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罗勒胶囊对大鼠移植性肝癌TACE后HIF-1α和Bcl-2表达的影响



全 文 :2010年 1月 山东中医药大学学报 第 34卷第 1期
经导管肝动脉化疗栓塞术(TACE)已成为肝癌
非手术治疗的主要手段之一,但 TACE 的治疗不能
彻底杀灭肿瘤细胞 [1],TACE 后仅有 5%左右病例肿
瘤完全坏死,其余 95%的肿瘤包膜内外均可见存活
的癌细胞,残存的癌细胞具有很强的增殖和侵袭能
力,研究发现,这一现象与肿瘤细胞乏氧 [2]有关。 部
分中药能改善机体血液循环,增加局部血流量,改善
局部乏氧状态,促进细胞凋亡,使抗癌药物易于发
挥作用,对放疗、化疗有增效作用[3-4]。 本实验通过对
Wistar 大鼠 TACE 后用中药罗勒胶囊进行干预,检
测肿瘤组织中乏氧诱导因子 1α(HIF-1α)和凋亡抑
制基因 Bcl-2 表达及相互关系,探讨中药罗勒胶囊
对肝肿瘤乏氧微环境的影响及意义。
1 材料和方法
1.1 材料 SPF 级 Wistar 大鼠 80 只,雌性,体质量
170~230 g(购于山东中医药大学实验动物中心)。
肿瘤细胞 Walker-256 瘤株购于上海医药工业研究
院。罗勒胶囊(有效成分为罗勒多糖,北京四环科宝
制药有限公司研发部提供)。 超液态碘油(上海华联
制药有限公司)。 5-Fu注射液(0.25 g/10 ml),上海旭
罗勒胶囊对大鼠移植性肝癌 TACE后
HIF-1α和 Bcl-2表达的影响
冯 兵 1,史传文 2,郑广娟 3,刘福利 4
(1.山东中医药大学 2007年级硕士研究生,山东 济南 250355; 2.泰山疗养院,山东 泰安 271000;
3.山东中医药大学,山东 济南 250355; 4.山东省立医院,山东 济南 250021)
[摘要] 目的:观察罗勒胶囊对大鼠移植性肝癌行经导管肝动脉化疗栓塞术(TACE)后组织中乏氧诱导因子(α)
(HIF-1α)和凋亡抑制基因 Bcl-2 表达的影响,探讨该药对肝肿瘤乏氧微环境的作用。 方法:建立大鼠移植性肝癌模型
后,随机分为 5 组。对 TACE+ 生理盐水组和 TACE+ 罗勒胶囊大、中、小剂量组大鼠进行 TACE,并分别给予生理盐水
和大、中、小剂量罗勒胶囊灌胃,对非 TACE 对照组大鼠只进行开腹操作,不进行 TACE。 10 d 后取出移植性肝癌病理
标本,免疫组化法检测肿瘤组织中 HIF-1α 和 Bcl-2 表达情况。 结果:行 TACE 的 4 组大鼠瘤重与非 TACE 组比较均
明显减轻(P< 0.05),TACE+ 罗勒胶囊大剂量组瘤重较 TACE+ 生理盐水组显著减轻(P< 0.05);HIF-1α 和 Bcl-2 阳性
表达率方面:TACE+ 生理盐水组与非 TACE 组比较显著升高(P< 0.01),TACE+ 罗勒胶囊大、中剂量组较 TACE+ 生
理盐水组显著降低(P< 0.05)。 结论:罗勒胶囊能使肿瘤组织中 HIF-1α 和 Bcl-2 表达降低,改善肝肿瘤局部的乏氧微
环境并促进细胞凋亡,抑制大鼠移植性肝癌 TACE 术后肿瘤的复发。
[关键词] 罗勒胶囊;大鼠移植性肝癌;肝动脉化疗栓塞;乏氧诱导因子;凋亡抑制基因
[中图分类号] R285.5 [文献标识码] A [文章编号] 1007-659X(2010)01-0072-03
Effects of Luole capsule on expressions of HIF -1α and Bcl -2 for transplanted liver cancer in rats after
TACE FENG Bing1,SHI Chan-wen2,ZHENG Guang- juan3,LIU Fu- li4(1.Graduate for Master Degree of Grade 2007,
Shandong University of Traditional Chinese Medicine,Jinan 250355,China;2.Taishan Sanatorium,Taian 271000,China;
3.Shandong University of Traditional Chinese Medicine,Jinan 250355,China;4.Shandong Provincial Hospital,Jinan
250355,China)
[Abstract] Objectives:To study effects of Luole capsule on expressions of HIF-1α and Bcl-2 for transplanted liver
cancer in rats after transcatheter arterial chemoembolization(TACE),and discuss the significance of the capsule on
hypoxia micro-environment. Methods:The liver tumor models were established and were randomly divided into five
groups:without TACE group,no medicine to use;TACE+ Saline(B)group,were given Saline after TACE,TACE+ large
dose Luole capsule(C)group,TACE+mid-dose Luole capsule(D)group,TACE+mini-dose Luole capsule(E)group,carry-
ing out different dose Luole capsule after TACE. After ten days,the tumors were taken out. To demonstrate the ex-
pression rates of HIF-1α and Bcl-2 with immunohistochemistry. Results:The tumor weights of the groups after TACE
were significantly reduced than A group(P< 0.05),the tumor weight of C group was reduced than B group(P< 0.05).
The expression rates of HIF-1α and Bcl-2 of B group were higher than A group(P< 0.01);the expression rate of
HIF-1α and Bcl-2 of C group and D group were lower than B group(P< 0.05);the expression rate of HIF-1α and
Bcl-2 between C group and D group were different(P< 0.05). Conclusion:Luole capsule could depress the expressions
of HIF-1α and Bcl-2,could obviously improve local hypoxia micro-environment in liver tumor rats and inhibit rat
liver transplant tumor recurrence after TACE.
[Key words] Luole capsule;transplanted liver cancer in rat;transcatheter arterial chemoembolization(TACE);hypoxia
inducible factor;apoptosis suppressor gene
[收稿日期] 2009-08-05
[基金项目] 山东省自然科学基金资助项目(J07YD07)
[作者简介] 冯兵(1983- ),男,湖北十堰人,硕士研究生,主要从
事中医药防治肿瘤转移的研究。
第 34 卷 第 1 期 山东中医药大学学报 Vol.34,No.1
2010 年 1 月 JOURNAL OF SHANDONG UNIVERSITY OF TCM Jan.2010
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2010年 1月 第 34卷第 1期冯兵等:罗勒胶囊对大鼠移植性肝癌 TACE 后 HIF-1α 和 Bcl-2 表达的影响
表 2 各实验组肿瘤组织 HIF-1α
和 Bcl-2 免疫组化表达结果(x±s) %
n HIF-1α 阳性
表达率
Bcl-2 阳性
表达率
非 TACE 对照组 11 32.36±1.86 9.04±1.02
TACE+生理盐水组 9 59.41±3.18** 12.38±0.59**
TACE+罗勒大剂量组 9 41.23±2.44**△△ 9.81±0.75△△
TACE+罗勒中剂量组 10 47.72±3.08**△△# 11.09±1.46**△#
TACE+罗勒小剂量组 9 56.51±2.78**## 11.74±0.87**##
与非 TACE 对照组比较 **P<0.01; 与 TACE+生理盐水
组比较△P<0.05,△△P<0.01;与 TACE+罗勒大剂量组比较
#P<0.05,##P<0.01
东海普药业公司生产。 Anti-Bcl-2、RabbitAnti-HIF-
1alpha(bs-0737R),北京博奥森生物技术有限公司生
产。 SP-9001 免疫组化试剂盒、DAB 显色试剂盒(北
京中杉金桥生物有限公司生产)。
1.2 方法
1.2.1 动物模型的建立 将 Walker-256 瘤株接种
于传代 Wistar 大鼠右后肢内侧皮下,1 周后皮下长
出肿瘤结节者待用。 无菌条件下取出实体瘤,切成
1 mm3 大小的碎块备用。 将 80 只实验大鼠腹腔麻
醉,打开腹腔,暴露肝脏,用眼科镊刺破肝包膜,于肝
表面成 30°角刺入 3~5 mm,形成一隧道,然后将取
出的瘤块植入,用小块明胶海绵封堵创口,压迫止血
待无持续岀血后逐层关腹,消毒手术切口 [5]。 术后
10 d经超声检测选取肿瘤长至 1 cm的 65只大鼠。
1.2.2 带瘤大鼠 TACE 治疗 将造模成功的 65 只
大鼠,随机分为 5 组,每组 13 只:非 TACE 对照组、
TACE+ 生理盐水组 、TACE+ 罗勒胶囊大剂量组 、
TACE+ 罗勒胶囊中剂量组、TACE+ 罗勒胶囊小剂
量组。 对 TACE四组大鼠进行 TACE,对非 TACE 对
照组大鼠只进行开腹操作,不进行 TACE。 沿上次手
术切口逐层剪开腹腔,在手术显微镜下,用眼科弯镊
分离肝总动脉和胃十二指肠动脉,经胃十二指肠动脉
将自制的微导管插至肝固有动脉内,经导管分别注入
5-Fu 20 mg/kg,加超液态碘油 0.5 ml/kg,术后拔管,结
扎胃十二指肠动脉近端,分笼饲养[6-7]。 TACE成功后,
对 TACE+ 罗勒胶囊大、中、小剂量组分别灌胃罗勒
胶囊 30 mg/100 g·d-1、15 mg/100 g·d-1、7.5 mg/100 g·d-1,
TACE+ 生理盐水组给予生理盐水 1 ml/100 g·d-1,非
TACE组不予用药,连续灌胃 10 d。 由于手术过程复
杂及感染等原因,部分大鼠死亡。 取出移植肿瘤肝叶,
剥离肿瘤,称重。 免疫组化法检测肿瘤组织中 HIF-1α
和 Bcl-2的表达。
1.2.3 免疫组织化学的检测与判定 采用链霉素亲
和过氧化物酸(SP)法进行免疫组化染色,操作步骤
按照试剂盒说明进行。 光镜下观察并拍照,每组 30
个视野计数表达 HIF-1α 和 Bcl-2 的瘤细胞数,计算
阳性细胞表达百分率。
1.3 统计学处理 实验数据采用统计软件包 SPSS
13.0进行统计分析处理,以均数±标准差表示,采用
单因素方差分析,以 P< 0.05为差异有统计学意义。
2 实验结果
2.1 大体观察 五组荷瘤大鼠的肝叶均见肿瘤生
长,呈圆形,结节状,无包膜,灰白色,鱼肉样,质硬。
各实验组大鼠移植性肝癌瘤质量比较见表 1。 表明
罗勒胶囊可以降低 TACE 术后大鼠肝癌瘤质量,对
术后大鼠移植性肝癌细胞增殖有抑制作用,且与用
药剂量有一定关系。
2.2 HIF-1α的表达 光镜下观察切片,HIF-1α表达
阳性细胞为镜下组织细胞结构清晰,细胞浆(部分细
胞核)内有棕黄色颗粒沉着,染色明显高于背景。 各
实验组肿瘤组织 HIF-1α 和 Bcl-2 免疫组化表达结
果见表 2。
非 TACE 对照组:肿瘤组织及肿瘤周边肝组织
中,HIF-1α 阳性表达细胞可见,阳性表达的棕黄色
颗粒较多见于肿瘤边缘细胞的胞浆和细胞核中,肿
瘤中心部分阳性细胞染色多呈淡黄色,且多见于细
胞核染色。 正常肝组织无染色或染色极弱。
TACE+ 生理盐水组:肿瘤组织及肿瘤周边组织、
坏死组织 HIF-1α 阳性表达细胞可见,且较非 TACE
对照组多见,染色深浅较均匀;肿瘤组织阳性细胞胞
浆染色为棕黄色,较非 TACE对照组染色深。
TACE+ 罗勒大剂量组:HIF-1α阳性表达细胞较
TACE+ 生理盐水组显著减少,集中出现在有炎细胞
浸润的肿瘤细胞中,且阳性细胞内的黄色颗粒染色
较均匀。
TACE+ 罗勒中剂量组:肿瘤组织、肿瘤周边组
织及有纤维结缔组织包绕的瘤细胞条索内,HIF-1α
阳性表达细胞可见,较 TACE+ 生理盐水组少,染色
浅较均匀,阳性颗粒染色为棕黄色。
TACE+ 罗勒小剂量组:肿瘤组织及肿瘤周边组
织中,HIF-1α阳性表达细胞可见,染色浅,较均匀。
2.3 Bcl-2的表达 Bcl-2基因表达产物主要位于细
胞浆,染色阳性呈棕褐色,在瘤内坏死区周围及栓塞
后残存癌组织中可见灶状分布的 Bcl-2 阳性染色细
胞,而在瘤周正常肝细胞染色较弱,染色明显高于背
景。 各实验组肿瘤组织 Bcl-2 免疫组化表达结果见
表 2。
非 TACE 对照组:肿瘤组织中细胞胞浆中呈阳
性表达的棕褐色颗粒较多见,肿瘤周边细胞染色较
表 1 各实验组大鼠移植性肝癌瘤质量比较(x±s) m/g
n 瘤质量
非 TACE 对照组 11 3.295±0.876
TACE+生理盐水组 9 2.540±0.691*
TACE+罗勒大剂量组 9 1.924±0.515**△
TACE+罗勒中剂量组 10 2.396±0.628*
TACE+罗勒小剂量组 9 2.458±0.735*
与非 TACE 对照组比较 *P< 0.05,**P< 0.01; 与 TACE+生
理盐水组比较△P< 0.05
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2010年 1月 山东中医药大学学报 第 34卷第 1期
淡。 正常肝组织染色较弱。
TACE+ 生理盐水组:肿瘤组织及坏死组织中
Bcl-2 阳性表达细胞较非 TACE 对照组多见,染色深
浅较均匀;肿瘤组织阳性细胞胞浆染色为棕褐色,较
非 TACE对照组染色深。
TACE+ 罗勒大剂量组:Bcl-2 阳性表达细胞集
中出现在有炎细胞浸润的肿瘤细胞中,阳性表达细
胞内的棕褐色颗粒染色较均匀,较 TACE+ 生理盐水
组显著减少。
TACE+ 罗勒中剂量组:Bcl-2 阳性表达细胞在
肿瘤组织、肿瘤周边组织中可见,较 TACE+ 生理盐
水组少,较 TACE+ 罗勒大剂量组增多,染色浅,较均
匀,阳性颗粒染色为棕褐色。
TACE+ 罗勒小剂量组:Bcl-2 阳性表达细胞在
肿瘤组织及肿瘤周边组织中可见,较非 TACE 对照
组和 TACE+ 罗勒大剂量组增多,染色浅,较均匀。
3 讨论
TACE 后只有部分癌细胞因缺乏营养和缺氧死
亡,而另外一部分癌细胞实际处于一种乏氧的环境
中,部分患者 TACE 后短期内肝内出现多处或弥漫
性播散灶或肺内多发转移灶。 根据已有的文献资
料,TACE 致肝癌灶乏氧,而乏氧可诱导多种基因、
蛋白如 HIF-1α、Bcl-2、血管内皮生长因子(VEGF)、
尿激酶型纤溶酶原激活物受体(UPAR)、血管素、
PDGF 等的表达而促进肿瘤的侵袭、血管形成与转
移[8]。肝癌细胞在乏氧状态下发生适应性调节,HIF-1α
是调节氧稳态平衡的主要调节因子,在生理和病理
过程中起关键作用[5]。 最新的研究资料显示,许多实
体瘤都稳定高表达 HIF-1α,通过多个环节促进肿瘤
转移:①HIF-1α上调凋亡抑制基因 Bcl-2,抑制凋亡,
从而增强肿瘤侵袭转移力 [9];②HIF-1α 在肿瘤发生
早期向血管生成型转变过程中,介导了 VEGF 的上
调,对 VEGF的表达具有重要的调节作用;③HIF-1α
通过与靶基因上的乏氧反应元件(HRE)结合,诱导
下游靶基因的转录而产生系列生物学效应,增加与
无氧代谢有关的基因转录而使 ATP生成增加[10]。
细胞凋亡与肿瘤的形成密切相关 [11],细胞凋亡
途径的紊乱将导致细胞发育异常,从而引起并加速
肿瘤的发生和恶化。 细胞凋亡受凋亡抑制基因和凋
亡促进基因的调控。 Bcl-2是一种重要的凋亡抑制基
因,通过抑制凋亡而延长细胞寿命,最终使一些具有
突变倾向的细胞跨过凋亡环节,而不断增殖生长得
以形成肿瘤。 在正常肝组织中,Bcl-2 不表达或低表
达,在多数原发性肝细胞癌中 Bcl-2 高表达,其阳性
率明显高于癌前组织。 Bcl-2 能抑制细胞的凋亡,导
致肝癌发生。
本实验结果显示 ,与非 TACE 对照组比较 ,
TACE+ 生理盐水组肿瘤组织中 HIF-1α 的阳性表达
明显增强(P< 0.01),表明 TACE 造成了术后肿瘤乏
氧的形成,使肿瘤局部微环境中 HIF-1α 表达增高。
与 TACE+ 生理盐水组比,TACE+ 罗勒大、中剂量组
HIF-1α 表达率均显著降低(P< 0.01),TACE+ 罗勒
小剂量组与 TACE+生理盐水组无显著性差异
(P> 0.05);TACE+ 罗勒大剂量组与 TACE+ 罗勒中、
小剂量组比较均有显著性差别(P< 0.05,P< 0.01)。 说
明罗勒胶囊可以改善肿瘤局部乏氧状况,使与肿瘤
乏氧密切相关的 HIF-1α 表达显著下降,且这一作用
与用药剂量有一定关系。
与非 TACE 对照组比较,TACE+ 生理盐水组肿
瘤组织中 Bcl-2 阳性表达率显著增高(P< 0.01),表
明由于 TACE 造成局部缺氧,刺激 Bcl-2 的表达增
加,从而可使癌细胞减少因缺氧而造成的损伤;与
TACE+生理盐水组比较,罗勒大、中剂量组 Bcl-2 阳
性表达率均显著降低,以罗勒大剂量组降低最为明
显(P< 0.01),其机制可能为罗勒胶囊减少了肿瘤乏
氧刺激所致 Bcl-2 的表达增加,从而促进了肿瘤细
胞的凋亡。 实验还显示移植性肝癌大鼠 TACE 术后
肿瘤组织中的 HIF-1α 与 Bcl-2 阳性表达率成正相
关 (P< 0.01,r=0.9889),提示 HIF-1α 可通过上调
Bcl-2 表达而抑制肝癌细胞的凋亡,进一步说明罗勒
胶囊改善肿瘤乏氧状态与促进肿瘤细胞凋亡密切相
关。
中药罗勒胶囊能明显改善大鼠移植性肝癌
TACE 术后肿瘤局部的乏氧微环境,使肝癌组织中
HIF-1α 的表达显著下降,并下调 Bcl-2 的表达;肝癌
组织中 Bcl-2 的表达与 HIF-1α 的表达有相关性;经
罗勒胶囊治疗大鼠术后瘤体减小,瘤质量下降;表明
罗勒胶囊可能通过改善术后肿瘤乏氧而起到间接抑
制肿瘤细胞增殖的作用,且具有一定的剂量依赖性。
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