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点地梅提取物saxifragifolin B体外抗实体瘤活性研究



全 文 :[文章编号] 1000 - 4718(2011)05 - 0838 - 05
[收稿日期]2011 - 01 - 05 [修回日期]2011 - 03 - 08
* [基金项目]国家自然科学基金资助项目(No. 81000923) ;广东省医学科学技术研究基金资助项目(No. B2009117) ;广东高
校优秀青年创新人才培育资助项目(No. 2009400)
△通讯作者 Tel:020 - 31897359;E - mail:sxmshw77@ 163. com
点地梅提取物 saxifragifolin B体外抗实体瘤活性研究*
李朋军1, 沈伟哉1, 叶文才2, 张冬梅2, 孙 艳3△
(暨南大学1 医学院,2 药学院,广东 广州 510632;3 广东药学院生命科学与生物制药学院,广东 广州 510006)
[摘 要] 目的:初步探讨点地梅提取物 saxifragifolin B体外抗实体瘤活性及其作用机制。方法:Saxifragifo-
lin B作用于体外培养的人肝癌细胞 BEL - 7402、肺癌细胞 A549 和胃癌细胞 SGC7901。光镜下观察肿瘤细胞形态
学变化;AO/EB双染法观察细胞死亡;MTT法检测细胞增殖水平,计算 IC50;流式细胞术检测细胞凋亡和坏死。结
果:Saxifragifolin B诱导 3 种实体瘤细胞出现凋亡样和坏死样改变。Saxifragifolin B以浓度依赖的方式抑制肿瘤生
长,作用 24 h IC50分别为 13. 13 μmol /L、9. 61 μmol /L和 11. 64 μmol /L。Saxifragifolin B可以诱导肿瘤细胞凋亡和坏
死。结论:点地梅提取物 saxifragifolin B具有抗多种实体瘤的活性,其作用机制可能与诱导细胞凋亡和促进细胞坏
死有关。
[关键词] 点地梅;Saxifragifolin B;BEL - 7402 细胞;A549 细胞;SGC7901 细胞
[中图分类号] R931. 71 [文献标识码] A doi:10. 3969 / j. issn. 1000 - 4718. 2011. 05. 002
Activity of saxifragifolin B from Androsace umbellata against solid tumors
in vitro
LI Peng - jun1,SHEN Wei - zai1,YE Wen - cai2,ZHANG Dong - mei2,SUN Yan3
(1School of Medicine,2College of Pharmacy,Jinan University,Guangzhou 510632,China;3Life Science and Biopharma-
ceutical College,Guangdong Pharmaceutical University,Guangzhou 510006,China. E - mail:sxmshw77@ 163. com)
[ABSTRACT] AIM:To investigate the activity of saxifragifolin B from Androsace umbellata against solid tumors.
METHODS:Human hepatoma cell line BEL - 7402,human lung adenocarcinoma epithelial cell line A549 and human
gastric cancer cell line SGC7901 were treated with saxifragifolin B in vitro. Morphological changes of the tumor cells were
observed under microscope. Cell deaths were determined by AO /EB double staining. Cell proliferation was assayed by MTT
method. The IC50 values were graphically determined. Apoptosis and necrosis were measured by flow cytometry. RE-
SULTS:Saxifragifolin B induced apoptosis and necrosis in all 3 tested solid tumor cells. Saxifragifolin B inhibited prolifer-
ation of tumor cells in a concentration - dependent manner with IC50 values of 13. 13 μmol /L,9. 61 μmol /L and 11. 64
μmol /L at 24 h,respectively. Saxifragifolin B induced both apoptosis and necrosis in the tumor cells. CONCLUSION:
Saxifragifolin B from Androsace umbellata has the activity against a variety of solid tumors with the possible mechanisms of
inducing both apoptosis and necrosis.
[KEY WORDS] Androsace umbellata;Saxifragifolin B;BEL - 7402 cells;A549 cells;SGC7901 cells
天然产物广泛存在于自然界,资源丰富而且类
型多样,因此是目前发展抗肿瘤药物最重要的策略
之一[1]。我国传统中药是天然产物的重要来源。中
药中提取的多种天然产物显示了良好的抗肿瘤活
性[2,3]。近来,有研究报道从报春花科(Primulaceae)
点地梅属植物点地梅[Androsace umbellata(Lour.)
Merr.]中首次分离得到 7 种化合物[4],并发现三萜
皂苷 saxifragifolin B 可以诱导肝癌细胞株 HepG2 凋
亡[5]。本实验通过研究 saxifragifolin B 对人肝癌细
胞 BEL -7402、肺癌细胞 A549 和胃癌细胞 SGC7901
形态及增殖的影响,初步探讨点地梅提取物 saxifragi-
folin B对其它实体瘤细胞株的抑制作用及机制,为
深入阐明 saxifragifolin B 抗肿瘤作用机制及其临床
应用奠定基础。
材 料 和 方 法
1 药物
Saxifragifolin B,白色无结晶粉末,经鉴定为 3 -
·838· 中国病理生理杂志 Chinese Journal of Pathophysiology 2011,27(5) :838 - 842
O{β - D -吡喃木糖 -(1→2)- β - D -吡喃葡萄糖
-(1→4)-[β - D -吡喃葡萄糖(1→2) ]- α - L -
阿拉伯糖}- 16α -羟基 - 13β,28 -环氧 -齐墩果烷
- 30 -醛,saxifragifolin B 结构见图 1,暨南大学药学
院叶文才教授惠赠。用二甲亚砜(dimethyl sulfoxide,
DMSO)溶解 saxifragifolin B,制备浓度为 20 mmol /L
的储存液,- 20 ℃保存。
Figure 1. Chemical structure of saxifragifolin B.
图 1 Saxifragifolin B的化学结构
2 细胞株
人肝癌细胞株 BEL - 7402、人肺腺癌细胞株
A549 和人胃癌细胞株 SGC7901 由暨南大学生化教
研室提供。
3 主要试剂
RPMI - 1640 购自 Gibco,胎牛血清购自杭州四
季青公司,丫啶橙(acridine orange,AO)、溴化乙啶
(ethidium bromide,EB)购自 Fluka,MTT 购自 Sigma,
AnnexinⅤ - FITC 凋亡检测试剂盒购自 Biovision。
4 方法
4. 1 AO /EB 双荧光染色 收集对数生长期的肿瘤
细胞。完全培养基(含 10% 胎牛血清的 RPMI -
1640)调整细胞浓度,按 1 × 106cells /well 接种 24 孔
板,saxifragifolin B处理 6h后,PBS洗 2 遍,滴加 2 μL
荧光标记物(AO /EB各含 100mg /L) ,避光染色,PBS
洗 2 遍,滴加 90%甘油,荧光显微镜下观察拍照。设
置阴性对照组(加入 1‰DMSO)。
4. 2 MTT 法检测细胞增殖 收集对数生长期的细
胞。完全培养基调整细胞浓度,按 7 × 103cells /well
接种 96 孔板。设置空白对照组、阴性对照组和 6 个
实验组,每组设置 4 个复孔。细胞接种 24 h 后加入
saxifragifolin B,使其终浓度为 4 μmol /L、6 μmol /L、8
mol /L、10 μmol /L、12 μmol /L、14 μmol /L。空白对照
组加入等体积完全培养基。阴性对照组加入 1‰
DMSO。分别于药物作用 24 h、48 h、72 h 后,加 MTT
(10 g /L)继续培养 4 h。弃上清,每孔加入 150 μL
DMSO 溶解,待完全溶解后振荡均匀,酶标仪测定
490 nm处 A 值。计算半数抑制浓度(50% inhibition
concentration,IC50,μmol /L)。培养人脐静脉内皮细
胞株 HUVECs,按以上 MTT 方法检测 saxifragifolin B
作用 24 h对正常细胞的毒性作用,计算半数致死浓
度 CC50(50% cytotoxicity concentration)。
4. 3 流式细胞术检测细胞凋亡和坏死 按试剂盒
说明书操作。收集对数生长期的肿瘤细胞。完全培
养基调整细胞浓度,按 5 × 105cells /well接种 6 孔板。
细胞接种 24 h 后加入 saxifragifolin B。设置阴性对
照组。药物作用 24 h后收集细胞,PBS 洗 2 次。500
μL binding buffer 重悬细胞,加 5 μL Annexin V -
FITC 和 5 μL PI,室温避光染色 5 min 后流式细胞仪
检测。
5 统计学处理
数据用均数 ± 标准差(珋x ± s)表示,采用 SPSS
11. 0 进行 t检验。
结 果
1 Saxifragifolin B对 3 种实体瘤细胞生长的影响
Saxifragifolin B 作用 24 h,3 种实体瘤细胞出现
明显的形态学变化。对照组 BEL - 7402、A549、
SGC7901 细胞体外培养 24 h分别呈多边形、梭形、锥
形或三角形,见图 2A、C、E。细胞折光性好,生长状
态良好,可见较多分裂细胞。而实验组的 3 种肿瘤
细胞形态表现相似,细胞数明显减少。部分细胞变
圆,体积增大,无折光性,周围可见较多细胞碎片;部
分细胞体积缩小,形成小泡,见图 2B、D、F。用 AO /
EB双染观察 saxifragifolin B 作用后肿瘤细胞死亡情
况,结果显示药物作用 6h 即出现明显的细胞死亡:
部分肿瘤细胞体积增大,染色质呈均匀的橙红色、部
分细胞核扩张或黄绿色荧光减少消失(坏死细胞) ;
部分细胞核则呈现致密浓染的黄绿色荧光(凋亡细
胞) ,见图 3B、C。对照组细胞核完整、呈均匀绿色淡
染,见图 3A。
2 Saxifragifolin B抑制 3 种实体瘤细胞增殖
不同浓度药物作用不同时间,结果显示 saxifragi-
folin B对 3 种实体瘤细胞的增殖均具有抑制作用。
Saxifragifolin B抑制同种肿瘤细胞的作用强度在 24 h、
48 h和 72 h时相差不大,说明 saxifragifolin B 的抗肿
·938·
瘤作用不随时间延长而增强;但在一定浓度范围内,
抑制作用随着浓度增加而增强,见图 4 - 6。正常细
胞毒性试验结果显示,saxifragifolin B 对正常细胞的
CC50为(21. 79 ± 1. 05)μmol /L。而 saxifragifolin B 抑
制实体瘤的 IC50水平在 10 μmol /L左右,见表 1。
Figure 2. Effect of saxifragifolin B on the growth of BEL - 7402,A549 and SGC7901 cells(× 200). A:control group of BEL - 7402
cells for 24 h;D:BEL - 7402 cells were treated with 10 μmol /L saxifragifolin B for 24 h;B:control group of A549 cells
for 24 h;E:A549 cells were treated with 10 μmol /L saxifragifolin B for 24 h;C:control group of SGC7901 cells for 24 h;
F:SGC7901 cells were treated with 10 μmol /L saxifragifolin B for 24 h.
图 2 Saxifragifolin B 对 3 种实体瘤细胞生长的影响
Figure 3. Saxifragifolin B induced apoptosis and necrosis in BEL - 7402 cells(× 400). Cells were stained with both AO and EB. Tri-
angle:necrosis. Arrow:apoptosis. A:control group cells for 6 h;B:BEL - 7402 cells were treated with 10 μmol /L saxifra-
gifolin B for 6 h;C:BEL - 7402 cells were treated with 12 μmol /L saxifragifolin B for 6 h.
图 3 Saxifragifolin B诱导 BEL -7402 细胞凋亡和坏死
Figure 4. Saxifragifolin B inhibited the proliferation of BEL -
7402 cells. 珋x ± s. n = 4.
图 4 Saxifragifolin B抑制肝癌细胞 BEL -7402 增殖
Figure 5. Saxifragifolin B inhibited the proliferation of A549
cells. 珋x ± s. n = 4.
图 5 Saxifragifolin B抑制肺癌细胞 A549 增殖
·048·
Figure 6. Saxifragifolin B inhibited the proliferation of SGC7901
cells. 珋x ± s. n = 4.
图 6 Saxifragifolin B抑制胃癌细胞 SGC7901 增殖
3 Saxifragifolin B诱导肿瘤细胞凋亡和坏死
Annexin V /PI双染检测肿瘤细胞死亡情况,结
果显示8μmol / L作用24 h既诱导部分肿瘤细胞发
表 1 Saxifragifolin B对 3 种实体瘤细胞的增殖抑制作用
Table 1. Proliferative inhibition of saxifragifolin B on BEL -
7402,A549 and SGC7901 cells(珋x ± s. n = 3)
Cell lines IC50(μmol /L)at 24 h
BEL - 7402 13. 13 ± 0. 64
A549 9. 61 ± 0. 64
SGC7901 11. 64 ± 0. 53
IC50 was defined as the concentration (μmol /L)that caused
50% inhibition of cell growth in vitro.
生早期凋亡(Annexin V - FITC +) ,又促进部分肿瘤
细胞坏死(PI +) ,见图 7。Saxifragifolin B处理组肿瘤
细胞凋亡和坏死水平分别与对照组相比存在显著差
异(P < 0. 01) ,见图 8、9。上述结果说明 saxifragifolin
B可以显著诱导 3 种实体瘤细胞凋亡和坏死。
Figure 7. Saxifragifolin B induced apoptosis and necrosis in SGC7901 cells. SGC7901 cells were stained by Annexin V - FITC(FL1)
and PI(FL3). Levels of apoptosis and necrosis were analysis by flow cytometry. A:control group cells for 24 h;B:
SGC7901 cells were treated with 4 μmol /L saxifragifolin B for 24 h;C:SGC7901 cells were treated with 8 μmol /L saxifra-
gifolin B for 24 h.
图 7 Saxifragifolin B诱导 SGC7901 凋亡和坏死
Figure 8. Apoptosis induced by saxifragifolin B in three kinds of
solid tumors. 珋x ± s. n = 3. Three kinds of solid tumors
were treated with 8μmol /L saxifragifolin B for 24 h.
Apoptotic rate was analyzed by flow cytometry. ** P <
0. 01 vs control.
图 8 Saxifragifolin B 诱导 3 种实体瘤细胞凋亡
Figure 9. Necrosis induced by saxifragifolin B on three kinds of
solid tumors. 珋x ± s. n = 3. Three kinds of solid tumors
were treated with 8 μmol /L saxifragifolin B for 24 h.
Necrotic rate was analyzed by flow cytometry. ** P <
0. 01 vs control.
图 9 Saxifragifolin B 诱导 3 种实体瘤细胞坏死
·148·
讨 论
点地梅是报春花科点地梅属多年生植物,其全
草均可入药,《中药大辞典》载:“性味苦寒,功效利
水,主治热性水肿”,民间用全草治疗扁桃腺炎、咽喉
炎、口腔炎,故有喉咙草之称[6]。李承花[4]利用硅胶
柱层析、Sephadex LH20 柱层析以及反相柱层析等方
法分离纯化点地梅全草得到 7 种化合物,通过理化
性质和波谱技术鉴定分别为山柰酚(kaempferol)、芦
丁(rutin)、槲皮素(quercetin)、primulanin、saxifragifo-
lin B和 saxifragifolin D和胡萝苷(daucosterol)。Park
等[7]也通过甲醇提取,正丁醇萃取,柱层析等方法获
得 4 种三萜皂苷:saxifragifolin C、saxifragifolin A、saxi-
fragifolin B 和 saxifragifolin D。点地梅正丁醇粗提物
具有抗肿瘤活性[8]。其中,saxifragifolin B 可以诱导
肝癌细胞株 HepG2 凋亡[4],而 4 种三萜皂苷 saxifra-
gifolin C、saxifragifolin A、saxifragifolin B 和 saxifragifo-
lin D对多药耐药肿瘤细胞株和非多药耐药肿瘤细胞
株均有较敏感的抑制作用[7]。
本研究探讨了点地梅提取物 saxifagifolin B 对其
它实体瘤的作用,结果发现 saxifragifolin B 对人肝癌
细胞 BEL - 7402、肺癌细胞 A549 和胃癌细胞
SGC7901 均有抑制作用,且与 Saxifagifolin B 致正常
内皮细胞的毒性作用相比较强(见结果 2)。但与文
献报道[5]不同的是,我们发现 saxifragifolin B 抑制实
体瘤的作用具有浓度依赖性,但没有时间依赖性,6 h
即可见明显的细胞死亡。形态学观察显示:saxifragi-
folin B 作用后 3 种实体瘤的形态学表现相似。部分
肿瘤细胞呈坏死样改变;而部分细胞呈凋亡样改变。
进一步采用流式检测发现,saxifragifolin B 既能诱导
3 种实体瘤发生早期凋亡,又能直接导致细胞坏死。
提示 saxifragifolin B 抑制肿瘤的作用没有明显的选
择性,其作用机制可能同时存在诱导细胞凋亡和促
进坏死。
以往研究仅报道了 saxifragifolin B 诱导凋亡的
作用[5,7],并发现 caspase - 8 /caspase - 3、线粒体细胞
色素 C /caspase - 9 途径参与了凋亡发生。然而越来
越多的报道显示,促进肿瘤发生被动性细胞死亡也
是抗肿瘤药物重要的作用机制之一。其中,以细胞
肿胀、胞浆空泡形成、无染色质浓缩的核扩张为特点
的细胞胀亡(oncosis)备受关注[9]。Du 等[10]发现青
蒿琥酯(artesunate)有选择性抗胰腺癌细胞 Panc - 1、
BxPC -3 和 CFPAC - 1 活性,电镜观察药物作用后
肿瘤细胞呈胀亡的典型表现。这种细胞死亡与
caspase分子无关,但可被活性氧(ROS)清除剂 N -
乙酰半胱氨酸(N - acetyl - cysteine,NAC)抑制。本
研究初步的形态学观察和流式检测显示,saxifragifo-
lin B可诱导肿瘤发生具有胀亡特点的形态学表现
(如细胞变大、核扩张)及细胞被动性坏死,但 saxifra-
gifolin B是否通过胀亡途径诱导肿瘤死亡还需进一
步的实验确定。
本研究证实 saxifragifolin B 具有潜在广谱抗实
体瘤活性,而其抗肿瘤作用机制的深入阐明将有助
于发展 saxifragifolin B的临床应用。
[参 考 文 献]
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