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菌物学报
jwxt@im.ac.cn 22 July 2016, 35(7): 892‐896
Http://journals.im.ac.cn Mycosystema ISSN1672‐6472 CN11‐5180/Q
Tel: +86‐10‐64807521 Copyright © 2016 Institute of Microbiology, CAS. All rights reserved.
简报 Short communication DOI: 10.13346/j.mycosystema.150128
基金项目:国家自然科学基金(81160336);贵州省科技厅农业攻关计划项目(黔科合 NY字[2011]3055号);贵州省教育
厅基金项目(黔省专合字[2010]39号);贵州省科技厅(黔科合 J字[2010]2188号)
Supported by Natural Science Foundation of China (81160336); Guizhou Province Department of Agriculture Research Projects
(Guizhou Branch in NY Word [2011] 3055); Fund Project in Guizhou Province Department of Education (Guizhou Province
Specialized Cooperative [2010] 39); Guizhou Province Department (Guizhou Branch J Word [2010] 2188).
*Corresponding author. E‐mail: luopeng@gmc.edu.cn
Received: 2015‐05‐25, accepted: 2015‐11‐05
红托竹荪多糖诱导肿瘤细胞凋亡的作用初探
叶建方 1 罗鹏 2* 肖佳艳 2 吴雪艳 2 张豫 2
1贵州省疾病预防控制中心 贵州 贵阳 550004
2贵阳医学院公共卫生学院毒理学教研室 环境污染与疾病监控省部共建教育部重点实验室 贵州 贵阳 550004
摘 要:探讨红托竹荪多糖对小鼠腹水瘤 S180细胞凋亡的作用。分别使用不同浓度的红托竹荪多糖处理 S180细胞 24h,
Western blot法检测 Bcl‐xl、Bax、caspase‐9和 Caspase‐3等蛋白表达,使用流式细胞仪检测细胞凋亡。Western blot 法检
测结果显示 Bcl‐xl表达量随竹荪多糖剂量增加而降低,Bax表达量则相反,每组 Bax/Bcl‐xl的比值增加,Caspase‐9、Caspase‐3
表达量增加;流式细胞仪检测结果显示:0、25、50 和 100mg/L 组细胞凋亡率分别为 5.12%±0.11%、9.61%±0.61%、
16.39%±0.19%和 17.05%±0.13%,与对照组相比细胞凋亡率增高,差异具有统计学意义(P<0.05),推断红托竹荪多糖具有
诱导 S180细胞凋亡的功能。
关键词:红托竹荪,B 细胞淋巴瘤/白血病‐XL 蛋白,B 细胞淋巴瘤/白血病‐2 相关 X 蛋白,半胱氨酸天冬氨酸特异性蛋白
酶‐3,半胱氨酸天冬氨酸特异性蛋白酶‐9
Induction of Dictyophora rubrovolvata polysaccharides on tumor cell
apoptosis
YE Jian‐Fang1 LUO Peng2* XIAO Jia‐Yan2 WU Xue‐Yan2 ZHANG Yu2
1Guizhou Province Center for Disease Control and Prevention, Guiyang, Guizhou 550004, China
2Toxicology Teaching and Research Section, School of Public Health, Guiyang Medical College; Key Laboratory Co‐sponsored by
Guizhou Province and Ministry of Education for Environmental Pollution and Disease Monitoring, Guiyang, Guizhou 550004,
China
Abstract: Different concentrations of Dictyophora rubrovolvata polysaccharides were used to treat ascitic tumor S180 cells for
24h to investigate the effect of the polysaccharides on tumor cell apoptosis. Western blotting analysis was performed to detect
叶建方 等 /红托竹荪多糖诱导肿瘤细胞凋亡的作用初探
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the expressions of Bcl‐xl, Bax, caspase‐9 and caspase‐3 proteins, and the flow cytometry assay was conducted to detect cell
apoptosis. Western blot test results showed that the Bcl‐xl expression decreased with the increase of concentration of
Dictyophora rubrovolvata polysaccharides. On the contrary, Bax expression quantity, the ratio of Bax/Bcl‐xl, Caspase‐9 and
Caspase‐3 expression quantity of each treated group increased. Flow cytometry test results showed that four dose, 0, 25, 50 and
100mg/L of polysaccharides resulted in the apoptosis rate of 5.12%±0.11%, 9.61%±0.61%, 6.39%±0.19% and 17.05%±0.13%,
respectively. Compared with control group, apoptosis rate was increased in a dose‐dependent manner. The differences were
statistically significant (P<0.05). Thus, Dictyophora rubrovolvata polysaccharides could induce S180 cell apoptosis.
Key words: Dictyophora rubrovolvata, Bcl‐xl protein, Bax protein, Caspase‐3 protein, Caspase‐9 protein
竹荪是担子菌亚门腹菌纲鬼笔目鬼笔科竹荪
属 Dictyophora Desv真菌的统称,具有良好的营养
价值和药用价值(Fu et al. 2015)。竹荪子实体由菌
盖、菌裙、菌柄、菌托组成。真菌多糖具有抗肿瘤、
增强免疫、降血脂、降血糖、抗肝炎、抗衰老等广
泛的生物活性(戴玉成和杨祝良 2008)。多糖是竹
荪子实体中重要组成成分之一,具有一定的免疫调
节作用(Zhang et al. 2011),可以通过免疫调节而
发挥抗肿瘤作用,因而越来越受到研究者的重视
(Han et al. 2010)。迄今为止,竹荪多糖的研究报
道仍不多。本实验检测了红托竹荪 Dictyophora
rubrovolvata M. Zhang, D.G. ji & X.X. Liu多糖诱导
S180 细胞凋亡的情况,并初步探讨了红托竹荪多
糖抗肿瘤的作用。
1 材料与方法
1.1 实验材料、试剂与仪器
1.1.1 细胞株:S180 细胞株(小鼠腹水瘤细胞),
购自中国科学院典型培养物保藏中心昆明细胞库。
1.1.2 红托竹荪多糖:红托竹荪购自织金四方宏业
竹荪开发有限公司。红托竹荪多糖的制备:原料→
烘干→粉碎→称重→水提取→抽滤→滤液醇析→
复溶→脱蛋白→醇沉→干燥→红托竹荪多糖。红托
竹荪多糖用不含血清的 RPMI‐1640 培养基配制成
浓度为 200mg/L多糖溶液,过滤除菌后‐20℃保存,
使用时用无血清的 RPMI‐1640 培养基稀释至所需
浓度。
1.1.3 主要试剂:AnnexinV‐F ITC 凋亡检测试剂盒
(南京凯基生物科技发展有限公司);Bcl‐xl抗体、
Bax抗体、Caspase‐9抗体、Caspase‐3抗体、Gadph
抗体、辣根酶标记羊抗鼠 IgG、辣根酶标记羊抗兔
IgG(武汉博士德生物工程有限公司);优质胎牛血
清(杭州四季青生物工程有限公司);RPMI‐1640
完全培养液(美国 Gibco公司)。
1.1.4 主要仪器:TE2000‐U+DXM1200 倒置显微镜
(Nikon公司,日本);MCO‐15AC CO2培养箱(Sanyo
公司,日本);μQuant、MQX200超级酶标仪(Bio‐Tek
公司,美国);BD FACSArray流式细胞仪(BD公司,
美国);Mini‐PROTEAN Terra System电转移槽及电
源、凝胶成像分析系统(Bio‐Rad公司,美国)。
1.2 细胞培养及实验分组
S180 细胞用含 10%胎牛血清的 RPMI‐1640 培
养液在 37℃、5% CO2的培养箱中进行培养,取对
数生长期细胞进行实验。实验组加入不同浓度的红
托竹荪多糖使其终浓度分别为 25、50和 100mg/L,
对照组加入等体积无血清 RPMI‐1640培养液,染毒
24h后收获细胞。
1.3 细胞凋亡检测
取处于对数生长期的细胞,加入不同浓度的红
托 竹 荪 多 糖 染 毒 24h , 细 胞 预 处 理 根 据
AnnexinV‐FITC 凋亡检测试剂盒说明书进行,用流
式细胞仪检测 S180 细胞凋亡率。每组 5×105个细
胞,重复 3次取均数。
1.4 Western Blot 检测 Bcl‐xl、Bax、Caspase‐9 和
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Caspase‐3
取处于对数生长期的细胞,加入不同浓度的红
托竹荪多糖染毒 24h,1 000r/min、离心 5min,收集
细胞。用预冷 PBS 洗涤 2 次,加入 1μL 浓度为
100mmol/L PMSF,每个计量组加入 100μL RIPA(强)
裂解液冰浴裂解 2h,4℃、14 000r/min、离心 12min,
取上清,BCA 法进行蛋白定量。用 ddH2O 调整各
组蛋白浓度至一致,加入 1/5体积的 5× Buffer蛋白
上样缓冲液,95℃变性 5min,分装,‐80℃冻存备
用。SDS‐PAGE电泳 70V至分离胶,90V跑完。100V、
60min将凝胶中蛋白转移至 PVDF膜。5%脱脂奶粉
室温封闭 2h,孵育一抗,4℃过夜。TBST洗膜,孵
育相应二抗,室温孵育 2h,TBST 洗膜,滴加 ECL
发光液,用凝胶成像系统进行图像采集,对免疫印
迹条带灰度值进行分析。所使用抗体及稀释浓度:
Bcl‐xl、Bax、Caspase‐9和 Caspase‐3(兔抗原,1:200
稀释),Gadph(鼠抗原,1:200 稀释),辣根酶标
记羊抗兔 IgG(羊抗兔,1:3000 稀释),辣根酶标
记羊抗鼠 IgG(羊抗鼠,1:3000稀释)。
1.5 统计分析
采用 SPSS19.0软件进行方差分析比较。
2 结果与分析
2.1 红托竹荪多糖对 S180 细胞 Bcl‐xl、Bax、
Caspase‐9和 Caspase‐3表达的影响
与对照组相比,随着红托竹荪多糖剂量的增
加,Bax 表达量逐渐增加,Bcl‐xl 表达量有一定程
度的降低,Bax/Bcl‐xl 比值增加,差异有统计学意
义(P<0.05);各剂量组间比较,差异有统计学意
义(P<0.05)。随着红托竹荪多糖剂量的增加,
Caspase‐9表达量逐渐增加,与对照组比较差异有统
计学意义(P<0.05),25mg/L组和 50mg/L组表达较
对照组低;各组间比较,100mg/L组与各组比较差
异有统计学意义(P<0.05)。随着红托竹荪多糖剂量
的增加,Caspase‐3表达逐渐增加,与对照组比较,
25mg/L组差异无统计学意义(P>0.05),50mg/L组
和 100mg/L组差异有统计学意义(P<0.05);各染毒
组比较差异有统计学意义(P<0.05)(表 1,图 1)。
2.2 红托竹荪多糖对 S180细胞凋亡的影响
与对照组相比,随着红托竹荪多糖剂量的增
加,细胞凋亡率逐渐增加,差异有统计学意义
(P<0.05);各剂量组间比较,50mg/L组与 100mg/L
组比较无统计学意义(P<0.05),但有一定的增长
趋势,其余各组间比较差异有统计学意义(P<0.05)
(表 2)。
3 讨论
细胞凋亡是一种细胞程序性的死亡,在机体生
命过程中处于动态平衡状态(范丽丽和李伟华
2015)。因此,诱导肿瘤细胞凋亡为寻找新型抗肿
表 1 红托竹荪多糖对 S180细胞 Bcl‐xl、Bax、Caspase‐9和 Caspase‐3相对表达量的影响
Table 1 The effects of Dictyophora rubrovolvata polysaccharides on the expressions of Bcl‐xl, Bax, Caspase‐9 and Caspase‐3 in
S180 cells
竹荪多糖
Dictyophora rubrovolvata polysaccharides
Bax Bcl‐xl Bax/Bcl‐xl Caspase‐9 Caspase‐3
0mg/L 0.59±0.02 0.52±0.01 1.73±0.21 2.89±0.17 0.38±0.01
25mg/L 0.91±0.02a 0.38±0.02a 1.94±0.14a 2.62±0.31a 0.3±0.01
50mg/L 1.00±0.06ab 0.47±0.01ab 2.60±0.06ab 2.55±0.12a 0.44± 0.02ab
100mg/L 1.53±0.05abc 0.32±0.01abc 2.94±0.02abc 3.56±0.100abc 0.70±0.01abc
注:a与对照组相比 P<0.05;b与 25mg/L组相比 P<0.05;c与 50mg/L组相比 P<0.05.
Note: a, compared with the control group P<0.05; b, compared with 25mg/L dose treated group P<0.05; c, compared with 50mg/L
dose treated group P<0.05.
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图 1 不同浓度红托竹荪多糖作用 S180细胞内 Bax、Bcl‐xl、
Caspase‐9和 Caspase‐3蛋白表达
Fig. 1 Western blot analysis of Bax, Bcl‐xl, Caspase‐9 and
Caspase‐3 expressions in S180 cell treated with different
concentrations of Dictyophora rubrovolvata polysaccharides.
表 2 竹荪多糖对 S180细胞凋亡的影响
Table 2 Effects of Dictyophora rubrovolvata polysaccharides
on S180 cell apoptosis
竹荪多糖
Dictyophora rubrovolvata
polysaccharides
细胞凋亡率
Cell apoptosis rate (%)
0mg/L 5.12±0.11
25mg/L 9.61±0.61a
50mg/L 16.39±0.19ab
100mg/L 17.05±0.12ab
注:a与对照组相比 P<0.05;b与 25mg/L组相比 P<0.05.
Note: a, compared with the control group P<0.05; b,
compared with 25mg/L dose treated group P<0.05.
瘤药物提出了一个新的方向(Tassi et al. 2012)。竹
荪多糖具有抗肿瘤和免疫调节作用,此外还有抗病
毒、抗炎症、降血压等生理活性(李小雨等 2013)。
以往对竹荪多糖抗肿瘤作用的研究主要是通过增
强实验动物免疫而发挥抗肿瘤作用,直接作用于体
外细胞的研究较少。
Bcl‐2 家族在细胞凋亡调控中发挥着重要功
能,主要包括促进细胞凋亡(Bax、Bad)和抑制细
胞凋亡(Bcl‐2、Bcl‐xl)两组蛋白共同调控细胞凋
亡(Luciani et al. 2013)。Bax/Bcl‐xl是判断细胞进
入凋亡状态的一个较为灵敏的指标(Luanpitponga
et al. 2013)。当细胞受到外界的刺激时,激活了
上游的 MAPK信号通路,使 Bcl‐xl的表达减少,Bax
表达上调并向线粒体转移。Bax的转移使线粒体的
渗透性转运孔(MPTP)产生持久且不可逆开放,
Cyt‐c 释放到细胞质中,进入细胞质的 Cyt‐c 与
Apaf‐1 羰基端的 WD 重复系列结合,诱导 Apaf‐1
变构并促使 Caspase 前体蛋白与其结合为凋亡小
体,从而激活 Caspase 家族。Caspase 家族执行细
胞最终凋亡(Logue & Martin 2008),Caspase一般
以无活性的酶原形式储存于细胞质中,当 Caspase
由无活性的酶原被激活,将引发 Caspase 级联反
应。当凋亡启动因子(Caspase‐2、8、9 等)发生
活化并激活下游的 Caspase,最后激活凋亡执行因
子(Caspase‐3、6、7等),则细胞进入凋亡。尤其
是 Caspase‐3,它的活化是细胞进入凋亡不可逆的
标志(Cheng et al. 2012)。本研究显示,Bcl‐xl表达
量随红托竹荪多糖剂量增加而降低,Bax表达量则
相反,每组 Bax/Bcl‐xl的比值增加,提示细胞受到
外界的刺激;Caspase‐9、Caspase‐3 表达量增加,
提示细胞进入了凋亡;S180 细胞凋亡率随红托竹
荪多糖剂量增加而增加,与研究推论相一致。
综上,红托竹荪多糖能诱导 S180细胞凋亡。
通过促进 Bax表达,减少 Bcl‐xl表达,激活 Caspase‐9
启动 Caspase 级联反应,最终激活 Caspase‐3而诱
导细胞凋亡。因此,深入研究红托竹荪多糖诱导细
胞凋亡的机制,为红托竹荪多糖抗肿瘤等药用价值
的开发提供一定的理论依据。
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(本文责编:韩丽)