)值。细胞增殖抑制率
(%)=(1-实验孔A值/对照孔A值)×100%。
1.2.2 流式细胞仪检测 AKAE对人胃癌 MGC-
803细胞周期的影响 MGC-803细胞经不同浓度
AKAE处理12h,收集细胞,PBS洗涤2次,以70%
冷乙醇置4℃固定保存;上机检测前离心沉淀细胞,
PBS洗涤2次后调整细胞密度至1×104cels/ml,
加入含RNaseA的50×PI染色液,4℃避光染色30
min,流式细胞仪(激发波长488nm)测定荧光强度,
以 Modfit软件进行细胞周期分析。
1.2.3 Western blot检测cyclin D1蛋白表达 人
胃癌 MGC-803细胞经不同浓度 AKAE处理8、24
和48h,预冷PBS漂洗细胞,置冰上加入细胞裂解
液,裂解20min,收集上清液。BCA蛋白浓度试剂
盒测蛋白质浓度。经SDS-PAGE凝胶电泳后,转移
样品至硝酸纤维素膜,经5%脱脂奶粉(TBS-T配
制)4℃封闭过夜,加入1∶200稀释的鼠抗人cyclin
D1单抗(一抗),4℃孵育过夜。TBS漂洗后加入
1∶1000稀释的辣根酶标记山羊抗小鼠IgG(二抗),
室温孵育1h,TBS漂洗后滴加ECL化学发光液,
暗室内曝光X胶片。
1.2.4 RT-PCR及荧光定量PCR检测cyclin D1、
p16和p21基因 mRNA的表达 MGC-803细胞经
不同浓度AKAE处理6h,Trizol法抽提总RNA,
合成cDNA第一链;引物序列:cyclin D1(上游5′-
GAACAGAAGTGCGAGG-3′,下 游 5′-GCGG-
TAGTAGGACA-3′);p16 (上 游 5′-ACGCAC-
CGAATAGTTA-3′,下 游 5′-ATGGTTACTGC-
CTCT-3′);p21 (上 游 5′-CGTGAGCGATG-
GAACT-3′,下 游 5′-AATCTGTCATGCTGGTC-
3′);配制25μl PCR反应体系:ddH2O 15.5μl,10
×PCR缓冲2.5μl,dNTP混合液(2.5mmol/L)2
μl,MgCl2(25mmol/L)1.5μl,Taq酶(5u/μl)0.5
μl,cDNA 1.0μl,上、下游引物(10μmol/L)各1.0
μl;PCR 反应条件:94℃变性5min,94℃ 30s,
55℃45s,72℃45s扩增33个循环,72℃延伸5
min。扩增产物进行2%琼脂糖凝胶电泳;20μl荧
光定量 PCR 体系:ddH2O 7μl,2×QuantiFast
SYBR Green PCR预混液10μl,cDNA 1μl,上、下
游引物(10μmol/L)各1.0μl。扩增条件:95℃变性
5min,95℃15s,60℃45s(测荧光1次)进行40
个循环;之后从60℃至95℃,以0.2℃台阶升温,进
行熔解曲线分析。各组样品设3复孔,以管家基因
G3PDH为内参照,以0mg/ml组为标准对照比较,
计算ΔCt值及ΔΔCt值:ΔCt=Ct(目的基因)-Ct
(管家基因)、ΔΔCt=ΔCt(处理组)-ΔCt(对照组),
以ΔΔCt均值进行组间比较,以2-ΔΔCt表示基因
mRNA相对表达量。
·228· 肿瘤防治研究2013年第40卷第9期
1.3 统计学方法
  采用SPSS 19.0软件进行统计学处理,多组间
均数比较采用单因素方差分析,以Scheffe法进行
显著性检验,检验水准为α=0.05。
2 结果
2.1 AKAE对人胃癌 MGC-803细胞增殖的影响
在相同作用时间下,各 AKAE处理组人胃癌
MGC-803细胞增殖抑制率呈浓度依赖性升高(P<
0.05),半数抑制浓度(IC50)=(0.134±0.005)
mg/ml;而比较相同 AKAE浓度组、不同作用时间
下的 MGC-803细胞增殖抑制率,差异无统计学意
义(P>0.05),见图1。
2.2 AKAE对人胃癌 MGC-803细胞周期的影响
经不同浓度 AKAE处理12h,人胃癌细胞株
MGC-803细胞周期中G1期细胞比例随AKAE浓度
增加而呈逐渐上升的趋势,0.8mg/ml组G1期细胞比
例明显高于0mg/ml组G1期细胞比例(P<0.05);而
细胞周期中S期细胞比例随AKAE浓度增加而呈逐
渐下降的趋势,0.8mg/ml组S期细胞比率明显低于
0mg/ml组S期细胞比例 (P<0.05),见图2、表1。
AKAE:arenaria kansuensis aqueous extract;▲,◆,★:P<
0.05,compared with 0mg/ml group
图1 雪灵芝水溶性提取物对 MGC-803细胞增殖的影响
Figure 1 Effects of AKAE on proliferation of MGC-
803cels
2.3 AKAE对人胃癌 MGC-803细胞cyclin D1蛋
白表达的影响
经AKAE作用8h,不同浓度AKAE组 MGC-
803细胞中cyclin D1蛋白表达水平接近;经AKAE
作用24与48h,不同浓度处理组 MGC-803细胞中
cyclin D1蛋白表达水平呈浓度-时间依赖性下降,
见图3。
表1 不同浓度雪灵芝水溶性提取物对 MGC-803细胞周期
的影响(%,n=3)
Table 1 Effects of AKAE treatment at different concentra-
tion on cel cycle of MGC-803cels(%,n=3)
Concentration
(mg/ml)
G1 S  G2
0  49.22±4.87  35.55±2.13  15.23±1.56
0.2  49.35±5.46  35.06±2.06  15.58±0.87
0.4  49.81±3.89  33.40±3.07  16.79±2.09
0.8  54.59±4.43★ 30.54±2.85★ 14.86±1.41
Note:★:P<0.05,compared with 0mg/ml group
图3 雪灵芝水溶性提取物对人胃癌 MGC-803细胞cyc-
lin D1蛋白表达的影响
Figure 3 Effects of AKAE on expression of cyclin D1pro-
tein in MGC-803cels
2.4 AKAE对人胃癌 MGC-803细胞cyclin D1、
p16和p21mRNA表达的影响
MGC-803细胞经AKAE作用6h,Trizol法抽
提总RNA,RT-PCR扩增出477bp cyclin D1条带、
311bp p16条带及313bp p21条带。SYBR荧光定
量PCR检测结果显示,在0mg/ml(对照)组、0.1、
0.2及0.4mg/ml处理组中,cyclin D1基因 mRNA
相对表达量分别为1、0.63、0.45和0.26,p16基因
mRNA相对表达量分别为1、1.79、3.30和1.40,
p 21基因mRNA相对表达量分别为1、10.56、18.5
A:0mg/ml AKAE;B:0.2mg/ml AKAE;C:0.4mg/ml AKAE;D:0.8mg/ml AKAE
图2 不同浓度雪灵芝水溶性提取物对 MGC-803细胞周期的影响
Figure 2 Effects of AKAE treatment at different concentration on cel cycle of MGC-803cels
·328·肿瘤防治研究2013年第40卷第9期
*:P<0.05,compared with 0mg/ml group;A:expression of cyclin D1;B:expression of p16;
C:expression of p21
图4 雪灵芝水溶性提取物对人胃癌 MGC-803细胞cyclin D1、p16和p21mRNA表达的影响
Figure 4 Effects of AKAE on mRNA expressions of cyclin D1,p16and p21in MGC-803cels
和8.26。上述三种扩增产物熔解曲线峰值单一,表
明无非特异性DNA扩增产物,见图4。
3 讨论
雪灵芝在藏族民间又称“阿仲尕保”,是青藏高原
特有的野生藏药药材,根据近年来相关植化研究报
道,雪灵芝含有皂甙、多糖、黄酮、生物碱及环肽等潜
在的抗肿瘤成分[8-9]。雪灵芝对肝癌细胞增殖影响方
面的药理研究,也见诸于报道[10]。本研究采用 MTT
法检测细胞增殖水平,结果显示,在0.1~0.8mg/ml
·428· 肿瘤防治研究2013年第40卷第9期
浓度范围,AKAE对人胃癌 MGC-803细胞增殖具有
明显的浓度依赖性抑制作用,药物浓度梯度与抑制率
之间呈良好的线性关系;比较相同AKAE浓度、不同
作用时间下的 MGC-803细胞增殖抑制率,结果显示
差异无统计学意义,提示AKAE对 MGC-803细胞增
殖的影响不具有时间依赖性。
国内外研究表明,细胞周期调控紊乱是导致肿
瘤细胞失控性增殖的主要因素。对肿瘤细胞的细胞
周期进行干预,是抗肿瘤药物实现抑制肿瘤细胞增
殖效应的途径之一。本研究通过流式细胞术检测细
胞周期的结果显示,经不同浓度 AKAE作用12h,
MGC-803细胞的细胞周期构成比例出现变化,0.8
mg/ml AKAE处理组 G1期细胞比例较对照组 G1
期细胞比例升高,而0.8mg/ml AKAE处理组S期
细胞比例低于对照组S期细胞比例,G2期细胞比例
也略有下降,提示AKAE对 MGC-803细胞增殖具
有一定的G1期阻滞作用。
细胞增殖过程中,细胞从G1期进入S期是细胞
分裂的关键环节。细胞周期素D1(cyclin D1)、p16
蛋白及p21蛋白是G1期重要的调控因子[11-12]。cy-
clin D1作为G1期重要的正性调控因子,可与CDK4
或CDK6结合并激活后者,继而使Rb蛋白磷酸化
而释放出转录因子E2F,从而启动S期DNA复制,
促使细胞从G1期进入S期;p16蛋白是G1期负性调
节因子,它通过抑制CDK4的活性,阻止细胞进入S
期,p16蛋白表达降低或表达缺失可导致细胞发生
恶性增殖。此外,p21蛋白是近年来发现的细胞周
期蛋白依靠性激酶抑制物家族成员,它与p53蛋白
共同构成细胞周期G1检查点,当细胞DNA受损并
未经修复情况下,则不能通过此检查点。因此,细胞
内保持一定水平的p21蛋白对防止DNA受损细胞
进入增殖周期具有重要意义。本研究显示,AKAE
对人胃癌 MGC-803细胞中cyclin D1的蛋白及
mRNA表达均有明显抑制作用:经蛋白印迹检测,
0.4~0.8mg/ml AKAE处理对 MGC-803细胞中
cyclin D1的蛋白表达具有浓度-时间依赖性抑制作
用;实时定量PCR结果显示,0.4mg/ml AKAE处
理组 MGC-803细胞的cyclin D1mRNA相对表达
量仅为对照组cyclin D1mRNA表达量的26% 。
此外,实时定量PCR检测结果还显示,AKAE可促
进 MGC-803细胞中p16及p21基因的 mRNA表
达。经AKAE作用6h,0.2mg/ml浓度组人胃癌
MGC-803细胞的p16与p21的mRNA相对表达量
分别为对照组表达量的3.3倍和18.5倍。以上结果
提示,AKAE通过降低cyclin D1的表达水平而抑
制其G1期正性调控作用,同时通过促进p16与p21
蛋白的表达而增强它们的G1期负性调节作用。对
上述G1期相关的正性、负性调节因子表达水平同时
发挥干预效应,可能是 AKAE对人胃癌 MGC-803
细胞发挥G1期阻滞、影响 MGC-803细胞增殖的分
子机制之一。
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[编辑:周永红;校对:刘红武]
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