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鳄嘴花正丁醇提取物对小鼠Heps肝癌的抑制作用



全 文 :第 24 卷第 3 期
2014 年 5 月
江 苏 大 学 学 报(医 学 版)
Journal of Jiangsu University(Medicine Edition)
Vol. 24 No. 3
May 2014
鳄嘴花正丁醇提取物对小鼠 Heps肝癌的抑制作用
刘旭1,郭文洁1,黄丹民1,2,高静1
(1.江苏大学药学院,江苏 镇江 212013;2.马来西亚百年生命科技有限公司,吉隆坡 57000)
[摘要] 目的:研究鳄嘴花正丁醇提取物[Clinacanthus nutans (Burm. f.)Lindau n-butanol extracts,CN-N]对荷瘤小鼠
的体内抑瘤作用及延长生存时间作用。方法:肝癌细胞接种至 ICR小鼠右侧腋下,建立 Heps小鼠肝癌模型,随机分
成 4 组,对照组、环磷酰胺组、CN-N低剂量组(3 mg·kg -1·d -1)、CN-N高剂量组(10 mg·kg -1·d -1) ,每组 10 只,观
察 CN-N对荷瘤小鼠的抑瘤率、体质量、脾脏及胸腺指数、生存时间的影响。蛋白质印迹法检测增殖细胞核抗原(pro-
liferating cell nuclear antigen,PCNA)的表达,TUNEL法检测细胞凋亡情况。结果:与对照组比较,CN-N低剂量组和高
剂量组肿瘤质量明显降低(t分别为 2. 261,3. 140,P 均 < 0. 05) ,荷瘤小鼠脾脏指数、胸腺指数差异无统计学意义(P
均 > 0. 05) ,PCNA表达均明显减少;CN-N 高剂量组生命延长率为 54. 8%,较对照组明显延长荷瘤小鼠生存期(t =
3. 416,P = 0. 003 1)。结论:鳄嘴花正丁醇提取物具有良好的抗肿瘤作用,高剂量 CN-N能提高荷瘤小鼠的生存期。
[关键词] 鳄嘴花;正丁醇提取物;抗肿瘤;细胞凋亡
[中图分类号] R965 [文献标志码] A [文章编号] 1671 - 7783(2014)03 - 0211 - 05
DOI:10. 13312 / j. issn. 1671-7783. y140002
[作者简介]刘旭(1988—) ,男,硕士研究生;高静(通讯作者) ,教授,博士生导师,E-mail:jinggao@ ujs. edu. cn
Inhibitive effect of Clinacanthus nutans (Burm. f.)Lindau
n-butanol extracts on Heps hepatoma in mice
LIU Xu1,GUO Wen-jie1,HUANG Dan-min1,2,GAO Jing1
(1. School of Pharmacy,Jiangsu University,Zhenjiang Jiangsu 212013,China;2. Bio Nice Industry Sdn Bhd,Kuala Lumbur 57000,Malaysia)
[Abstract] Objective:To investigate the anti-tumor activity and life extention effect of Clinacanthus nu-
tans (Burm. f.)Lindau n-butanol extract (CN-N)on tumor loaded mice. Methods:Mice hepatoma carci-
noma cells (Heps,grown in donor mice)were transplanted subcutaneously into armpit of the ICR mice to
establish the tumor xenografts model. Tumor mice were randomized into four groups:control group,cytoxan
group,CN-N low dose group (3 mg·kg -1·d -1) ,CN-N high dose group (10 mg·kg -1·d -1). Tumor
inhibition rate,body weights,immune organs index and life-prolonging effect were recorded. Proliferation of
tumor cells were detected by western blotting and apoptosis was examined by TUNEL assay. Results:Com-
pared with the control group,CN-N low dose group and high dose group showed remarkable inhibition of
tumor weight (t = 2. 261,3. 140,both P < 0. 05) ;no significant differences on spleen and thymus index of
tumor-bearing mice(both P > 0. 05). PCNA expression levels were greatly reduced when treated with low or
high concentration of CN-N. Compared with the control group,CN-N high dose group significantly extended
the survival time(t = 3. 416,P = 0. 003 1). Conclusion:CN-N exhibited good antitumor activity and sig-
nificantly prolonged the survival time of the tumor-bearing mice.
[Key words] Clinacanthus nutans;n-butanol extracts;antitumor;apoptosis
肝癌是全世界最普遍最致命的恶性肿瘤之一,
且治疗手段非常有限[1]。目前,肝癌的治疗方法主
要为外科手术切除及肝移植,但只适用于 10% ~
25%的患者[2],因为大部分患者被确诊时已是肝癌
晚期[3]。治疗肝癌的一线药物主要有有 5-氟尿嘧
啶、长春新碱、环磷酰胺、顺铂和阿霉素等,但大多是
非选择性的细胞毒药物,毒副作用强[4]。大部分肝
癌患者因条件限制无法接受有效治疗,因此,研发高
效低毒的抗肝癌新药极为必要。
鳄嘴花[Clinacanthus nutans (Burm. f.)Lindau]
属于爵床科鳄嘴花属,是泰国传统药物中广泛应用的
药用植物,分布于中南半岛、马来半岛以及我国的广
西、广东、云南、海南等地。在马来西亚,泰国等地,鳄
嘴花作为一种传统的药材用于治疗蛇叮咬,精神紧
张,糖尿病,类风湿关节炎,肝炎以及抗病毒等。鳄嘴
花氯仿提取物对肿瘤细胞有显著的抑制作用[5],但鳄
嘴花正丁醇提取物(Clinacanthus nutans (Burm. f.)
Lindau n-butanol extracts,CN-N)是否有抗肿瘤作用,
未有公开报道。本研究旨在建立小鼠 Heps 肝癌实
体瘤模型,探讨 CN-N 的抗肿瘤效果并初步研究其
可能机制。
1 材料与方法
1. 1 实验材料
实验用小鼠肝腹腔积液瘤 Heps 细胞由江苏省
肿瘤医院提供,小鼠腹腔积液传代;注射用环磷酰胺
购自通化茂祥制药有限公司(产品批号 130601) ;
TUNEL试剂盒购自南京诺维赞生物科技有限公司;
β-肌动蛋白、PCNA抗体购自 Santa Cruz公司。
环磷酰胺用生理盐水配成 2 mg·mL -1的溶液,
备用;鳄嘴花由马来西亚百年生命科技有限公司提
供。鳄嘴花全株干品粉末 1. 5 kg,于 5 L 95%乙醇
浸泡 2 周,抽滤取滤液,料渣烘干,95%乙醇提取 2
次,料液比分别为 1 ∶ 5,1 ∶ 3,时间分别为 2. 5、2 h,
抽滤取滤液。料渣烘干,用 60%乙醇提取 2 次,料液
比分别为 1 ∶ 5,1 ∶ 3,时间分别为 2. 5、2 h,抽滤取滤
液。合并所有滤液,浓缩得浸膏。冷冻干燥得干粉,
正丁醇提取,冷冻干燥得干粉,配成所需浓度,备用。
1. 2 动物分组及处理
ICR小鼠 94 只,SCXK(苏)2013-0011,4 ~ 5 周
龄,体质量 18 ~ 22 g,由江苏大学动物中心提供;建
立肿瘤皮下移植瘤模型[6]:在腹腔积液瘤模型鼠腹
腔内培养 Heps腹腔积液瘤株,7 d 后,将腹腔积液瘤
模型鼠颈椎脱臼处死,75%乙醇浸泡 5 min,腹腔穿刺
取腹腔积液,计数并用生理盐水稀释至细胞密度为 2
×107个 /mL;取 0. 2 mL Heps (4 × 106个 /只)瘤细胞
悬液接种于 ICR小鼠右侧腋下,48 h 后,游标卡尺测
量瘤体的长径和宽径,计算肿瘤体积。
将造模成功的小鼠根据肿瘤体积平均分成 4
组,每组 11 只,分别为对照组,环磷酰胺组,CN-N低
剂量组,CN-N高剂量组;分别给予生理盐水,20 mg /
kg环磷酰胺,3、10 mg /kg CN-N。环磷酰胺组于腹
腔注射给药,其余组灌胃给药,每只小鼠的注射量均
为 0. 2 mL,1 次 /d,连续 11 d。每天观察小鼠的生
长、体质量、饮食和活动度;游标卡尺测量肿瘤长径
(a)和宽径(b) ,计算肿瘤体积,V = 1 /2·a·b2。
11 d 后颈椎脱臼处死小鼠,剥离肿瘤,称重。
取小鼠脾脏、胸腺并称重。计算公式:抑瘤率(%)
= (对照组平均瘤重 -给药组平均瘤重) /对照组
平均瘤重 × 100 %;脾脏指数 =脾脏质量(g) /体质
量(g) ;胸腺指数 =胸腺质量(g)/体质量(g)。
1. 3 生命延长实验
实验方法同上,将造模成功的 50 只 ICR小鼠根
据肿瘤体积平均分成 5 组,每组 10 只,分别为对照
组,环磷酰胺组,CN-N1 组,CN-N2 组,CN-N3 组;分
别给予生理盐水,20 mg /kg环磷酰胺,1、3、10 mg /kg
CN-N,方法同“1. 2”。记录小鼠死亡天数,绘制存活
曲线,计算延长率,延长率 =(给药组平均存活时间
-对照组平均存活时间)/对照组平均存活时间。
1. 4 肿瘤组织形态学观察
取肿瘤组织,4%低聚甲醛固定、脱水、石蜡包
埋、切片。苏木精-伊红(HE)染色,普通光镜下观察
肿瘤组织坏死,血管充血等情况。
1. 5 TUNEL法检测肝癌细胞凋亡
实验方法参照 TUNEL试剂盒说明书进行。
1. 6 蛋白质印迹法检测 PCNA的表达
取“1. 2”中对照组,CN-N低剂量组(3 mg /kg) ,
CN-N高剂量组(10 mg /kg)肿瘤组织,每组随机抽
取 3 个样,提取蛋白,BCA 法测定蛋白含量。进行
SDS-PAGE凝胶电泳后,转移到硝酸纤维素膜,封闭
后分别加入 β-肌动蛋白、PCNA,4 ℃孵育过夜,洗膜
以后加入对应二抗,室温摇床孵育 2 h后,TBST洗 3
次,每次 10 min。ECL发光剂显示阳性条带,在 Ty-
phoon分子成像系统上记录结果。
1. 7 统计学分析
采用 SPSS 19. 0 软件,数据以平均数 ±标准差
(珋x ± s)表示,多组间均数比较采用单因素方差分析,
多个处理组与对照组的比较采用 Dunnett-t 检验,P
< 0. 05 为差异有统计学意义。
2 结果
2. 1 CN-N对 Heps肝癌生长的作用
给药第 11 天时存活小鼠的肿瘤形态见图 1。
肉眼观,与对照组相比,其他 3 组肿瘤体积减小。给
药到第 11 天时,环磷酰胺组小鼠死亡 3 只。环磷酰
胺组,CN-N 低剂量组,CN-N 高剂量组 3 组抑瘤率
212 江苏大学学报(医学版) 第 24 卷
分别为 73. 4%,41. 0%,61. 7%,与对照组比较,肿
瘤质量明显降低(F = 9. 069,P = 0. 001)。与 CN-N
低剂量组比较,CN-N 高剂量组肿瘤质量更低(t =
2. 695,P = 0. 013 6)。从第 3 天开始,给药组肿瘤体
积增速放缓。从第 4 天开始,药物显著抑制肿瘤生
长,表明 CN-N有明显的抑制肿瘤生长的作用,且高
剂量效果更佳。见图 1。
a:P < 0. 05,与对照组比较
图 1 鳄嘴花正丁醇提取物对小鼠肿瘤生长的作用
2. 2 CN-N对小鼠体质量及免疫器官指数的影响
与对照组比较,CN-N 低剂量组和高剂量组小
鼠体质量差异无统计学意义,表明 CN-N 对小鼠体
质量没有明显抑制作用。见图 2。
与对照组比较,环磷酰胺组去瘤体质量明显降
低(t = 3. 440,P = 0. 002 7) ,CN-N 低剂量组和高剂
量组荷瘤小鼠去瘤体质量变化差异无统计学意义(t
分别为 0. 796 3,0. 934 6,P 均 > 0. 05) ,表明 CN-N
对荷瘤小鼠去瘤体质量无影响。见表 1。
与对照组比较,环磷酰胺组荷瘤小鼠的脾脏
指数明显降低(t = 3. 914,P = 0. 000 9) ,CN-N 低
剂量组和高剂量组荷瘤小鼠脾脏指数差异无统计
学意义(t = 0. 3012,1. 366,P 均 > 0. 05) ,初步表
明 CN-N对荷瘤小鼠脾脏可能没有明显的毒副作
用。见表 1。
与对照组比较,环磷酰胺组胸腺指数明显降低
(t = 4. 549,P = 0. 000 2) ,CN-N 低剂量组和高剂量
组荷瘤小鼠胸腺指数差异均无统计学意义(t =
0. 685 1,0. 5055,P均 > 0. 05) ,初步表明 CN-N对荷
瘤小鼠胸腺可能没有明显的毒副作用。见表 1。
图 2 鳄嘴花正丁醇提取物对荷瘤小鼠体质量的影响
表 1 各组小鼠去瘤体质量及免疫器官指数的比较
n =10,珔x ± s
组别
去瘤体质量
(g) 脾脏指数
(%) 胸腺指数(%)
对照组 25. 0 ± 3. 6 0. 64 ± 0. 21 0. 34 ± 0. 17
环磷酰胺组 20. 7 ± 2. 0a 0. 37 ± 0. 08a 0. 095 ± 0. 05a
低剂量组 24. 0 ± 2. 4 0. 66 ± 0. 21 0. 38 ± 0. 10
高剂量组 23. 9 ± 1. 7 0. 54 ± 0. 12 0. 37 ± 0. 11
F值 6. 163 7. 389 15. 59
P值 0. 001 5 0. 000 5 0. 000 1
a:P < 0. 05,与对照组比较
2. 3 CN-N对荷瘤小鼠的寿命延长效果
对照组,环磷酰胺组,CN-N1 组、N2 组、N3 组存
活时间分别为(19. 9 ± 5. 9)d,(29. 9 ± 7. 2)d,
(21. 8 ± 7. 1)d,(25. 4 ± 7. 2)d,(30. 8 ± 10. 4)d
(F = 4. 716,P = 0. 002 9)。环磷酰胺组延长率达
50. 3%,较对照组显著延长荷瘤小鼠生存期(t =
3. 465,P = 0. 002 8) ;CN-N1 组和 N2 组延长率分别
为 9. 5%,27. 6%,与对照组比较差异均无统计学意
义(t = 0. 667 8,1. 909,P 均 > 0. 05) ;CN-N3 组延长
率为 54. 8%,与对照组比较延长作用明显(t =
3. 416,P = 0. 003 1)。结果表明,CN-N 高剂量可明
显延长荷瘤小鼠的存活时间。见图 3。
2. 4 各组肿瘤组织的形态结构
对照组肿瘤细胞体积大,呈多边形或类圆形,细
胞核大深染,核质比增大,核分裂象易见。肿瘤细胞
密集排列呈实体团块,浸润于周围的肌肉和脂肪组
织内。肿瘤间质无明显炎细胞浸润,可见充血、出血
现象,多数为轻、中度。环磷酰胺组肿瘤细胞形态与
对照组相同,但肿瘤细胞异型性明显,肿瘤凋亡和
(或)坏死程度较对照组明显,肿瘤间质无明显炎细
312第 3 期 刘旭,等.鳄嘴花正丁醇提取物对小鼠 Heps肝癌的抑制作用
胞浸润,充血、出血较对照组轻。CN-N 给药组肿瘤
细胞形态与对照组相同,肿瘤凋亡和(或)坏死程度
较对照组明显,并且呈一定剂量依赖的趋势。见
图 4。
2. 5 肿瘤组织凋亡情况
结果显示,对照组凋亡不明显,环磷酰胺组凋亡
明显,CN-N低剂量组凋亡较对照组多但较环磷酰
胺组少;CN-N 高剂量组凋亡同环磷酰胺组,表明
CN-N可能引起肿瘤细胞的凋亡从而发挥抗肿瘤作
用。见图 5。
2. 6 蛋白质印迹法检测 CN-N对 PCNA的影响
结果显示,CN-N给药组 PCNA表达量低于对照
组,且高剂量组表达比低剂量组更低,表明 CN-N 能
够降低 PCNA的表达。见图 6。
1:对照组;2:环磷酰胺组;3:CN-N1组;4:CN-N2组;5:CN-N3组
图 3 鳄嘴花正丁醇提取物对荷瘤小鼠存活时间的影响
图 4 各组肿瘤组织的形态结构(HE染色 ×100)
图 5 TUNEL法检测细胞凋亡结果(×100)
图 6 各组 PCNA蛋白的表达
3 讨论
全球每年有超过 50 万患者被确诊患有肝
癌[7 - 8]。临床上治疗肝癌的药物以化疗药物为主,
但其毒副作用较大。在预防肝癌发生,减轻患者痛
苦,提高生存质量,延长生存时间等方面,植物来源
的药物有独特的优势。其中,紫杉醇、长春新碱、鬼
臼毒素是较成功的抗肿瘤药物,例如,拓扑替康和伊
立替康(喜树碱半合成的衍生物)用于治疗卵巢癌、
小细胞肺癌和结肠癌[9 - 10]。
在泰国、马来西亚等东南亚国家,鳄嘴花作为一
种传统草药用于治疗带状疱疹、蚊虫叮咬、肝炎和蛇
咬伤,其主要成分有豆甾醇,羽扇豆醇,β-谷甾醇,桦
木醇,异牡荆素,6 种碳苷黄酮和牡荆素等;其中,羽
扇豆醇、桦木醇、异牡荆素有抗肿瘤作用,这为本研
究提供了一定基础。本实验表明,CN-N 对异体移
植瘤有很好的抑制作用,给药后第 3 天开始,肿瘤体
积增长速度放缓。给药 11 d后,高剂量组抑瘤率高
达 61. 7%。
生存期的延长是考察抗肿瘤药的一个重要指
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标,本实验显示 CN-N 高剂量组荷瘤小鼠的生存期
明显延长,生命延长率达 54. 8%,显示出 CN-N具有
较好的应用前景。
CN-N对小鼠去瘤体质量、胸腺指数、脾脏指数
无影响,不排除其有较小毒副作用的可能。CN-N
显示出了良好的抗肿瘤作用,其抑瘤作用可能与诱
导凋亡和抑制细胞增殖有关,但其有效成分到底是
什么,以及诱导凋亡、抑制细胞增殖的分子机制还有
待进一步研究。
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[收稿日期] 2014 - 01 - 17 [编辑] 刘星星
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