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珍珠梅黄酮纳米粒通过活化内质网应激的Caspase通路抑制大鼠原发性肝癌的生长



全 文 :收稿日期:2015-01-25; 修订日期:2015-06-03
基金项目:国家自然科学基金(No. 81260655)
作者简介:管 宇(1992-),女(满族),吉林延吉人,延边大学医学院学生.
* 通讯作者简介:柳明洙(1963-),男(朝鲜族),吉林延吉人,延边大学医
学院教授,博士学位,主要从事肿瘤分子生物学研究工作.
珍珠梅黄酮纳米粒通过活化内质网应激的
Caspase 通路抑制大鼠原发性肝癌的生长
管 宇,刘炳彤,臧 韵,柳明洙*
(延边大学医学院,吉林 延吉 133000)
摘要:目的 探讨珍珠梅黄酮纳米粒(TTF1 - NP)对大鼠的原发性肝癌生长的抑制作用及机制。方法 通过二乙基亚硝胺
(DEN)间断给药法建立原发性大鼠肝癌模型;HE染色比较 TTF1 - NP作用后大鼠肝脏的形态学变化,利用 Western Blot
检测大鼠肝脏内质网应激的 Caspase 通路相关蛋白的变化。结果 HE染色结果显示,TTF1 - NP能减轻大鼠原发性肝癌
肝脏的病理学变化,增加 p - IRE1、TRAF2、Caspase - 12 和 Caspase - 3 蛋白的表达,且有一定的浓度依赖性。结论 TTF1
- NP可以通过活化内质网应激的 Caspase通路抑制 DEN诱发大鼠原发性肝癌的生长。
关键词:珍珠梅; 内质网应激; 原发性肝癌; 大鼠
DOI标识:doi:10. 3969 / j. issn. 1008-0805. 2015. 07. 024
中图分类号:R285. 5 文献标识码:A 文章编号:1008-0805(2015)07-1601-02
内质网应激(endoplasmic reticulum stress,ERS)是经典线粒
体途径和死亡受体途径之外的第三条可以独立诱导细胞凋亡的
凋亡途径。ERS是真核生物体内一个复杂的、多功能的信号转导
途径,参与生物体内的细胞凋亡、自噬、氧化应激等多种生物现
象,ERS 主要通过活化 JNK、CHOP 和 Caspase 三条通路发挥作
用[1,2]。
中药珍珠梅具有抗炎镇痛、保护肝脏及抗肿瘤等药理作用,
其抗肿瘤的有效单体成分为 5,2',4'-三羟基 - 6,7,5'-三甲氧
基黄酮,其纳米制剂 TTF1 - NP具有水溶性强、易吸收的特点[3]。
有学者通过细胞实验证明 TTF1 - NP 可以在体外通过诱导肿瘤
细胞凋亡抑制肿瘤细胞的生长[4,5]。本实验采用 DEN 诱发大鼠
原发性肝癌模型,探讨 TTF1 - NP对大鼠原发性肝癌生长的抑制
作用及机制。
1 材料与仪器
1. 1 药物与试剂 TTF1 - NP 由浙江海洋学院关丽萍教授惠赠。
SDS - PAGE凝胶配制试剂盒为北京索莱宝科技有限公司生产,p
- IRE1、TRAF2、Actived Caspase - 12 和 Cleaved Caspase - 3 单克
隆抗体购自美国 CST公司,β - actin购自北京博奥森生物技术有
限公司。
1. 2 实验动物 清洁级 SD 大鼠,体重 140 ~ 160 g,5 周龄,购自
延边大学实验动物中心,合格证号 SCXK(吉)2011 - 0007。
1. 3 实验仪器 DYY - 7C Western 电泳仪:北京市六一仪器厂
产品;5418R低温超速离心机:德国艾本德生命科学公司产品;
YXQ - LS - 30S1 压力蒸汽灭菌器:上海博迅医疗设备厂产品。
2 方法
2. 1 大鼠原发性肝癌模型的建立 54 只大鼠稳定饲养 7 d 后随
机分为实验组(45 只)和对照组(9 只)。实验组饲喂浓度为
0. 01%的 DEN(美国 Sigma公司)溶液 5 周,隔天更换一次,之后
饲喂灭菌水 3 周,继续饲喂浓度 0. 01%的 DEN溶液 6 周,之后全
部饲喂灭菌水至 20 周。对照组全程饲喂灭菌水,隔天更换一次。
2. 2 TTF1 - NP给药干预 经过 20 周喂养,将实验组大鼠随机
分为 5 组:模型组、TTF1 - NP 低、中、高剂量组和阿霉素组,每组
9 只。TTF1 - NP低、中、高剂量组按照 4,8,16 μg /kg体重腹腔注
射终体积 1 ml的 TTF1 - NP氯化钠溶液。空白对照组和模型组
腹腔注射等体积生理盐水,阿霉素组腹腔注射浓度为 0. 1 mg /kg
体重的阿霉素葡萄糖溶液。给药间隔为 2 d,共给药 7 次。给药
结束后,麻醉处死大鼠,取出肝脏,进行常规 HE 染色和 Western
Blot检测 Caspase通路相关蛋白。
2. 3 Western Blot检测 Caspase通路相关蛋白 称取 0. 2 g大鼠肝
组织,加 3 ml 裂解液于匀浆器中充分研磨混匀,冰上裂解 30
min。4℃,12 000 r /min离心 15 min。考马斯亮蓝法进行蛋白定
量,取 20 μg总蛋白,选择 10% 分离胶和 5% 浓缩胶进行 SDS -
PAGE电泳,完毕后将蛋白转印至 PVDF膜,用 5%脱脂奶粉封闭
1 h后分别加入 1 ∶ 1 000 p - IRE1、TRAF2、Actived Caspase - 12
和 Cleaved Caspase - 3 蛋白单克隆抗体,在 4℃冰箱中孵育 12 h。
TBST清洗后加入 1∶ 5 000 稀释的 HRP 标记的二抗室温孵育 2
h,TBST清洗,显影。采用 UVP凝胶成像分析系统采集图片并进
行密度分析以测定蛋白的相对表达量。
2. 4 数据分析与处理 数据应用 SPSS16. 0 软件进行分析,数据
进行单因素方差分析。P < 0. 05 为差异显著,P < 0. 01 为差异极
显著。
3 结果
3. 1 TTF1 - NP给药干预肝脏 HE染色结果 对照组正常大鼠肝
索排列整齐,从中央静脉向四周放射排布,肝小叶结构完整,细胞
排列整齐,结构完整,呈正常的圆形或卵圆形,见图 1 - A。模型
组可见肝索排列不齐,肝细细胞表现出严重异形性,核膜凹陷,核
深染,染色质边移,肝细胞核形态不规则,炎性反应严重,见图 1
- B。阿霉素组肝细胞状况较模型组明显改善,但肝细胞及细胞
核形态异常,见图 1 - C。TTF1 - NP给药组变性及坏死的肝细胞
较少,细胞形态逐渐恢复,肝小叶结构趋于完整,无明显炎性细
胞,见图 1 - D。
3. 2 Western Blot检测 Caspase 通路相关蛋白结果 Western Blot
检测结果显示:TTF1 - NP 低、中、高剂量组随着剂量的增加 p -
IRE1、TRAF2、Actived Caspase - 12 和 Cleaved Caspase - 3 蛋白的
表达逐渐增加,与对照组比较,有显著性差异(P < 0. 05 或 P <
0. 01),阿霉素组上述蛋白在大鼠肝组织的表达也明显增加(P <
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LISHIZHEN MEDICINE AND MATERIA MEDICA RESEARCH 2015 VOL. 26 NO. 7 时珍国医国药 2015 年第 26 卷第 7 期
0. 05)。定性分析结果见图 2,定量分析结果见图 3。
A.对照组 B. 模型组
C. 阿霉素组 D. TTF1 - NP用药组(8μmol /L)
图 1 TTF1 - NP给药后大鼠肝脏的 HE染色结果(400 ×)
图 2 TTF1 - NP对原发性大鼠肝组织
ERS相关蛋白 Western blot检测结果
与模型组比较,#P < 0. 05;
与对照组比较,* P < 0. 05,** P < 0. 01
图 3 TTF1 - NP对原发性大鼠肝组织
ERS相关蛋白灰度分析定量结果
4 讨论
本实验采用 DEN间断给药法成功建立了大鼠原发性肝癌模
型,与人原发性肝脏癌的形成过程相似,TTF1 - NP 注射给药实
验组大鼠后,HE染色结果证实 TTF1 - NP 对大鼠原发性肝癌的
生长有一定的抑制作用。
IRE1 是位于内质网膜上的 I 型跨膜信号蛋白,正常状态下
其结构中的管腔区与内质网伴侣蛋白 GRP78 结合不具有活性。
但当机体受到刺激诱发 ERS时,IRE1 与 GRP78 解离通过自身磷
酸化活化,募集 TRAF2 活化 ERS 的 Caspase 通路。TRAF2 是连
接 ERS跨膜蛋白和下游凋亡通路的重要蛋白,可以通过聚集 pro
- Caspase - 12 并使其活化,促进 ERS 诱导的细胞凋亡反应的发
生。本实验结果发现 TTF1 - NP 低、中、高剂量组 p - IRE1 和
TRAF2 均活化表达,且有剂量依赖性,说明 TTF1 - NP 可以活化
ERS反应的 Caspase 通路关键信号蛋白 p - IRE1 和 TRAF2 的表
达,启动 ERS,促进 ERS凋亡蛋白活化表达。
Caspase家族在细胞凋亡的机制网络中居中心地位。Caspase
- 12 是 ERS 诱导细胞凋亡的必需因子,与 TRAF2 解离后的 pro
- Caspase - 12 被特异性剪切活化,且只在 ERS 反应中活化表
达,并通过 Caspase家族级联反应活化 Caspase - 3 表达。本研究
发现活化的 Caspase - 12 和剪切型 Caspase - 3 在 TTF1 - NP 低、
中、高剂量组中明显表达,说明 TTF1 - NP对 ERS反应的 Caspase
通路诱发的细胞凋亡有明显的活化作用。
本实验通过间歇饲喂 DEN 构建大鼠肝癌模型,通过腹腔注
射给药 TTF1 - NP,从体内实验验证了 TTF1 - NP 可以抑制原发
性大鼠肝肿瘤的生长,并且证实了其抑制作用与内质网应激的
Caspase通路有关,但其抑制过程是否启动了内质网应激的
CHOP和 JNK通路,还需要进一步研究。
参考文献:
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