全 文 :大连医科大学学报 2016 年第 38 卷第 3 期(Journal of Dalian Medical University Vol. 38 No. 3,2016) 215
基金项目:国家自然科学基金项目(81101682) ;广东省公益研究与能力建设专项资金项目(2014A020212015)
作者简介:谢闺娥(1981 -) ,女,湖南邵阳人,讲师。E - mail:guier2003@ 126. com
通信作者:徐 霞,教授。E - mail:xux2014@ 126. com
论 著 doi:10. 11724 / jdmu. 2016. 03. 02
扁蒴藤素对人乳腺癌 MCF - 7 细胞生长和
凋亡的影响及机制研究
谢闺娥1,杜晶春1,徐 霞1,董桂兰2
(1.广州医科大学 金域检验学院,广东 广州 510182;2.广州大学 门诊部,广东 广州 510006)
[摘要] 目的 研究扁蒴藤素对乳腺癌细胞 MCF - 7 生长和凋亡的影响及其机制。方法 用 MTT 法检测扁
蒴藤素对 MCF - 7 细胞细胞生长的影响;用 Annexin V - FITC /PI 双染及 TUNEL 染色检测扁蒴藤素对 MCF - 7
凋亡的诱导作用;用 western blot分析扁蒴藤素作用后,凋亡相关因子 Bcl - 2 和 Bax蛋白的表达变化。结果 扁
蒴藤素对 MCF - 7 细胞的生长有显著的抑制作用,对其作用 48 h 的半数抑制浓度(IC50)为 0. 59 μmol /L。1. 0
μmol /L扁蒴藤素作用后,Annexin V - FITC /PI染色凋亡细胞比率(15. 55 ± 1. 43)%,TUNEL 阳性的MCF - 7 细
胞比率为(35. 59 ± 4. 43)%,较对照组(未经扁朔藤素作用) [(1. 45 ± 0. 24)%和(0. 85 ± 0. 34)%]明显升高,差
异均有显著性意义,P < 0. 05。Western blot结果显示,扁蒴藤素能下调 Bcl - 2 的表达,上调 Bax的表达。结论
扁蒴藤素素通过调节细胞凋亡相关因子诱导 MCF - 7 细胞凋亡的发生,从而高效抑制 MCF - 7 乳腺癌细胞的生
长。
[关键词] 扁蒴藤素;乳腺癌;MCF - 7;凋亡
[中图分类号] R737. 9 [文献标志码] A 文章编号:1671 - 7295(2016)03 - 0215 - 04
[引用本文] 谢闺娥,杜晶春,徐霞,等. 扁蒴藤素对人乳腺癌 MCF - 7 细胞生长和凋亡的影响及机制研究
[J].大连医科大学学报,2016,38(3) :215 - 218.
Effect of pristimerin on the growth and apoptosis of MCF - 7
breast cancer cells and the mechanism
XIE Gui - e1,DU Jing - chun1,XU Xia1,DONG Gui - lan2
(1. KingMed School of Laboratory Medicine,Guangzhou Medical University,Guangzhou 510182,Chi-
na;2. Outpatient Department,Guangzhou University,Guangzhou 510006,China)
[Abstract]Objective To investigate the effect of pristimerin on the growth and apoptosis of MCF - 7 breast cancer
cells and to explore the underlying mechanism. Methods The effect of pristimerin on the growth and of apoptosis
MCF - 7 cells were analyzed by MTT assay and Annexin V - FITC /PI staining,TUNEL staining,respectively. The ex-
pression of Bcl - 2 and Bax was determined by western blotting analysis. Results Pristimerin exhibited a marked inhibi-
tion on the survival of MCF - 7 cells,and the half maximal inhibitory concentration (IC50)value was 0. 59 μmol /L.
The numbers of apoptotic MCF - 7 cells,as revealed by Annexin V binding and TUNEL assay,increased upon pristim-
erin treatment. Pristimerin treatment resulted in a decrease of Bcl - 2 and an increase of Bax expression. Conclusion
Our results demonstrated that pristimerin suppressed the proliferation of MCF - 7 cells,and that these effects occurred
through increasing apoptosis by regulation of apoptotic effectors.
[Key words]pristimerin;breast cancer;MCF - 7;apoptosis
乳腺癌是女性常见的恶性肿瘤,发病率呈缓慢
上升趋势,在许多西方国家中,乳腺癌的发病率占女
性癌肿的首位[1]。化疗是治疗乳腺癌的重要辅助
性手段,化疗能够明显降低乳腺癌的术后复发率,对
晚期乳腺癌失去根治机会者采用化疗也有明显的缓
解率。但是,多药耐药性的产生往往限制了常用化
疗药物的使用[2]。
南蛇藤(Celastrus orbiculatus Thunb.) ,又名过山
216 谢闺娥,等:扁蒴藤素对人乳腺癌 MCF - 7 细胞生长和凋亡的影响及机制研究
风、黄藤、降龙草、金银柳、穷搅藤、苦树皮、七寸麻、过
山龙、地南蛇、老牛筋等,是卫矛科南蛇藤属植物。扁
蒴藤素(Pristimerin)主要存在于南蛇藤的根皮中,研
究表明其具有广谱抗肿瘤[3 - 8]、抗炎[8]、抗氧化[9]及
其它多种药理活性。2008年扁蒴藤素被进一步证实,
可通过抑制蛋白酶体活性而发挥抗肿瘤作用,是新型
的蛋白酶体抑制剂[10]。其对乳腺癌的作用及其机制
尚未完全明确。本研究以最常用的乳腺癌细胞系
MCF -7为模型,探讨扁蒴藤素对 MCF - 7 生长的影
响及其可能的作用机制,以期为探索新的乳腺癌高效
化疗药物提供实验依据。
1 材料和方法
1. 1 主要材料与试剂
人乳腺癌 MCF -7细胞系购自 ATCC,扁蒴藤素、
二甲基亚砜(DMSO)、碘化丙啶 (PI)购自美国 Sigma
公司;胎牛血清(FBS)为美国 Hyclone 公司产品;
DMEM培养基、胰蛋白酶为美国 Gibco 公司产品;
MTT购自美国 Genview 公司;Annexin V - FITC /PI
细胞凋亡检测试剂盒、DeadEndTM Fluorometric
TUNEL试剂盒购自美国 Roche 公司;BCA 蛋白定量
试剂盒、ECL 化学发光液购自美国 Pierce 公司;Bax
和 Bcl -2 抗体购自美国 Cell Signaling 公司;鼠抗人
GAPDH购自 Sigma公司;HRP标记抗鼠二抗和 HRP
标记抗兔二抗为 Pierce公司产品。
1. 2 细胞培养
人乳腺癌细胞株 MCF - 7 于含 10% FBS、100
IU /mL青霉素和 100 μg /mL 链霉素的 DMEM 完全
培养基中,37 ℃,5%CO2 饱和湿度孵箱内培养。传
代用含 0. 02% EDTA 的 0. 05%胰酶消化,以 DMEM
完全培养基终止消化。
1. 3 MTT比色法
取对数生长期的细胞,胰酶消化,制成单细胞悬
液,调整细胞浓度为 5 × 104 个 /mL;每孔种 200 μL
细胞悬液于 96 孔培养板内,培养 24 h,吸去旧培养
液,加入含不同浓度扁蒴藤素(设 7 个不同浓度:
0. 1、0. 5、1、2. 5、5、10 和 20 μmol /L)的培养基,同时
设立对照组,正常培养基,每组均设 3 个平行孔培
养;48 h,每孔加 MTT(5 mg /mL)20 μL,培养 4 h;小
心吸弃培养基,加入 100 μL DMSO置摇床上低速振
荡 10 min;酶联免疫检测仪在 570 nm波长处测定其
吸光度(OD)值,按下述公式计算生长抑制率:抑制
率(%)=(1 - OD加药组 / OD对照组)× 100%,并
用 Bliss's软件计算半数抑制浓度(IC50)值
[11]。
1. 4 Annexin V - FITC /PI染色
取对数生长期的人乳腺癌细胞 MCF - 7,实验
组加入扁蒴藤素终浓度为 1. 0 μmol /L的培养基,对
照组加入正常培养基,培养 8 h,用不含 EDTA的胰
蛋白酶消化,制成单细胞悬液,1 × binding buffer 悬
浮细胞至 1 × 106 个 /mL,取 100 μL细胞悬液加入 5
μL Annexin V - FITC 和 10 μL PI,混匀,室温避光反
应 15 min;加入 400 μL 1 × binding buffer充分混合,
流式细胞仪检测细胞凋亡情况。
1. 5 TUNEL染色
将 MCF - 7 细胞消化后计数,按每孔 1. 0 × 105
个细胞分别接种至已铺有盖玻片的 24 孔细胞培养
板中,培养过夜;实验组加入终浓度为 1. 0 μmol /L
的扁蒴藤素,对照组正常培养,培养 24 h,弃去培养
基,加入 4%多聚甲醛,4 ℃固定细胞 25 min;PBS
洗涤 3 次,每次 5 min;用 0. 2% Triton X - 100 处理
5 min;PBS洗涤 3 次,每次 5 min;尽量吸去多余液
体,滴加 100 μL 平衡缓冲液覆盖细胞,平衡 5 ~ 10
min;配制 rTdT 反应缓冲液(45 μL Equilibration
Buffer + 5 μL Nucleotide Mix + 1 μL rTdT Enzyme)/
每孔;吸弃平衡缓冲液,将 50 μL rTdT 反应缓冲液
滴加至细胞上,将 24 孔板放入湿盒中反应,37 ℃孵
育 1 h,注意避光(以下步骤均需) ;吸弃反应液,加
入 2 × SSC 室温作用 15 min 以终止反应;室温下,
PBS洗涤 3 次,每次 5 min;加入 1 μg /mL PI 室温下
避光作用 15 min;PBS洗涤 3 次,每次 5 min;吸尽多
余的水分,将盖玻片上的细胞避光干燥过夜,次日加
Anti - Fade封片;在荧光显微镜下进行观察,TUNEL
染色阳性荧光信号呈绿色,PI荧光信号呈红色。
1. 6 Western blot实验
分别收集 1. 0 μmol /L 的扁蒴藤素处理组和对
照组 MCF - 7 细胞,PBS 洗涤后加入细胞裂解液提
取细胞总蛋白,经 BCA 法蛋白定量后,western blot
法检测 Bcl-2 和 Bax 蛋白表达水平。制备 SDS -
PAGE胶,电泳,转膜。5%脱脂奶粉对 PVDF 膜进
行封闭后,一抗 4 ℃孵育过夜,洗涤后用 HRP 标记
的二抗室温孵育 1 h,再次洗涤后以 ECL 试剂盒发
光、X线胶片感光显影后观察结果。GAPDH为内参
照。
1. 7 统计学方法
采用 SPSS 13. 0 进行数据处理及统计分析。数
据均以均值 ±标准差表示,两组间的比较采用 t 检
验,P <0. 05为差异有统计学意义。
2 结 果
2. 1 扁蒴藤素对 MCF -7 细胞生长的影响
大连医科大学学报 2016 年第 38 卷第 3 期(Journal of Dalian Medical University Vol. 38 No. 3,2016) 217
MTT比色结果表明,扁蒴藤素对 MCF - 7 细胞
的生长有显著的抑制作用,当药物浓度为 1. 0
μmol /L 时,对 MCF - 7 细胞的生长抑制率为
73. 88%,48 h的 IC50为 0. 59 μmol /L。见图 1。
图 1 扁蒴藤素对 MCF - 7 细胞生长抑制曲线
Fig 1 Dose - response curve of pristimerin on the growth of
MCF - 7 cells
2. 2 扁蒴藤素对 MCF -7 细胞凋亡的影响
Annexin V - FITC /PI双染法结果显示,MCF - 7
细胞经扁蒴藤素作用 8 h 后,凋亡细胞比率
(15. 55 ± 1. 43)%较对照组(1. 45 ± 0. 24)%明显升
高,差异有显著性意义,P < 0. 05。见图 2。
TUNEL结果显示,未经扁蒴藤素作用的对照组
几乎未见 TUNEL 染色阳性细胞;经扁蒴藤素作用
24 h后,TUNEL染色阳性细胞率(35. 59 ± 4. 43)%
较对照组(0. 85 ± 0. 34)%明显增加,差异有显著性
意义,P < 0. 05。见图 3。
2. 3 扁蒴藤素对细胞凋亡相关因子的调节
Werstern blot 分析表明,扁蒴藤素能够下调
Bcl - 2的表达,上调 Bax的表达。见图 4。
图 2 Annexin V - FITC /PI染色检测扁蒴藤素对 MCF - 7 细胞的凋亡诱导作用
Fig 2 Annexin V - FITC /PI staining of MCF - 7 cells treated with pristimerin
A:Annexin V - FITC /PI染色流式细胞分析图;B:凋亡细胞比率统计图。* 与对照组比较,P < 0. 05
图 3 TUNEL染色检测扁蒴藤素对 MCF - 7 细胞的凋亡诱导作用
Fig 3 TUNEL assay of MCF - 7 breast cancer cells treated with pristimerin
A:TUNEL荧光染色图(× 200) ;B:TUNEL染色阳性细胞比率统计图。* 与对照组比较,P < 0. 05
图 4 扁蒴藤素对 MCF - 7 细胞 Bcl - 2 和 Bax蛋白的影响
Fig 4 Effect of pristimerin on the expression of Bcl - 2 and Bax
in MCF - 7 cells
3 讨 论
作为发病率占女性癌肿首位的恶性肿瘤,乳腺
癌严重威胁着女性的健康。临床上使用化疗药物进
行治疗时,肿瘤对化疗药物的耐药性严重影响了治
疗效果[2]。
作为药用南蛇藤的重要活性成分,扁蒴藤素能
够抑制多种肿瘤细胞的恶性增殖[3 - 8]。而本实验研
究了扁蒴藤素对乳腺癌 MCF -7 细胞生长和凋亡的
218 谢闺娥,等:扁蒴藤素对人乳腺癌 MCF - 7 细胞生长和凋亡的影响及机制研究
影响,结果表明扁蒴藤素对 MCF - 7 细胞的生长也
具有很强的抑制作用。经扁蒴藤素作用后,Annexin
V - FITC 染色和 TUNEL 染色阳性的 MCF - 7 细胞
比例均增高,表明扁蒴藤素能诱导 MCF - 7 细胞凋
亡的发生。
为进一步探讨扁蒴藤素对肿瘤细胞可能的作用
机制,对细胞凋亡相关因子的表达进行了检测。
Werstern blot显示,扁蒴藤素显著减少了 Bcl - 2 的
表达,增加 Bax的表达。Bcl - 2、Bax 都定位于线粒
体膜上,Bcl - 2 基因家族与线粒体在细胞凋亡中的
作用密切相关[12];Bax 是参与细胞凋亡的一个成
员,可以直接促使细胞色素 C 在外膜未被破坏的情
况下通过某种通道释放至胞浆,同时激发 PT 通道
的开放,降低线粒体膜电位[13]。而 Bcl - 2 蛋白则
通过稳定线粒体膜电位,阻止线粒体细胞色素 C 的
释放而发挥抗凋亡作用。此外,Bcl - 2 的过度表达
可引起细胞核谷胱甘肽的积聚,导致核内氧化还原
平衡的改变,从而降低了 Caspase 的活性。因此,扁
蒴藤素对抗凋亡蛋白 Bcl - 2 的下调和对促凋亡蛋
白 Bax 的上调作用可以部分解释扁蒴藤素诱导
MCF -7 细胞凋亡的机制。
扁蒴藤素能够下调Bcl - 2、上调 Bax 的表达,从
而激活细胞内凋亡途径,最终高效抑制MCF - 7 的
生长。本研究扩充了对扁蒴藤素抗乳腺癌作用及其
机制的新认识,也将为新的抗乳腺癌化疗药物的研
发提供实验依据。
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(收稿日期:2016 - 01 - 13;修回日期:2016 - 05 - 20
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