免费文献传递   相关文献

糙叶败酱大孔吸附树脂提取物对小鼠Sarcoma 180移植瘤的作用



全 文 :糙叶败酱大孔吸附树脂提取物对小鼠 Sarcoma 180 移植瘤的作用*
路 莉1,王学习2**,李少海2,王 艳2,千维娜2
(1兰州大学药理研究所 甘肃省新药临床前研究重点实验室;2兰州大学中西医结合研究所,兰州 730030)
摘 要 目的:观察糙叶败酱大孔吸附树脂提取物(PsBe)对 Sarcoma 180(S180)荷瘤小鼠的抗肿瘤作用。方法:建立 S180 腹
水瘤和实体瘤动物模型,分别给予 PsBe 0. 5g /kg、1. 0g /kg、2. 0g /kg治疗,观察荷瘤小鼠生命延长率和抑瘤率,HE染色观察肿瘤组织
形态学变化,透射电镜观察肿瘤细胞结构变化,流式细胞仪检测 Bcl-2、Bax、P53 蛋白表达。结果:PsBe 0. 5 ~ 2. 0g /kg可提高 S180 腹
水瘤荷瘤小鼠半数存活时间(P < 0. 01) ;PsBe 2. 0g /kg显著抑制 S180 实体瘤生长,提高荷瘤小鼠生存质量(P < 0. 05) ;HE染色显示
PsBe各组出现不同程度的肿瘤细胞减少;电镜下观察,PsBe 各剂量组可引起肿瘤细胞凋亡;此外,PsBe1. 0g /kg 和 2. 0g /kg 可增加
P53 蛋白表达,上调 Bax / Bcl-2 比例。结论:PsBe具有抑制肿瘤 S180 生长的作用,其作用与引起肿瘤细胞凋亡相关。
关键词 糙叶败酱;大孔吸附树脂;肿瘤;电镜
糙叶败酱(Patrinia scabra Bunge)俗称墓头回,意为可起死
回生。墓头回用于肿瘤的治疗古已有之,据《名医别录》记载
其可用于祛除癌肿[1],其抗肿瘤作用国内早有报道[2,3]。文献
报道,糙叶败酱的乙醇提取物对小鼠肉瘤 S180 生长有抑制作
用[4]。其水提液瘤内注射,可直接杀伤小鼠肉瘤 S180 瘤细胞
[5]。
糙叶败酱具有显著的抗肿瘤作用,但其发挥药理作用的活
性成分尚不明确。本课题组已报道了利用大孔吸附树脂柱层
析技术,分离提取出糙叶败酱药理活性成份[6],该研究主要观
察了糙叶败酱有效成份的体内抗肿瘤活性。
1 材料与方法
1. 1 试验药物 糙叶败酱从甘肃庆阳地区采集的糙叶败酱
根 20 kg,经甘肃省医学科学研究院石长拴教授鉴别为糙叶败
酱。水煎 3 次,3h /次,合并煎液浓缩,浓缩液进行大孔吸附树脂
柱层析,洗脱液依次为 H2O、20 %乙醇、50 %乙醇、80 %乙醇。
取层析 50%乙醇洗脱液所得组分二,即 50%乙醇洗脱 25 ~ 296
流份减压回收所得干粉,进行体内抗肿瘤作用的动物实验研
究。该样品多糖含量 21. 4%,皂甙含量 41. 8%。将样品用水溶
解,0. 22μm 微孔滤膜过滤除菌,4℃ 保存备用。环磷酰胺
(CTX) ,上海华联制药有限公司,批号 040606。
1. 2 动物和细胞 清洁级昆明种小鼠,体重(20 ± 2)g,雌雄各
半,兰州生物制品研究所动物室提供,合格证号:14-006。Sarco-
ma 180(S180)小鼠肉瘤细胞株,中国医学科学院北京药物研究
所。
1. 3 仪器 BCM-1000 型生物洁净工作台,苏净集团苏州安泰
空气技术有限公司;CK-4032PH 型倒置相差显微镜、双筒生物
显微镜,日本 OLYMPUS公司;JEM-1230 型透射电镜,日本电子
公司。
1. 4 方法 将冻存的 S180 细胞悬液快速解冻后,立即用 pH7.
4 的 PBS液 1000prm离心 5min,洗涤 2 次,调整细胞数至 1 × 107
个 /ml,腹腔接种,0. 5ml /只,作为瘤源鼠。接种 7 ~ 10d 时将瘤
源鼠脱颈处死,抽取腹水,制成细胞悬液 1 × 107 个活细胞 /ml,
0. 2ml /只小鼠腹腔注射,建立腹水型肿瘤模型;0. 2ml /只右腋皮
下组织接种,建立实体瘤模型。[7,8]造模 24h 后,荷瘤小鼠按体
重随机分为 5 组,即模型组,CTX 0. 01g /kg 组,PsBe 0. 5g /kg、1.
0g /kg、2. 0g /kg组。所有动物等体积 0. 1ml /10g腹腔注射给药,
1 次 /d,连续 10d。
1. 4. 1 荷瘤小鼠生命延长率与抑瘤率 待腹水瘤模型各组
动物死亡至半数时,处死动物,记录半数存活时间。根据腹水瘤
各组动物的半数存活时间,计算生命延长率。实验重复 3 次。
实体瘤动物在治疗结束次日,进行小鼠生存质量评分。处死动
物剥取瘤体,称重。根据瘤体重量,计算抑瘤率。上述实验均重
复 3 次。
1. 4. 2 S180 肿瘤组织形态学观察 剥取瘤体,4%甲醛液固
定,脱水、包埋、切片,HE 染色,观察瘤组织弥散程度、坏死情
况、坏死区及周围炎细胞浸润状况、瘤细胞浸润程度。
1. 4. 3 透射电镜观察 S180 肿瘤细胞形态学变化 切取 0.
5mm3的瘤组织,5%戊二醛固定,脱水,包埋,染色,透射电镜观
察细胞形态。
1. 4. 4 流式细胞仪检测肿瘤细胞 Bcl-2、Bax、P53 蛋白表达情
况 治疗结束次日,抽取各组动物腹水,1000rpm 离心 5min,
PBS洗 2 次,加入一抗兔抗小鼠单克隆抗体,4℃孵育 45min,
PBS离心洗 2 次,加入二抗羊抗兔 IgG,4℃孵育 45min,PBS离心
洗涤 1 次,上机检测阳性蛋白标记率。
2 结果
2. 1 糙叶败酱提取物对 S180 腹水瘤荷瘤小鼠生命延长率的
影响 如表 1 所示,糙叶败酱提取物作用于 S180 腹水瘤荷瘤
小鼠,进行三批动物重复实验,各剂量组均可不同程度地提高其
半数存活时间,进行 Kaplan-Meier 生存分析,与模型组比较,有
显著性差异(P < 0. 01) ;环磷酰胺 0. 01g /kg 组平均生命延长率
为 63. 9%,糙叶败酱提取物 0. 5g /kg、1. 0g /kg、2. 0g /kg 组平均
生命延长率分别为 33. 7%、37. 3%、46. 9%。
2. 2 糙叶败酱提取物对 S180 实体瘤抑瘤率的影响 如表 2
所示,糙叶败酱提取物作用于 S180 荷瘤小鼠,进行三批动物重
复实验,各剂量组瘤体重量均有不同程度地减少,与模型组比
较,有显著性差异(P < 0. 05 或 P < 0. 01) ;环磷酰胺组平均抑瘤
率为 57. 45%,糙叶败酱提取物 0. 5g /kg、1. 0g /kg、2. 0g /kg 组平
均抑瘤率分别为 19. 59%、24. 31%、31. 34%。
721中药药理与临床 2012;28(1)
* 基金项目:国家中医药管理局课题(编号:04 - 05ZP61) **通讯作者
DOI:10.13412/j.cnki.zyyl.2012.01.046
表 1 糙叶败酱提取物对 S180 腹水瘤荷瘤小鼠生命延长率的影响
(n = 10)
组别
剂量
(g /kg)
半数存活时间(d)
1 2 3
生命延长率(%)
1 2 3
模型组 13. 8 14. 0 14. 0
环磷酰胺 0. 01 22. 7** 22. 5** 23. 0** 66. 7 60. 7 66. 7
糙叶败酱 0. 5 18. 5** 18. 5** 18. 5** 37. 0 32. 1 32. 1
糙叶败酱 1. 0 19** 19. 5** 18. 5** 40. 7 39. 2 32. 1
糙叶败酱 2. 0 20. 3** 20. 5** 20** 51. 9 46. 4 42. 9
与模型组比较 * P <0. 05,** P <0. 01(下同)
表 2 糙叶败酱提取物对 S180 实体瘤荷瘤小鼠抑瘤率的影响(珋x ±
s,n = 10)
组别
剂量
(g /kg)
瘤重(g)
1 2 3
抑瘤率(%)
1 2 3
模型组 2. 89 ± 0. 63 2. 94 ± 0. 75 2. 85 ± 0. 86
环磷酰胺 0. 01 1. 29 ± 0. 89** 1. 16 ± 0. 98** 1. 24 ± 0. 71** 55. 36 60. 54 56. 49
糙叶败酱 0. 5 2. 26 ± 0. 86 2. 38 ± 0. 72 2. 34 ± 0. 89 21. 80 19. 05 17. 89
糙叶败酱 1. 0 2. 13 ± 0. 79* 2. 24 ± 0. 79 2. 20 ± 0. 87 26. 29 23. 81 22. 81
糙叶败酱 2. 0 2. 01 ± 0. 99* 2. 11 ± 0. 67* 1. 84 ± 0. 68** 30. 44 28. 23 35. 44
2. 3 糙叶败酱提取物对 S180 实体瘤荷瘤小鼠生存质量的影
响 生存质量评分结果如表 3 所示,糙叶败酱提取物可提高荷
瘤小鼠生存质量评分值,其中 2. 0g /kg组与模型组比较,差异有
显著性 (P < 0. 05)。
表 3 糙叶败酱提取物对 S180 实体瘤荷瘤小鼠生存质量的影响(珋x
± s,n = 10)
组别 剂量(g /kg) 生存质量评分
模型组 2. 0 ± 0. 8
环磷酰胺 0. 01 1. 3 ± 1. 1
糙叶败酱 0. 5 2. 6 ± 0. 8
糙叶败酱 1. 0 2. 9 ± 1. 1
糙叶败酱 2. 0 3. 1 ± 1. 0*
与模型组比较 * P < 0. 05
2. 4 糙叶败酱提取物对 S180 肿瘤组织形态学的影响 如图
1 所示,模型组肿瘤细胞大小不一,形态各异,胞核大,染色质呈
深蓝色,病理性核分裂相多。环磷酰胺组肿瘤组织内均出现坏
死区,可见肿瘤细胞残影,肿瘤细胞密度减小,细胞核碎裂增多,
有一些散在空泡。糙叶败酱提取物各组出现不同程度的肿瘤
细胞减少,部分细胞坏死、变性,胞核固缩、碎裂,可见肿瘤细胞
残影;肿瘤间质内有以大量淋巴细胞为主的炎性细胞浸润,部
分呈条带状。
A:模型组;B:环磷酰胺 0. 01g /kg;C:糙叶败酱 0. 5g /kg;D:糙叶败酱 1. 0 g /kg;E糙叶败酱 2. 0g /kg
图 1 糙叶败酱提取物对 S180 肿瘤组织形态学的影响(HE,× 400)
2. 5 透射电镜检测 S180 肿瘤细胞形态学变化 如图 2 所示,
模型组细胞表面有丰富的微绒毛,胞浆丰富,电子密度低,细胞
内有丰富的线粒体及内质网;核大,不规则,核膜清楚;核仁大,
电子密度高,靠近核膜的一侧。环磷酰胺组细胞以坏死为主,亦
可见凋亡细胞。糙叶败酱提取物各剂量组细胞呈现凋亡的不
同时期表现,细胞皱缩,核碎裂呈块状,胞浆起泡,有凋亡小体出
现,细胞质内线粒体基质深染,并出现空泡样变及髓样变。
A:模型组;B:环磷酰胺 0. 01g /kg;C:糙叶败酱 0. 5g /kg;D:糙叶败酱 1. 0 g /kg;E糙叶败酱 2. 0g /kg
图 2 糙叶败酱提取物对 S180 肿瘤细胞形态学的影响 (TEM,× 10000)
2. 6 糙叶败酱提取物对 S180 肿瘤细胞 P53、Bcl-2、Bax蛋白表
达率的影响 如表 4 所示,糙叶败酱提取物作用于 S180 荷瘤
小鼠,肿瘤细胞 P53 和 Bax 蛋白阳性表达率增加,Bcl-2 蛋白阳
性表达率减少,其 1. 0g /kg 和 2. 0g /kg 组与模型组比较差异有
显著性(P < 0. 05 或 P < 0. 01)。
表 4 糙叶败酱提取物对 S180 荷瘤小鼠肿瘤细胞 P53、Bcl-2、Bax
蛋白表达率的影响(珋x ± s,n = 10)
组别
剂量
(g /kg)
P53
(%)
Bcl-2
(%)
Bax
(%)
模型组 34. 2 ± 3. 8 67. 4 ± 9. 4 25. 8 ± 6. 3
环磷酰胺 0. 01 40. 1 ± 7. 1* 64. 7 ± 8. 9 30. 2 ± 7. 5
糙叶败酱 0. 5 38. 4 ± 6. 7 64. 8 ± 9. 6 29. 6 ± 9. 2
糙叶败酱 1. 0 42. 6 ± 6. 4* 58. 3 ± 10. 4* 32. 2 ± 8. 8
糙叶败酱 2. 0 47. 4 ± 5. 9** 51. 9 ± 9. 8** 39. 4 ± 8. 1**
3 讨论
本实验研究依照抗肿瘤药实验法规中有关动物移植性肿
瘤实验的要求,并参考部分抗肿瘤药物筛选方法的文献[11,12],
采用动物移植性肿瘤模型小鼠肉瘤 S180 腹水和实体移植性肿
瘤模型,观察了 PsBe的抗肿瘤作用。
为了减少实验误差,我们在每次接种肿瘤时,采用水平直线
振摇方式混匀,细胞计数和接种的环节都由一人完成,并且肿瘤
细胞悬液从取出到注射完毕的时间尽量不超过 30min,每次接
种前肿瘤细胞悬液都充分混匀,保证接种细胞数量的统一性。
按《新药审批办法》和国家食品药品监督管理局在恶性肿
瘤主要药效学研究指导原则的规定 [13,14],本实验采用三个剂
821 中药药理与临床 2012;28(1)
量组进行抗肿瘤疗效观察,分别为 PsBe 0. 5g /kg、1. 0g /kg和 2.
0g /kg,实验均重复进行三批次。
由实验结果可以看出,PsBe 各治疗组对 S180 荷瘤小鼠腹
水瘤和实体瘤均有一定的抑制作用,可以改善荷瘤小鼠的一般
生存质量,增加其生命延长率,提高抑瘤率,其中对 S180 腹水瘤
模型作用较强,但其抗肿瘤作用弱于环磷酰胺。从形态学变化
来看,PsBe抗肿瘤作用主要与免疫学反应和引起肿瘤细胞凋
亡相关。
野生型 p53 基因对细胞的增殖起抑制作用,是重要的生长
负调节因子[15]。bcl-2 基因抑制肿瘤细胞凋亡[16],Bax 蛋白是
bcl-2 家族的另一重要成员,细胞中 Bax 与 Bcl-2 蛋白的比例调
控凋亡的发生,最终决定细胞的生存和死亡,增加 Bax 表达,降
低 Bcl-2 表达可促进细胞凋亡[17]。本实验结果显示,PsBe 可以
提高荷瘤小鼠肿瘤细胞 P53 蛋白的阳性表达率,降低 Bcl-2 蛋
白阳性表达率,增加 Bax蛋白阳性表达率,从而上调 Bax与 Bcl-
2 蛋白的比例,说明其诱导的细胞凋亡与升高 P53 蛋白,上调
Bax / Bcl-2 比值有关。
虽然动物实验结果表明 PsBe具有一定的抗肿瘤作用,但是
也应注意到,动物肿瘤的生物学特点与人类有较大的差距,对
动物肿瘤生长有抑制作用的药物对人癌不一定有效,因为动物
瘤株恶性程度高,生长迅速,对药物的敏感性比人类自发的癌
瘤高得多,因此还应扩大瘤谱,用人源瘤株动物模型进一步筛
选其抗肿瘤作用。
参考文献
1 李时珍著,御史编译.《本草纲目》白话精译.北京:北京科学技术出
版社,2006;155 ~ 156
2 张杏元,王惠芬,黄泽崧,等.墓头回治疗肿瘤的小鼠实验研究.中西
医结合杂志,1984;4(2)∶ 109 ~ 111
3 王 萍,王 兰.中药墓头回提取物抗肿瘤活性的实验研究. 中兽医医
药杂志,1997;(3)∶ 7 ~ 9
4 王荫棠,王学江,燕玉霞,等.墓头回对小鼠 S180(腹水型)生长影响
的初步观察.兰州医学院学报;1988,14(1)∶ 11 ~ 14
5 张杏元,王惠芬,黄泽崧,等.墓头回治疗肿瘤的小鼠实验研究.中西
医结合杂志,1984;4(2)∶ 109 ~ 111
6 王学习,陈 茹,李世刚,等. 糙叶败酱总皂甙的提取纯化和含量测
定. 中药材,2007;30(5)∶ 595 ~ 597
7 Rajkapoor B,Jayakar B. Antitumor activity of Indigofera aspalathoides on
Ehrlich ascites carcinoma in mice. India J Pharmacology,2004;36(1)∶ 38 ~
40
8 Kuniaki T,Yoshifumi T,Mari T,et al. Oral administration of chlorella
vulgaris augments concomitant antitumor immunity. Immunopha and Immuno-
to,1990;12(2)∶ 277 ~ 291
9 黄晓峰.荧光探针技术. 北京:人民军医出版社,2004;410 ~ 417
10 谢锦玉.现代细胞化学技术及其在中西医药中的应用.北京:中医
古籍出版社,1998;102 ~ 108,112 ~ 114
11 韩 锐.抗肿瘤药的筛选方法及策略.癌症,1990;9(3)∶ 229 ~ 234
12 娄成民.实验动物质量管理标准与检验检测技术实用手册. 贵州:
贵州科技出版社,2003;827 ~ 828
13 戴申,孔艳,康泓.药品申报和审批实用手册.北京:中国医药科技
出版社,2001;117 ~ 118
14 中华人民共和国食品药品监督管理局. 中药新药研究指南(药学、
药理学、毒理学)2004;104
15 Nakamura Y. Isolation of p53-target genes and their functional analysis.
Cancer Sci,2004;95(1)∶ 7 ~ 11
16 Cory S,Adams JM. The Bcl-2 family:regulators of the celluar life-or-
death switch. Nat Rev Cancer,2002;2(9)∶ 647 ~ 656
17 Craig R W. MCL1 provides a window on the role of the BCL2 family in
cell proliferation,differentiation and tumorigenesis. Leukemia,2002;16(4)∶
444 ~ 454
Effect of Patrinia scabra Bunge extract separated by
macroporous adsorptive resins on sarcoma 180 transplanted mice
Lu Li1,Wang Xuexi2,Li Shaohai2,Wang Yan2,Qian Weina2
(1Department of Pharmacology,School of Basic Medicine,Lanzhou University,Key Laboratory of Preclinical Study for
New Drugs of Gansu Province;2 Institute of Integrative Traditional & Western Medicine,Lanzhou University,Lanzhou 730000)
Objective:To investigate the anti-tumor effect of Patrinia scabra Bunge extracts (PsBe)separated by macroporous adsorptive resins on
Sarcoma 180 transplanted mice. Methods:Sarcoma 180 ascites tumor and solid tumor animal models were established,PsBe 0. 5g /kg,1.
0g / kg,2. 0g /kg were given as treatment. The life span and inhibition rate of tumor-bearing mouse were assessed after treatment. Tumor histo-
logical changes and cellular structure were observed by HE staining and Transmission Electron Microscopy(TEM)respectively. Bcl-2,Bax
and P53 proteins were detected by flow cytometry. Results:Half survival time of mice bearing sarcoma 180 ascites tumor was significantly
prolonged to varying degrees by PsBe from 0. 5g /kg to 2g /kg(P < 0. 01). Not only the growth of Sarcoma 180 solid tumors was dramatically
inhibited,the quality of life of tumor-bearing mice was also significantly improve by PsBe 2. 0g /kg (P < 0. 05). HE staining showed tumor
cells were decreased with different degrees in various PsBe groups. Apoptosis of tumor cells in PsBe groups can be observed under electron
microscopy. In addition,P53 protein was increased and Bax / Bcl-2 ratio was upregulated by PsBe 1. 0g /kg and 2. 0g /kg groups. Conclu-
sion:PsBe can inhibit the growth of Sarcoma 180 tumor which related to it's cell apoptosis inducement effect.
Key words Patrinia scabra Bunge(糙叶败酱) ;macroporous adsorptive resins;tumor;TEM
921中药药理与临床 2012;28(1)