免费文献传递   相关文献

芒柄花黄素通过调节Bax和Bcl-2蛋白表达诱导SKOV3细胞凋亡



全 文 :芒柄花黄素通过调节Bax和Bcl-2蛋白表达诱导SKOV3细胞凋亡
顾万1 赵新阁2 张幸2△
(1.佛山市顺德区中医院妇科,广东 佛山 528333;2.桂林医学院基础医学院,广西 桂林 541001)
  摘 要 目的:研究芒柄花黄素诱导癌细胞凋亡的机制。方法:采用 MTT法观察浓度分别为25、50和100U·ml-1的芒柄
花黄素对SKOV3细胞的凋亡作用。采用Hoechst33342染色法观察浓度为100U·ml-1芒柄花黄素对细胞形态的影响。用免疫印
迹试验(Western blotting)检测浓度分别为25、50和100U·ml-1芒柄花黄素作用后SKOV3细胞中Bax和Bcl-2蛋白的表达情况。
结果:MTT结果显示,芒柄花黄素对SKOV3细胞的增殖具有抑制作用(P<0.05)。经浓度为100U·ml-1芒柄花黄素作用,Ho-
echst33342染色,SKOV3细胞呈凋亡状态。免疫印迹试验结果显示,经芒柄花黄素作用,SKOV3细胞中Bcl-2蛋白的表达降低
(P<0.05),而Bax蛋白的表达则增加(P<0.05)。结论:芒柄花黄素通过调节细胞内Bax和Bcl-2蛋白的表达诱导SKOV3细胞的
凋亡,并呈剂量依赖性。
关键词:芒柄花黄素;Bax;Bcl-2;凋亡
作者简介:顾万,女,主治医师,主要从事妇科肿瘤的研究,Email:
63945152@qq.com。
△通讯作者:张幸,男,实验师,主要从事肿瘤药理的研究,Email:
54914607@qq.com。
  卵巢癌是女性生殖系统常见的恶性肿瘤之一,也是引起妇
科恶性肿瘤患者死亡的主要原因之一。其恶性程度高,极易在
发病早期进行多途径、多部位癌细胞转移,严重威胁患者的生
命与健康。而常规的化疗药物并没有显著提高卵巢癌患者的5
年生存率,且化疗药物耐药性令人担忧。近年来有研究表明某
些中药成分对卵巢癌细胞的增殖具有抑制作用且能诱导其凋
亡[1]。
黄芪,又名绵芪,其药用价值迄今已有2000多年的历史,
有增强机体免疫功能、保肝、利尿、抗衰老、抗应激、降压和较广
泛的抗菌作用。本课题针对中药黄芪中的有效成分芒柄花黄
素对卵巢癌细胞凋亡作用的影响进行了体外实验,旨在研究其
对肿瘤细胞的抑制作用以及其促细胞凋亡的可能机制。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
芒柄花黄素(纯度>98%),溶解于二甲基亚砜(DMSO),保
存于4℃环境以维持稳定性。人卵巢癌SKOV3细胞株。RP-
MI-1640培养基。
1.2 细胞培养
人卵巢癌SKOV3细胞在含10%胎牛血清,100U·ml-1
青霉素,100U·ml-1链霉素的 RPMI-1640培养基中,37℃,
5%CO2条件下培养。实验前4d换用无酚红RPMI-1640培养
基(内含10%胎牛血清FBS溶液)继续培养。
1.3 MTT试验
取经无酚红RPMI-1640(内含10%胎牛血清FBS溶液)培
养的对数生长期SKOV3细胞于96孔培养板内,每孔100U
(约含5000个细胞),置于37℃,5%CO2温箱中培养。次日,给
药组分别加入浓度为25、50、100U·ml-1的芒柄花黄素
100U,同时进行溶剂对照处理(0U的芒柄花黄素),每组设3
个平行孔。置于37℃,5%CO2温箱中孵育,48h后每孔中分别
加入10UMTT溶液(5mg·ml-1,即0.5%MTT,由未加血清
的无酚红RPMI-1640培养基配制),同等条件继续培养4h(结
晶可充分形成)。弃去上清液,保留Formazan结晶,分别于每
孔中加入150UDMSO,摇床低速震荡10min,使结晶充分溶
解。用酶标仪在检测波长490nm条件下测定各孔光密度值
OD,以溶剂对照处理的细胞作为对照组,用下面公式计算药物
对细胞的抑制率,并计算PR/IC50:抑制率=(对照组平均 OD
值-给药组平均OD值)/(对照组平均OD值)×100%。
1.4 荧光染色法观察SKOV3细胞凋亡形态
收集对数期SKOV3细胞植入6孔培养板,分别加入等量
20%FBS RPMI-1640 培 养 基,加 药 组 加 入 高 浓 度
(100U·ml-1)芒柄花黄素,对照组加入等量 PBS,37℃、
5%CO2温箱培养48h后,加入4%多聚甲醛在4℃条件下固定
细胞10~20min。吸去固定液,加入PBS液置于摇床上洗涤2
遍,每次3min,吸尽液体后加入 Hoechst33342染色液(终浓度
为10kg·L-1),37℃染色10min。用PBS液洗涤2遍(摇床上
进行),每次3min,超净台中避光风干,以340nm紫外光激发
Hoechst,在荧光倒置显微镜下观察细胞核的变化并拍照。
1.5 蛋白印迹试验(Western blot)
向实 验 组 SKOV3 细 胞 中 分 别 加 入 等 体 积 25、50、
100U·ml-1浓度的芒柄花黄素24h后,收集细胞冰浴中摇动
30min进行裂解。将裂解液置于预冷的离心机中以12000rpm
离心10min,上清液即为总蛋白。BCA法测定总蛋白浓度。取
等量蛋白上样行SDS-PAGE电泳,并将蛋白转印到硝酸纤维膜
上,丽春红S染色10min以观察各电泳带蛋白量是否一致。用
5%(50g·L-1)脱脂牛奶TBST(Tween20/TBS)缓冲液室温封
闭2h,分别加入一抗β-actin(1∶1000)、Bax(1∶1000)和Bcl-2
(1∶500),4℃过夜。PBS洗涤3次,每次10min。之后与二抗
于室温下孵育1h,TBS洗涤3次,每次10min。采用增强化学
发光法(ECL)显影,并与目的蛋白条带进行比较。
1.6 统计学分析
所有实验均重复3次,实验数据均用SPSS17.0软件进行
处理及统计学分析,计量资料以均数±标准差(X±SD )表示,
在正态分布且方差齐的情况下对其行单因素方差分析,并以
P<0.05为有显著意义的检测标准。
2 结果
2.1 芒柄花黄素对卵巢癌SKOV3细胞抑制率的影响
MTT结果显示,高浓度芒柄花黄素明显抑制SKOV3细胞
的增殖,并且SKOV3细胞的抑制率随芒柄花黄素浓度的增加
06 四川生理科学杂志2014;36(2)
而增加,高、中、低浓度芒柄花黄素之间比较具有统计学意义
(P<0.05)。以上说明芒柄花黄素具有促进SKOV3细胞凋亡
的作用,并呈剂量依赖性,见图1。
Control 25 μM 50 μM 100 μM
80
70
60
50
40
30
20
10
0





/%
0
*
*
*
剂量
图1 MTT法计算所得芒柄花黄素(48h)对SKOV3细胞的抑制率
注:与对照组相比,*P<0.05,**P<0.01,n=5
2.2 高浓度芒柄花黄素对SKOV3细胞形态的影响
Hoechst33342染色结果显示,对照组(正常细胞)细胞核形
状均匀,大小一致,较圆,表面较光滑,经染色后发出弥散均匀
柔和的淡蓝色荧光,见图2A。而经100μM 芒柄花黄素作用
48h后,可见到典型的细胞凋亡形态:胞核明显固缩,呈浓染的
致密的颗粒状,碎裂成大小不一,形状各异的块状物,荧光染色
后亮度不一,大部分颜色较亮,呈亮蓝色,也有一小部分颜色较
暗淡,可能和胞核溶解有关,见图2B。以上结果表明,高浓度芒
柄花黄素促进SKOV3细胞凋亡,与 MTT结果一致。
A:control B:100 μM
图2 荧光显微镜下观察高浓度芒柄花黄素对SKOV3细胞的作用(×200)
箭头所示为典型的凋亡细胞
2.3 芒柄花黄素对SKOV3细胞中Bax和Bcl-2蛋白的影响
免疫印迹试验结果显示,随芒柄花黄素浓度由0、25、50、
100U·ml-1依次增加,Bcl-2蛋白的表达进行性降低,分别为
1.234、1.023、0.711和0.421。同时,Bax蛋白的表达由0.563、
0.735、1.023和1.176表现为相应地增加,Bcl-2/Bax比值分别
为2.192、1.392、0.695和0.358,表现为逐步降低。这些数据
表明芒柄花黄素促进SKOV3细胞凋亡并以剂量依赖的方式进
行,见图3。
50 μM 100 μM25 μMControl
Bcl-2/β-actin
Bc
l-
2,
βa
x/
β-
ac
tin
ra
ito 1.4
1.2
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
**
β-actin
Bcl-2
Bax
芒柄花黄素
(μM) 0 25 50 100
26 kDa
26 kDa
42-43 kDa
Bax/β-actin
**
**
***
*
图3 芒柄花黄素对SKOV3细胞Bcl-2及Bax的影响
注:与对照组相比,*P<0.05,**P<0.01,n=5
3 讨论
芒柄花黄素(Formononetin,FN)又名刺芒柄花素、芒柄花
素,是广泛存在于自然界的一种具有类雌二醇分子结构的化合
物,主要来源于黄芪、红三叶、甘草、葛根等豆科植物,是一种植
物雌激素[2]。已有研究表明芒柄花黄素具有保护心血管[3],防
治骨质疏松[4],抗肿瘤[5-6]等植物雌激素作用。
凋亡,又称程序性死亡,是由基因调控细胞衰老、维持机体
正常运行的重要机制,由一系列细胞内外信号通路精密调控。
各种凋亡信号通过信号传导通路传至细胞内,激活靶基因产生
效应,引起凋亡。凋亡通路主要包括两条主要通路:线粒体通
路和内质网通路。现有研究表明线粒体通路是调控细胞凋亡
的主要通路[7],主要由Bcl-2家族成员在接收到细胞内的死亡
信号后激活,之后与另一些Bcl-2家族成员发生相互作用,导致
线粒体膜通透性改变,释放细胞色素C(Cytc)和相关蛋白,启动
Caspase级联反应,最终引起细胞凋亡[8-9]。Bcl-2基因是目前
公认的抗凋亡基因,通过抑制多种形式的细胞凋亡过程致细胞
数目增加而非具有促进细胞增殖作用,对肿瘤细胞的增殖起促
进作用。而Bax基因虽与Bcl-2基因具有21%的同源性,作用
却相反,其表达产物与Bcl-2蛋白结合并抑制其抗凋亡作用,进
而促进细胞的凋亡[10]。
肿瘤细胞从良性发展为恶性的主要原因是增强了细胞对
生长因子信号的敏感性,并且降低了细胞对凋亡程序调控信号
的敏感性。在我们的实验中,随芒柄花黄素浓度的升高,Bax蛋
白的表达明显升高,同时Bcl-2蛋白的表达明显下降。由此我
们得出结论:高浓度芒柄花黄素通过上调Bax蛋白的表达及下
调Bcl-2蛋白的表达来诱导卵巢癌细胞的凋亡,并呈一定的剂
量依赖性。
综上所述,我们的实验结果表明:高浓度芒柄花黄素促进
乳腺癌SKOV3细胞的凋亡。芒柄花黄素作为植物雌激素体现
出了对女性相关肿瘤的临床治疗价值,值得我们进一步研究。
参考文献
1 胡欣欣,齐聪,张勤华.中药抗卵巢癌转移机制的实验研究进展[J].
辽宁中医杂志,2011,38(7):1640-1643.
2 叶雨,陈健.芒柄花黄素对超氧阴离子及羟自由基清除作用的研究
[J].四川生理科学杂志,2012,34(2):53-54.
3 Sun T,Wang J,Huang LH,et al.Antihypertensive effect of form-
ononetin through regulating the expressions of eNOS,5-HT2A/1B
receptors andα1-adrenoceptors in spontaneously rat arteries[J].Eur
J Pharmacol,2013,699(1-3):241-249.
4 Huh JE,Seo DM,Baek YH,et al.Biphasic positive effect of form-
ononetin on metabolic activity of human normal and osteoarthritic
subchondral osteoblasts[J].Int Immunopharmacol,2010,10(4):
500-507.
5 Auyeung KK,Law PC,Ko JK.Novel anti-angiogenic effects of for-
mononetin in human colon cancer cels and tumor xenograft[J].On-
col Rep,2012,28(6):2188-2194.
6 Biale ov L,Brtko J,Lenko V,et al.Nuclear receptors-target mole-
cules for isoflavones in cancer chemoprevention[J].Gen Physiol Bio-
phys,2013,32(4):467-478.
7 Wang C,Youle RJ.The role of mitochondria in apoptosis[J].Annu
Rev Genet,2009,43(4):95-118.
8 Wong WW,Puthalakath H.Bcl-2family proteins:the sentinels of
the mitochondrial apoptosis pathway[J].IUBMB Life,2008,60
(9):390-397.
9 Gustafsson AB,Gottlieb RA.Bcl-2family members and apoptosis,
taken to heart[J].Am J Physiol Cel Physiol,2007,292(4):C45-
16四川生理科学杂志2014;36(2)
C51.
10 于冰,孙志君.凋亡相关基因Bcl-2、Bax、Bad与乳腺癌[J].中国普
外基础与临床杂志,2003,14(6):739-742.
(收稿日期:2014-2-23)
Formononetin induce apoptosis of SKOV3 cels
through regulating the expression of Bax and Bcl-2
Gu Wan1,Zhao Xin-ge2,Zhang Xing2△
(1.Department of Gynecology,Chinese Traditional Medicine Hospital of Shunde District in Foshan City,
Guangdong Foshan 528333;2.School of Basic Medical Sciences,Guilin Medical University,Guangxi Guilin 541004)
Abstract Objective:To investigate the effect of formononetin on SKOV3cels in vitro and explore the underlying mechanism.
Methods:The MTT test was used to determine the effect of formononetin on apoptosis of SKOV3cels at concentrations of 25,50,
100U·ml-1.The Hoechst33342staining method was used to observe the effects of formononetin on cel morphology at the concen-
tration of 100U·ml-1.And then the expressions of Bcl-2and Bax proteins were analyzed by Western blot.Results:The MTT re-
sults showed that formononetin could inhibit the proliferation of SKOV3cels at the concentration of 100U·ml-1(P<0.05).At
this concentration,the Hoechst33342staining results showed that nuclei of the apoptotic cels had become dark and pyknotic.Moreo-
ver,apoptotic bodies were detected.Furthermore,the results of Western blot showed that formononetin reduced the expression of
Bcl-2protein in SKOV3cels(P<0.05),while the expression of Bax protein increased(P<0.05).Conclusions:By regulating the
expression of intracelular Bax and Bcl-2proteins,formononetin induced apoptosis of SKOV3cels with a dose-dependent manner.
Key Words:Formononetin;Bax;Bcl-2;Apoptosis
针刺对AD模型大鼠海马凋亡相关蛋白Caspase-3的影响
张翠翠
(山东中医药高等专科学校,山东 烟台 264100)
  摘 要 目的:观察针刺对AD模型大鼠海马凋亡相关蛋白Caspase-3的影响。方法:SD大鼠20只,连续6w腹腔注射D-
半乳糖(120mg·kg-1)和亚硝酸钠(45mg·kg-1)建立AD模型后随机分成模型组、针刺组(n=10),同时设立非模型组(n=10)。
造模后第21d,针刺组大鼠予以针刺百会和肾俞穴治疗,而模型组大鼠不予以治疗。针刺治疗结束后大鼠立即处死,采用免疫组化
法检测非模型组、模型组、针刺组大鼠海马Caspase-3表达。结果:免疫组化结果显示模型组大鼠海马Caspase-3表达明显增加,与
对照组比较有显著差异(P<0.01);而针刺组Caspase-3的表达明显减少,与模型组比较(P<0.01)。结论:针刺可抑制大鼠海马
Caspase-3表达。
关键词:针灸;AD;Caspase-3
作者简 介:张 翠 翠,女,助 教,主 要 从 事 神 经 生 理 学 研 究,Email:
zhangcc0802@sina.com。
  阿尔茨海默病(Alzheimer′s disease,AD)是一种以日常生
活能力丧失和认知功能障碍为要表现的神经系统退行性变性
疾病,于1906年由 Alois Alzheimer首次报道。针刺防治老年
性痴呆有着明显的优势和确切的临床疗效[1]。本研究通过针
刺对AD模型大鼠学海马区凋亡相关蛋白Caspase-3的影响,
进一步探讨针刺对AD的早期防治作用及其机制。
1 材料与方法
1.1 材料
Caspase-3免疫试剂盒,购自武汉博士德公司。雄性SD大
鼠30只(由山东中医药高等专科学校动物中心提供,合格证
号:SCXK鲁20050015),随机分为非模型组、模型组、针刺组,
每组各10只。模型组和针刺组大鼠采用腹腔注射 D-半乳糖
(120mg·kg-1)和亚硝酸钠(45mg·kg-1)建立 AD大鼠模
型[2],连续6w。
1.2 方法
针刺组从造模后21d开始,针刺百会和肾俞穴进行干预治
疗,每次行针3min,留针10min,10d为一疗程,间歇2d,共3
个疗程(34d)。大鼠穴位定位和针刺方法参照华兴邦的大鼠穴
位定位和针刺方法[3-4]。
1.3 大鼠海马Caspase-3免疫组织化学检测
大鼠麻醉后,以4%多聚甲醛灌注,置于4%多聚甲醛内进
行后固 定。大 脑 半 球 梯 度 蔗 糖 脱 水,连 续 冰 冻 切 片,按
Caspase-3免疫试剂盒说明书测定Caspase-3的表达。滴加浓
度为1∶150一抗(羊抗大鼠 Caspase-3)过夜,滴加二抗(兔抗
26 四川生理科学杂志2014;36(2)