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半边旗提取物5F联合5-Fu对A/J小鼠诱发性肺癌的影响



全 文 :书·实验研究·
基金项目:国家自然科学基金(No. 30772701) ;广东省科技计划项目(No. 2009C3104003) ;广东医学院重点项目(No. Z2013001)和博士启动
项目(No. B2013019)
作者简介:叶华,女,研究方向:抗炎免疫药理学,E - mail:yehua2008@ foxmail. com
半边旗提取物 5F联合 5 - Fu 对 A /J小鼠诱发性肺癌的影响
叶 华,刘 义,吴科锋,李 立,郑学宝
(广东天然药物研究与开发重点实验室,广东医学院,广东 湛江 524023)
摘要:目的 研究半边旗提取物 5F与 5 -氟尿嘧啶合用对 A/J小鼠诱发性肺癌的影响。方法 以苯并[a]芘
和甲基亚硝胺吡啶基丁酮混合剂灌胃,每周 1 次,连续 8 周,诱发小鼠肺癌。从第 9 周开始,分别腹腔注射 5F、5 -
氟尿嘧啶或(5F + 5 -氟尿嘧啶) ,连续给药 14 周后处死小鼠。观察肺癌数量,计算肿瘤抑制率,检测肝脏系数、肾
脏系数,检测血清丙氨酸氨基转移酶、天门冬氨酸氨基转移酶、尿素氮和血肌酐水平,检测超氧化物歧化酶和丙二
醛的含量变化。结果 5F与 5 -氟尿嘧啶联合用药显著抑制 A/J 小鼠诱发性肺癌,具有协同效应,且对肝肾功能
无明显毒副作用,还可以提高血清超氧化物歧化酶水平。结论 5F与 5 -氟尿嘧啶合用可协同抑制 A/J小鼠诱发
性肺癌。
关键词:5F;半边旗;肺癌;甲基亚硝胺吡啶基丁酮;苯并[a]芘
中图分类号:R285. 5 文献标识码:A 文章编号:2095 -5375(2015)07 -0373 -004
Protective effect of 5F,an extract from Pteris semipinnata L,in combine
with 5 - Fu,on development of lung cancer in A /J mice
YE Hua,LIU Yi,WU Ke-feng,LI Li,ZHENG Xue-bao
(Guangdong Key Laboratory for Research and Development of Natural Drugs,
Guangdong Medical College,Zhanjiang 524023,China)
Abstract:Objective To investigate the effect of 5F,an extract from Pteris semipinnata L,in combine with 5 - Fu,on
the model of induced A/J mice lung cancer.Methods Intragastric administration was conducted on all mice using mixed re-
vulsant of B[a]P and NNK. The aforementioned operation was performed once per week and continued for 8 weeks. 5F and 5
- Fu,alone or in combination,were injected into mice from the ninth week and continued for 14 weeks. Count the number of
lung cancer and calculate the tumor inhibition rate. Weight the liver and kidney,and calculate the organ index. The levels of
ALT,AST,BUN,Scr,SOD and MDA were also detected. Results The combined application of 5F and 5 - Fu significantly
suppressed the development of B[a]P and NNK - induced lung cancer in vivo with minimal side effects,and increase the level
of serum SOD. Conclusion 5F combined with 5 - Fu had a synergistic effect on the induced lung cancer in A /J mice.
Key words:5F;Pteris semipinnata L;Lung cancer;NNK;B[a]P
肺癌已成为我国恶性肿瘤首要的死亡原因,占
全部恶性肿瘤死亡的 22. 7%,且发病率和死亡率仍
在继续迅速上升,目前我国肺癌发病率每年增长
26. 9%[1]。大量的流行病学研究证实吸烟与肺癌
发生的密切关系,且我国吸烟人口正呈现年轻化、低
龄化的趋势。课题组证实半边旗提取物 5F(11α -
羟基 - 15 -氧 - 16 -烯 -对映贝壳杉烷 - 19 -酸)
对诱发性肺癌特别是由吸烟引起的肺癌具有较好的
抑制作用[2]。我们进一步观察 5F 与 5 -氟尿嘧啶
(5 - Fu)联合应用对 A /J 小鼠诱发性肺癌的影响,
探讨 5F与 5 - Fu联合用药的可行性。
1 材料和方法
1. 1 材料 5F 干粉由本实验室(广东天然药物研
究与开发重点实验室)提供,经丙二醇溶解,蒸馏水
·373·药学研究·Journal of Pharmaceutical Research 2015 Vol. 34,No. 7
DOI:10.13506/j.cnki.jpr.2015.07.001
稀释,制成丙二醇体积分数为 0. 15%、5F 质量浓度
为 1 000 mg·L -1的储备液,除菌过滤后冷藏保存,
实验时再以培养基稀释至所需浓度(丙二醇最终浓
度≤0. 012)。A /J 小鼠,6 周龄,体重 18 ~ 22 g,香
港中文大学惠赠。5 - Fu 注射液,天津金耀氨基酸
有限公司;B[a]P 和 NNK,购自 Sigma 公司;丙氨酸
氨基转移酶(ALT)试剂盒、天门冬氨酸氨基转移酶
(AST)试剂盒、丙二醛(MDA)试剂盒、超氧化物歧
化酶(SOD)试剂盒、尿素氮(BUN)试剂盒、血肌酐
(Scr)试剂盒均购于南京建成生物工程研究所。
1. 2 小鼠诱发性肺癌模型的建立 除正常对照组
以外,其余各组 A /J小鼠均以 3 μmol苯并[a]芘 (B
[a]P)和 3 μmol 甲基亚硝胺吡啶基丁酮(NNK)制
成的混合诱导剂进行灌胃,每周 1 次,连续灌胃 8
周,诱发小鼠肺癌。
1. 3 动物分组及给药 AJ小鼠 50 只,随机均分为
5 组,正常组、模型组、5F 组(250 mg·kg -1)、5 - Fu
组(25 mg·kg -1)和 5F + 5 - Fu组(5F 50 mg·kg -1
+ 5 - Fu 25 mg·kg -1)。从第 9 周开始,分别腹腔
注射相应药物,模型组给予生理盐水,连续给药 14
周后处死小鼠。眼球眶静脉采血,取肺、肝、肾等脏
器检测各项指标。
1. 4 观察指标和方法
1. 4. 1 体重 实验期间每周称取小鼠体重。
1. 4. 2 肿瘤数量 取出肺脏,计算肺脏的肿瘤
数量。
1. 4. 3 脏器系数 取肝脏和肾脏组织,称重,计算
脏器系数,脏器系数 = 脏器重量(g)/体重(g)
× 100。
1. 4. 4 肝肾功能 按照试剂盒说明书,检测血清中
ALT、AST、BUN和 Scr的变化。
1. 4. 5 SOD 和 MDA 检测 按照试剂盒说明书,检
测血清中 SOD和 MDA的变化。
1. 5 统计学方法 采用 SPSS 20. 0 统计软件,进行
单因素方差分析与析因设计方差分析,两两比较用
方差齐选用 LSD检验,方差不齐选用 Tamhanes T2
检验。
2 结果
2. 1 5F与 5 - Fu 联合用药对 NNK 和 B[a]P 诱导
A/J小鼠肺癌的影响 如图 1 所示,与正常组比较,
模型组小鼠体重略有下降,而 5F 组、5 - Fu 组和(5F
+5 - Fu)组小鼠体重略有升高。与模型组比较,5F
和 5 - Fu联合用药,或者分别单独给药均能降低小鼠
肿瘤数量,差异有显著意义,其中(5F + 5 - Fu)组肿
瘤抑制率最高,达 44. 36%。5F可以增强 5 - Fu的治
疗效果,两者联合用药具有协同效应,结果见表 1。
表 1 5F和 5 - Fu联合应用对 NNK和 B[a]P诱导
A /J小鼠肺癌的影响
组别
平均体重
(g,x ± SD)
肺癌
肿瘤发生率
(%)
小鼠肿瘤数
(x ± SD)
肿瘤抑制率
(%)
正常组 21. 95 ± 2. 17 10 0. 20 ± 0. 63 -
模型组 20. 90 ± 3. 10 100 17. 38 ± 1. 60aa -
5F组 22. 17 ± 2. 55 100 12. 56 ± 1. 24bb 27. 74
5 - Fu组 21. 73 ± 3. 62 100 10. 89 ± 1. 05bb 37. 33
5F + 5 - Fu组 22. 08 ± 2. 45 100 9. 67 ± 0. 71bbee 44. 36
注:与正常组比较,aaP <0. 01,与模型组比较,bbP <0. 01,与 5F组、5 - Fu组
比较,eeP <0. 01
图 1 5F与 5 - Fu联合用药对诱发性肺癌小鼠体重的影响
2. 2 5F和 5 - Fu 联合应用对肺癌小鼠肝脏、肾脏
系数和肝肾功能的影响 如表 2 所示,与模型组比
较,各给药组肝脏和肾脏系数没有明显变化。血清
ALT检测结果显示,5F 不影响 ALT 水平,5 - Fu 组
ALT水平升高,但 5F与 5 - Fu联合应用可降低 ALT
水平,与 5 - Fu 组比较差异有统计学意义。血清
AST检测结果显示,模型组 AST 水平升高,5F 组和
(5F + 5 - Fu)组 AST 水平较模型组降低(P < 0. 05
或 P < 0. 01)。血清 BUN 和 Scr 检测结果各组之间
没有显著差异,结果见表 3。
表 2 5F和 5 - Fu联合应用对肺癌小鼠脏器系数的影响
组别
脏器系数
肝脏指数 肾脏指数
正常组 4. 59 ± 0. 31 1. 32 ± 0. 06
模型组 4. 53 ± 0. 36 1. 25 ± 0. 07
5F组 4. 46 ± 0. 24 1. 28 ± 0. 10
5 - Fu组 4. 82 ± 0. 17 1. 33 ± 0. 14
5F + 5 - Fu组 4. 97 ± 0. 41 1. 40 ± 0. 18
2. 3 5F 和 5 - Fu 联合应用对肺癌小鼠血清 SOD
和 MDA的影响 模型组 SOD 水平较正常组降低,
5F和 5 - Fu联合或者分别单独给药均能提高 SOD
水平,与模型组比较有显著性差异。对血清 MDA
水平的检测结果显示各组无明显差别,结果见
表 4。
·473· 药学研究·Journal of Pharmaceutical Research 2015 Vol. 34,No. 7
表 3 5F和 5 - Fu联合应用对肺癌小鼠血清 ALT、
AST、BUN和 Scr的影响
组别 ALT (U·L - 1) AST (U·L - 1) BUN (mmol·L -1)Scr (μmol·L -1)
正常组 56. 20 ± 12. 62 145. 86 ± 24. 22 7. 37 ± 0. 79 17. 42 ± 2. 31
模型组 68. 94 ± 10. 04 180. 63 ± 46. 12a 7. 69 ± 0. 63 18. 96 ± 2. 48
5F组 68. 97 ± 22. 30 136. 78 ± 28. 09bb 7. 48 ± 1. 34 16. 50 ± 3. 44
5 - Fu组 91. 47 ± 18. 58b 165. 38 ± 29. 89 6. 98 ± 0. 62 18. 56 ± 2. 67
5F + 5 - Fu组 68. 70 ± 6. 72d 149. 99 ± 33. 12b 7. 82 ± 1. 26 18. 91 ± 2. 58
注:与正常组比较,aP < 0. 05;与模型组比较,bP < 0. 05,bbP < 0. 01;与 5 - Fu 组比
较,dP < 0. 05
表 4 5F和 5 - Fu联合应用对肺癌小鼠血清 SOD和 MDA的影响
组别 SOD (U·g - 1) MDA (nmol·g - 1)
正常组 145. 39 ± 8. 46 20. 98 ± 0. 01
模型组 108. 30 ± 12. 92aa 21. 40 ± 2. 53
5F组 135. 81 ± 15. 84b 23. 25 ± 3. 88
5 - Fu组 133. 38 ± 14. 75b 21. 18 ± 2. 04
5F + 5 - Fu组 151. 32 ± 10. 10bb 21. 97 ± 2. 93
注:与正常组比较,aa P < 0. 01;与模型组比较,bP < 0. 05,bb P <
0. 01
3 讨论
在世界范围内,肺癌是所有恶性肿瘤中发病率和
死亡率最高的肿瘤[3]。吸烟是肺癌公认的最主要的
致病因素,B[a]P和 NNK 是香烟烟雾所含的主要致
癌物质[4,5]。Hecht等[6,7]利用 B[a]P 和 NNK 为诱
导剂建立的 A/J 小鼠肺癌模型,其肺癌形成的机制
跟人类有很大相似性,是研究人类肺癌尤其是吸烟引
起肺癌的首选模型。因此本研究利用更接近于人体
肿瘤生长状态的 A/J 小鼠诱发性肺癌模型来探讨 5F
与 5 - Fu联合应用在体内的抗肿瘤活性。
5F是从生长在我国南方的传统中草药半边旗
中分离得到的一种具有抗肿瘤活性的二萜类化合
物[8]。前期的研究证实,在体外 5F 能抑制 NCI -
H460、NCI - H23、A549 和 CRL - 2066 等肺癌细胞
生长并诱导其凋亡,在体内 5F 显著降低 NNK 诱导
的肺癌数量和大小,且对肝肾功能无明显毒副作
用[9,10]。5 - Fu 是临床常用的抗肿瘤药物,常用于
治疗肺癌、肠癌、胃癌等多种癌症,因此,我们将 5F
与 5 - Fu合用,探讨两者联合应用的可行性。
我们的研究结果表明,5F和 5 - Fu 联合用药可
以显著降低 B[a]P和 NNK诱导的 A /J小鼠肺癌数
量,肿瘤抑制率达 44. 36%,与单独使用 5F或 5 - Fu
相比,联合用药具有协同效应。对肝脏和肾脏系数,
血清 ALT、AST、BUN 和 Scr 的检测显示,对肝肾功
能没有明显毒副作用,而且能降低 5 - Fu 导致的
ALT和 AST升高。此外,5F和 5 - Fu联合还显著提
高 SOD的水平。这些结果均提示,可以在临床上将
5F与 5 - Fu 联合应用治疗肺癌。然而,目前对于
5F与 5 - Fu 协同抗肺癌作用的机制尚不清楚。吸
烟所诱发的肺癌会导致 K - ras、NF - κB 和 p53 等
基因的改变[11],在这些分子中,已知 5F的抗癌作用
与调节 NF - κB 信号通路和影响 p53 基因有关,5F
与 5 - Fu的协同效应是否与这些分子有关,有待进
一步研究。
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·573·药学研究·Journal of Pharmaceutical Research 2015 Vol. 34,No. 7
图 4 厄贝沙坦分散片(A公司)一致性检验模型验证结果
关系数阈值为 97%,建立厄贝沙坦分散片(A 公司)
特征谱段相关系数模型。
2. 5. 2 特征谱段相关系数模型验证结果 调取编
号 0、15 ~ 18 号样品的平均光谱作为验证光谱,对厄
贝沙坦分散片(A 公司)特征谱段相关系数模型进
行验证,结果如表 1,厄贝沙坦分散片(0 号,A 公
司)的验证光谱相关系数在规定的阈值 97%以上,
其他厂家的厄贝沙坦片、分散片及胶囊(15 ~ 18 号)
的相关系数值均远低于规定的阈值 97%,且差异显
著,说明该模型专属性好,能快速鉴别并准确区分厄
贝沙坦分散片(A 公司)与其他生产厂家的同类产
品,该验证结果与一致性检验模型验证结果相一致。
表 1 厄贝沙坦分散片(A公司)特征谱段相关系
数模型验证结果
样品编号 生产厂家 相关性(%)
0 A 99. 46
15 B 69. 81
16 C 95. 74
17 D 91. 85
18 E 36. 43
3 讨论
经查询,尚无厄贝沙坦分散片的近红外研究报
道,现行药检车近红外模型库也无厄贝沙坦分散片
的近红外模型。本研究建立的厄贝沙坦分散片(A
公司)近红外光谱一致性检验模型和特征谱段相关
系数模型专属性好,准确性高,可填补该品种近红外
研究空白,扩充药检车近红外模型库。
应用一致性检验模型和特征谱段相关系数模型
可快速鉴别并准确区分厄贝沙坦分散片(A 公司)
与其他生产厂家的同类产品,有效保护品牌产品;样
品无需特殊处理,一些铝塑包装的样品可以直接测
定,方法操作简单易掌握,可实现对大批量样品的快
速筛查,大大降低检测成本,减少工作量,在药品现
场监管中发挥重要作用。
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