全 文 :[收稿日期] 20160417(010)
[基金项目] 广东省自然科学基金项目(S2012040007924);广东省高等学校优秀青年教师培养计划项目(YQ2015196);广东省高职院校
专业领军人才培养计划项目(2016009);广东省医学科研基金项目(B2012058);广东省中医药局科研项目(20121107) ;广
东食品药品职业学院自然科学研究项目(2011YZ011)
[第一作者] 夏黎,博士,副教授,从事中药活性成分及质量评价研究,Tel:020-28854935,E-mail:xiali516@ 126. com
[通讯作者] * 赵珍东,博士,副教授,从事中药抗肿瘤作用及机制研究,Tel:020-28854936,E-mail:zhaozd2008@ 126. com
丫蕊花甾体皂苷 YB16 对人前列腺癌细胞 PC-3
增殖与凋亡的影响
夏黎,赵珍东* ,邓晓迎,杨炳伟,庄义修
(广东食品药品职业学院,南药资源保护与利用工程技术开发中心,广州 510520)
[摘要] 目的:探讨丫蕊花甾体皂苷 YB16 对人前列腺癌细胞 PC-3 增殖与凋亡的影响,并探讨其作用机制。方法:体外
培养 PC-3 细胞,给予不同浓度的 YB16(0. 125 ~ 16 μmol·L -1),以噻唑蓝(MTT)比色法检测 YB16 对 PC-3 的细胞毒性,倒置相
差显微镜观察细胞形态变化,吖啶橙(AO)染色、流式细胞术检测 YB16 对 PC-3 的凋亡影响,逆转录-聚合酶链式反应(RT-
PCR)检测 YB16 对 PC-3 细胞 B淋巴细胞瘤-2(Bcl-2),B细胞淋巴瘤-xl(Bcl-xl),Bcl-2 相关 X 蛋白(Bax),半胱氨酸蛋白酶-3
(Caspase-3)mRNA的表达;蛋白免疫印迹法(Western blot)检测 Bcl-2,Bcl-xl,Bax,激活型 Caspase-3(cleaved-Caspase-3)蛋白表
达,并对结果进行分析。结果:YB16 能显著抑制 PC-3 细胞的生长,具有剂量依赖性(P < 0. 05);YB16 能促进细胞的凋亡,相
差显微镜,AO 染色法观察可见细胞具凋亡特征性改变;YB16 能下调 Bcl-2,Bcl-xl,上调 Bax,Caspase-3 mRNA 和蛋白的表达
(P < 0. 05)。结论:YB16 能抑制 PC-3 细胞增殖,促进 PC-3 发生凋亡,其机制可能与促进 Caspase-3 表达有关,具有良好的抗肿
瘤作用。
[关键词] 丫蕊花甾体皂苷 YB16;前列腺癌;PC-3 细胞;细胞凋亡;B 淋巴细胞瘤-2;B 细胞淋巴瘤-xl;Bcl-2 相关
X蛋白;半胱氨酸蛋白酶-3
[中图分类号] R285. 5 [文献标识码] A [文章编号] 1005-9903(2017)04-0164-07
[doi] 10. 13422 / j. cnki. syfjx. 2017040164
[网络出版地址] http:/ /www. cnki. net /kcms /detail /11. 3495. R. 20161129. 1502. 034. html
[网络出版时间] 2016-11-29 15:02
Effect of Steroidal Saponin YB16 of Ypsilandra Thibetica on Proliferation and
Apoptosis of Human Prostate Cancer Cells PC-3
XIA Li,ZHAO Zhen-dong* ,DENG Xiao-ying,YANG Bing-wei,ZHUANG Yi-xiu
(Guangdong Food and Drug Vocational College,Engineering Center for Protection and Utilization of
Herbal Medicinal Resources in South China,Guangzhou 510520,China)
[Abstract] Objective:To investigate the effects of Ypsilandra thibetica 16 (YB16)extracted from the
Ypsilandra thibetica on proliferation and apoptosis of human prostate cancer cells PC-3,and explore its mechanism.
Method:PC-3 cells were cultured in vitro and treated with different concentrations of YB16 (0. 125 ~ 16
μmol·L -1). The effects of YB16 on PC-3 cytotoxicity were detected by (4,5-dimethyl-2-thiazolyl)-2,
5-diphenyl-2-H-tetrazolium bromide (MTT) assay,and the cell morphology was observed by phase contrast
microscope. Acridine orange (AO)staining and flow cytometry were used to detect the apoptosis of PC-3 cells
induced by YB16. Reverse-transcription polymerase chain reaction (RT-PCR)was used to detect the mRNA
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expression levels of B-cell lymphoma 2 gene (Bcl-2),B-cell lymphoma 2 gene-xl (Bcl-xl) ,Bcl-2 associated X
protein (Bax) ,and cysteinyl aspartate specific proteinase-3 (Caspase-3) of PC-3 cells,and Western blot was
used to detect the protein expression levels of Bcl-2,Bcl-xl,Bax and cleaved-Caspase-3. Result:YB16 could
significantly inhibit the growth of PC-3 cells in a dose-dependent manner (P < 0. 05). YB16 could promote PC-3
cells apoptosis,and PC-3 cells had obvious characteristic apoptosis changes in the observation under phase contrast
microscope and AO staining. YB16 could reduce the mRNA and protein expression levels of Bcl-2,Bcl-xl,but
increase the mRNA and protein expression levels of Bax,Caspase-3 (P < 0. 05). Conclusion:YB16 can inhibit
PC-3 cells proliferation,and induce apoptosis obviously. YB16 has a potential antitumor value,and its mechanism
may be associated with promoting Caspase-3 expression.
[Key words] steroidal saponin YB16;prostate cancer;PC-3 cells;apoptosis;B-cell lymphoma 2 gene
(Bcl-2) ;B-cell lymphoma 2 gene-xl (Bcl-xl) ;Bcl-2 associated X protein (Bax) ;cysteinyl aspartate specific
proteinase-3 (Caspase-3)
前列腺癌(PCa)是男性生殖系统常见的恶性肿
瘤,在西方国家居男性致死性恶性肿瘤第 2 位[1]。
随着人口老龄化及诊断技术的提高,我国 PCa 的发
病率呈现明显持续增长趋势,并呈逐渐年轻化趋
势[2]。根据我国 2015 年国家癌症登记,PCa 发病率
位居我国男性癌症的第 7 位,PCa 正成为严重影响
我国男性健康的泌尿系恶性肿瘤,多数 PCa 患者确
诊时已是晚期[3-4]。目前药物治疗仍是 PCa 治疗的
主要手段,患者在接受化疗药物 /靶向治疗后,其临
床效果令人失望,大约有半数以上的患者在1 ~ 2 年
内死亡。中药应用于肿瘤的治疗已成为一种趋势,
中药对 PCa的作用也越来越受重视,受到国内外的
广泛关注,日益成为治疗 PCa的重要研究方向[5]。
丫蕊花为百合科丫蕊花属植物丫蕊花的全草,
亦称小飘儿菜、一枝花(广西)、随身丹(四川),别名
峨眉石凤丹。丫蕊花属植物主要有 6 种,包括丫蕊
花、云南丫蕊花、高山丫蕊花、小丫蕊花、甘肃丫蕊花
等。在我国四川、广西东北部以及湖南南部为主要
分布。据《中华本草》记载,丫蕊花以全草入药,能
清热、解毒、散结、利小便,主治瘰疬,小便不利,水
肿[6],在四川等地民间常用于止血。近年研究表
明,甾体皂苷是丫蕊花的主要成分,以往报道对人白
血病细胞 K562,胃癌细胞 BGC-823,食管癌细胞
Eca-109 等具有显著的细胞活性[7-9]。因此,广大学
者越来越重视其药用价值,被广泛应用到抗肿瘤方
面的研究中,但其抗肿瘤作用及其机制仍未阐明。
本课题组从丫蕊花中分离提取得到单体成分丫蕊花
甾体皂苷 YB16[10],属于螺甾烷型甾体皂苷,苷元为
薯蓣皂苷元,目前有关 YB16 对 PCa 作用鲜有报
道,本研究旨在探讨 YB16 对人 PCa 细胞株(PC-
3)的增殖、凋亡的影响,探索 YB16 作为 PCa 治疗
药物的可能性,为丫蕊花抗肿瘤作用提供实验
依据。
1 材料
1. 1 药物 丫蕊花甾体皂苷 YB16[10]由广东食品
药品职业学院实验室制备,丫蕊花药材采自四川峨
眉山,经广东省中药研究所张现涛教授鉴定为百合
科丫蕊花属丫蕊花 Ypsilandra thibetica 的干燥全草,
取 5 kg粉碎,用 95%乙醇浸泡 24 h,渗漉提取,浓缩
得到浸膏。将浸膏用水混悬,再用不同极性溶剂
(石油醚、乙酸乙酯、正丁醇)依次萃取,将萃取到
的正丁醇部位上硅胶柱、反相柱、凝胶柱,分别以
三氯甲烷-甲醇、甲醇-水、甲醇反复进行梯度洗脱
后获得化合物 YB16,相对分子质量为1 013. 5,根
据光谱分析(MS,1H-NMR,13C-NMR)确定该化合
物为薯蓣皂苷元-3-O-α-L-吡喃鼠李糖基(1→2)-
[α-L-吡喃鼠李糖基(1→4)-α-L-吡喃鼠李糖基
(1→4)]-β-D-吡喃葡萄糖苷(YB16),化学结构式
见图 1。临 用 时 二 甲 基 亚 砜 配 制 成 贮 存 液
(10 mmol·L - 1),- 20 ℃保存。实验前用 1640 完
全培养基稀释至所需不同浓度。
图 1 YB16 化学结构式
Fig. 1 Chemical structure of compound YB16
1. 2 细胞 PC-3 细胞,购自中山大学实验动物中
心。培养时采用 5%的胎牛血清培养。
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1. 3 试剂 RMPI 1640 培养基(美国 Gibco 公司,
批号 8115293);胎牛血清(FBS,杭州四季青生物有
限公司,批号 150215);噻唑蓝(MTT,美国 Sigma 公
司,批号 141119);碘化丙啶(PI),核糖核酸酶
(RNase A,上海碧云天研究所,批号均为 C1052);吖
啶橙(AO)染色试剂盒(北京斯百汇生物科技公司,
批号 BH00213);总 RNA提取试剂 Trizol 和逆转录-
PCR(RT-PCR)试剂盒,DNA marker(北京天根生化
科技公司,批号分别为#m1805,#J8221);B 淋巴细
胞瘤-2(Bcl-2),B 细胞淋巴瘤-xl(Bcl-xl),Bcl-2 相
关 X蛋白(Bax),半胱氨酸蛋白酶-3(Caspase-3)引
物(上海生工生物工程公司,批号均为 930331448);
Bcl-2,Bcl-xl,Bax,激 活 型 Caspase-3 (cleaved-
Caspase-3)抗体(美国 Bioworld 公司,批号分别为
CB36131,CL36131,CA36131,CJ3636131);β-肌动蛋
白(β-actin)抗体 (上海碧云天研究所,批号
AF0003);其他所用试剂均为分析纯。
1. 4 仪器 CT14RD 型高速台式冷冻离心机,
MSC1. 2 型超净工作台,Model 311 型 CO2 培养箱
(美国 Thermo Forma公司);Eclipse Ti-FL 型倒置相
差显微镜,Eclipse Ti-FL 型荧光倒置显微镜(日本
Nikon 公 司);Epics-XL 型 流 式 细 胞 仪 (美 国
Beckman公司);Bio-Tek ELX800 型多功能酶标仪,
MyCycler 型 PCR 扩增仪,Mini-PROTEAN 型垂直凝
胶电泳,Mini-PROT EAN 型电转系统(美国 Bio-Rad
公司);AlphaImager Mini 型凝胶成像成像系统(美
国阿尔法公司),DYCP-31DN 型电泳仪及相关仪器
(北京市六一仪器厂)。
2 方法
2. 1 细胞培养 PC-3 细胞贴壁培养于含 5%胎牛
血清,100 kU·L -1青霉素,100 mg·L -1链霉素的
1640 培养基中,在 37 ℃ 5%CO2 培养箱中培养。传
3 ~ 4 代至细胞生长稳定后开始实验。
2. 2 细胞生长抑制检测 取对数生长期的 PC-3 细
胞,以 7 × 103 个 /孔细胞接种于 96 孔培养板,培养
24 h给药。实验组每组加用含 5%胎牛血清的 1640
培养基,参照预实验结果,将 YB16 稀释成不同浓
度,使其终浓度为 0. 125,0. 25,0. 5,1,2,4,8,
16 μmol·L -1,每组设置 3 个复孔,同时设置空白组。
继续培养 24 h。加入 MTT 溶液 20 μL,37 ℃孵育
4 h后,去上清,每孔加入二甲基亚砜(DMSO)150
μL,避光水平振荡 10 min,于酶标仪 490 nm 波长处
读取吸光度 A,取平均值。
细胞存活率 =(A药物组 - A调零孔)/(A空白组 - A调零孔)×100%
2. 3 形态学观察 PC-3 细胞生长到对数生长期
后,调整细胞密度为 4 × 105 个 /mL,铺于 12 孔板,培
养 24 h后,将细胞分成空白组,YB16 组(根据 MTT
法测定出的 YB16 对 PC-3 细胞生长抑制的有效浓
度,确定 YB16 终浓度为 0. 75,1. 5,3 μmol·L -1),分
别加入培养基和相应药物,培养 24 h 后,将细胞置
于倒置显微镜下观察。
2. 4 AO 染色 细胞铺板同 2. 3 项,培养 24 h 后,
加入不同浓度 YB16 干预,每孔加入终质量浓度为
30 mg·L -1的 AO染色液 10 μL,避光染色 10 min,置
于荧光显微镜观察。
2. 5 流式细胞仪检测 PC-3 细胞凋亡 取对数生长
期细胞,接种于 6 孔培养板,7 × 105 个 /孔,分组、药
物处理同 2. 3 项,收集作用 24 h 的 PC-3 细胞,70%
乙醇固定,混匀,4 ℃保存。检测前经磷酸盐缓冲液
(PBS)洗涤后,加入 PI染液 0. 5 mL,37 ℃避光温浴
30 min,及时在流式细胞仪上(激发波长 488 nm)
检测。
2. 6 PC-3 细胞 Bcl-2,Bcl-xl,Bax,Caspase-3 mRNA
检测 实验分组、药物干预同 2. 3 项,收集经 YB16
处理 24 h 的 PC-3 细胞。细胞总 RNA 抽提并逆转
录成 cDNA。按照说明书进行逆转录反应。PCR 扩
增:取 10 μmol·L -1上游引物 1 μL,10 μmol·L -1下
游引物 1 μL,加入 cDNA 2. 5 μL,2 × Taq Mastermix
12. 5 μL,加双蒸 H2O 至 25 μL。引物序列、产物片
段长度和反应条件见表 1。PCR 产物用 1. 5%琼脂
糖凝胶电泳,拍照后用凝胶成像系统进行灰度值的
分析。mRNA 相对表达量以目的基因 /GAPDH
表示。
2. 7 蛋白免疫印迹法(Western blot)检测 Bcl-2,
Bcl-xl,Bax,Cleaved-Caspase-3 蛋白含量 收集细
胞,用细胞裂解液 80 μL冰上裂解 1 h,12 000 × g低
温离心 20 min,收集上清。经 Bio-Rad 法进行蛋白
定量后,10%分离胶和 5%浓缩胶进行 SDS-PAGE
电泳,转膜。5%脱脂奶粉封闭 2 h,一抗(1∶ 1 000)
4 ℃孵育过夜。PBST洗膜 3 次,每次 10 min。以二
抗稀释液(1 ∶ 5 000)温育 2 h 后,PBST 洗涤 3 次。
加入 ECL试剂,显影,定影,扫描记录。
2. 8 统计学处理 采用 SPSS 19. 0 进行统计分析。
计量数据以 珋x ± s 表示,组间两两比较采用 SNK 检
验,多组间比较采用单因素方差分析,P < 0. 05 为差
异有统计学意义。
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表 1 引物序列
Table 1 Primers sequence
引物 序列 退火 循环 /个 长度 /bp
Bcl-2 5-TATTGTGGCTGCACTTGCTC-3 55 ℃,30 s 32 281
5-GGCCTCTCTTGCGGAGTATT-3
Bcl-xl 5-GGAGCTGGTGGTTGACTTTCT-3 56. 5 ℃,30 s 32 379
5-CCGGAAGAGTTCATTCACTAC-3
Bax 5-GGGCTGGACATTGGACTTC-3 57. 5 ℃,30 s 32 246
5-TAGGGTCAGAGGGTCATCAA-3
Caspase-3 5-TTGATGCGTGATGTTTCTA-3 56. 5 ℃,30 s 32 223
5-CAATGCCACAGTCCAGTTC-3
GAPDH 5-GCCACATCGCTCAGACAC-3 - - 610
5-CATCACGCCACAGTTTCC-3
3 结果
3. 1 YB16 对细胞生长抑制的影响 与空白组比
较,0. 5 ~ 16 μmol·L -1YB16 干预细胞 24 h,对 PC-3
均有不同程度的抑制作用(P < 0. 05,P < 0. 01),当
YB16 浓度达到 16 μmol·L -1时,细胞增殖明显下
降,并且有一定的剂量依赖性。数据分析表明,
YB16 对 PC-3 细 胞 的 半 数 抑 制 量 (IC50)为
3. 91 μmol·L -1。依据 MTT 实验结果,以下实验取
0. 75,1. 5,3 μmol·L -13 个浓度。见表 2。
表 2 YB16 对 PC-3 增殖的抑制作用(珋x ± s,n = 3)
Table 2 Effect of YB16 on proliferation of PC-3 cells(珋x ± s,n = 3)
组别 浓度 /μmol·L -1 A490 抑制率 /%
空白 0. 53 ± 0. 16 0
Yb16 0. 125 0. 50 ± 0. 11 5. 43
0. 25 0. 48 ± 0. 09 9. 81
0. 5 0. 46 ± 0. 121) 13. 84
1 0. 44 ± 0. 121) 18. 27
2 0. 37 ± 0. 152) 31. 43
4 0. 25 ± 0. 102) 53. 78
8 0. 19 ± 0. 072) 64. 23
16 0. 13 ± 0. 012) 75. 68
注:与空白组比较1)P < 0. 05,2)P < 0. 01。
3. 2 YB16 对 PC-3 细胞生长的影响 YB16 处理
PC-3 细胞后,随着剂量的增加,细胞凋亡增多。凋
亡细胞体积变小、变形,细胞间连接消失,细胞核固
缩、核碎裂、可见凋亡小体,细胞数目也减少。空白
组 PC-3 细胞形态学无变化。见图 2。
3. 3 YB16 诱导 PC-3 细胞凋亡形态的改变 空白
组 PC-3 细胞经 AO 染色后,细胞被染成绿色,分布
均匀,细胞结构清晰;经 YB16 处理后,随着用药
A.空白组;B. YB16 0. 75 μmol·L -1组;C. YB16 1. 5 μmol·L -1组;D.
YB16 3 μmol·L -1组(图 3 ~ 5 同)
图 2 YB16 对 PC-3 细胞形态学影响(倒置显微镜,× 200)
Fig. 2 Effect of YB16 on cell morphology of PC-3 cells(inverted
microscope,× 200)
浓度的增加,可见细胞膜完整性受损,细胞核染色质
部分浓染,皱缩,变圆;细胞核浓聚,偏位,可见新月
形或颗粒状改变。见图 3。
3. 4 YB16 对 PC-3 细胞凋亡的影响 YB16 对 PC-
3 细胞处理 24 h 后,与空白组比较,YB16(0. 75,
1. 5,3 μmol·L -1)组细胞凋亡率显著升高(P <
0. 01),表明 YB16 促进了 PC-3 细胞的凋亡。与
YB16(0. 75 μmol·L -1)组比较,YB16(1. 5,3 μmol·
L -1)组细胞凋亡率显著上升(P < 0. 05,P < 0. 01)。
见表 3。
3. 5 YB16 对 PC-3 细 胞 Bcl-2,Bcl-xl,Bax,
Caspase-3 mRNA表达的影响 与空白组比较,YB16
(0. 75,1. 5,3 μmol·L -1)处理细胞 24 h 后,各组
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图 3 YB16 对 PC-3 细胞凋亡的影响(AO,× 200)
Fig. 3 Effect of YB16 on apoptosis of PC-3 cells(AO,× 200)
表 3 YB16 对 PC-3 细胞凋亡的影响(珋x ± s,n = 3)
Table 3 Effect of YB16 on PC-3 cells apoptosis rate(珋x ± s,n = 3)
组别 浓度 /μmol·L -1 凋亡率 /%
空白 - 5. 2 ± 1. 35
Yb16 0. 75 15. 9 ± 2. 171)
1. 5 25. 8 ± 2. 811,2)
3 38. 4 ± 1. 911,2)
注:与空白组比较1)P < 0. 01;与 YB16(0. 75 μmol·L -1)组比
较2)P < 0. 01。
Bcl-2,Bcl-xl mRNA 表达下调(P < 0. 01),Bax,
Caspase-3 mRNA基因表达显著上调(P < 0. 01)。与
YB16(0. 75 μmol·L -1)组比较,YB16(3 μmol·L -1)
组 Bcl-2,Bcl-xl 基因表达下降,Bax,Caspase-3 表达
上升(P < 0. 05,P < 0. 01)。见图 4,表 4。
图 4 YB16 对 PC-3 细胞 Bcl-2,Bcl-xl,Bax,Caspase-3 mRNA 表达
电泳
Fig. 4 Effect of YB16 on mRNA expression levels of Bcl-2,Bcl-xl,
Bax,and Caspase-3 in PC-3 cells
3. 6 YB16 对 PC-3 细胞 cleaved-Caspase-3,Bcl-2,
Bcl-xl,Bax 蛋白表达的影响 与空白组比较,YB16
(0. 75,1. 5,3 μmol·L -1)处理 PC-3 细胞 24 h 后,
Bcl-2,Bcl-xl 蛋白表达下降,Bax,cleaved-Caspase-3
蛋白表达上升(P < 0. 01)。与 YB16(0. 75 μmol·
L -1)组比较,YB16(3 μmol·L -1)组 Bcl-2,Bcl-xl 蛋
白表达明显下降(P < 0. 05,P < 0. 01);Bax,cleaved-
Caspase-3 蛋白表达显著上升(P < 0. 01)。见图 5。
表 4 YB16 对 PC-3 细胞 Bcl-2,Bcl-xl,Bax,Caspase-3 mRNA水平的影响(珋x ± s,n = 3)
Table 4 Effect of YB16 on mRNA expression levels of Bcl-2,Bcl-xl,Bax and Caspase-3 in PC-3 cells(珋x ± s,n = 3)
组别 浓度 /μmol·L -1 Bcl-2 /GAPDH Bcl-xl /GAPDH Bax /GAPDH Caspase-3 /GAPDH
空白 - 0. 316 ± 0. 006 0. 618 ± 0. 008 0. 34 ± 0. 005 0. 421 ± 0. 008
YB16 0. 75 0. 269 ± 0. 0071) 0. 564 ± 0. 0061) 0. 396 ± 0. 0071) 0. 585 ± 0. 0071)
1. 5 0. 258 ± 0. 0091) 0. 539 ± 0. 0071,2) 0. 445 ± 0. 0051,3) 0. 593 ± 0. 0081)
3 0. 224 ± 0. 0061,2) 0. 389 ± 0. 0081,3) 0. 502 ± 0. 0081,3) 0. 637 ± 0. 0061,3)
注:与空白组比较1)P < 0. 01;与 YB16(0. 75 μmol·L -1)组比较2)P < 0. 05,3)P < 0. 01(图 5 同)。
图 5 YB16 对 PC-3 细胞 Bcl-2,Bcl-xl,Bax,cleaved-Caspase-3 蛋白水平表达的影响(珋x ± s,n = 3)
Fig. 5 Effect of YB16 on protein expression levels of Bcl-2,Bcl-xl,Bax,and cleaved-Caspase-3 in PC-3 cells(珋x ± s,n = 3)
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4 讨论
癌症是全世界最致命的疾病之一,会导致严重
的健康问题,是人类死亡的第二大主因。PCa 是男
性常见的恶性肿瘤,近年来,由于环境、生活方式等
因素的改变,PCa 的发病率在近年来呈现持续快速
增长趋势,严重威胁男性健康。目前,癌症的治疗方
法多用化疗、放疗等,由于其严重的副作用,对机体
危害极大。从天然药物中提取的抗肿瘤成分能减轻
癌症治疗中的不良反应和毒副作用[11]。由于这类
成分具有疗效突出、不良反应小等特点,在治疗肿瘤
的药物使用中,植物来源的药物使用率越来越
高[12]。我国药用植物种质资源丰富,倘若能将中药
中抗肿瘤有效成分分离出来,明确其抗肿瘤作用及
机制,为癌症的治疗提供新的药物,对于抗肿瘤药物
的研发和肿瘤的治疗意义重大。已有研究表明,中
药成分淫羊藿苷[13],山楂提取物[14],槲皮素[15]等
成分具有良好的抗肿瘤作用。可见,中药活性成分
展示出良好的抗癌前景。
皂苷是苷元为三萜或螺旋甾烷类化合物的一类
糖苷,主要分布于陆地高等植物中,也少量存在于海
星和海参等海洋生物中。苷元为螺旋甾烷类(C-27
甾体化合物)的皂苷称为甾体皂苷,广泛存在于薯
蓣科,百合科和玄参科等。研究表明,甾体皂苷如重
楼皂苷[16],蒺藜甾体皂苷[17],薯蓣皂苷元[18]等具
有抗肿瘤活性。YB16 是从百合科植物丫蕊花中提
取分离的甾体皂苷,极有可能具有抗肿瘤活性,有望
成为抗肿瘤药物。实验采用 MTT 法,被公认为是检
测体外抗肿瘤活性的方法,具有简便快速且观察终
点客观等优点。实验结果表明,YB16 在 0. 125 ~ 16
μmol·L -1,对 PC-3 细胞均有抑制生长作用,其抑制
率与药物浓度均呈明显的依赖关系。观察细胞形
态,可见 YB16 能使 PC-3 细胞出现凋亡形态学改
变,与 MTT法结果相吻合,证实 YB16 可促进 PC-3
细胞凋亡的活性。
促进肿瘤细胞凋亡是目前研究药物抗癌活性的
热点之一,PI 作为是一种对 DNA 染色的细胞核染
色试剂,常用于细胞凋亡检测,不能通过活细胞膜,
但能穿过破损的细胞膜从而产生红色荧光。本实验
用 PI染色检测,空白组细胞凋亡率为 5. 15%,随着
YB16 浓度的增加,细胞的凋亡率明显升高,高剂量
组为 38. 4%,表明 YB16 显著促进了 PC-3 细胞的
凋亡。
Bcl-2 基因家族包括凋亡抑制基因(Bcl-2,Bcl-
xl等)和凋亡促进基因(Bax,Bad等)。Bcl-2 是细胞
凋亡蛋白抑制因子家族中的重要成员,其编码的蛋
白可抑制细胞凋亡,促进细胞存活,抑制 Bcl-2 的表
达,有助于癌症的治疗。Bcl-xl 亦具有抑制细胞凋
亡作用,在肿瘤形成过程中的作用被广泛研究。Bax
属于促凋亡基因,Bax 表达升高能促进细胞凋亡。
Bax /Bcl-2 是细胞发生凋亡的关键因素。Caspase-3
是细胞凋亡过程中最关键的执行分子之一,cleaved-
Caspase-3 常作为细胞凋亡的一个重要参考指标。
因此,cleaved-Caspase-3 被认为是一个具有潜力的
治疗靶点[19]。本实验结果显示 YB16 能下调Bcl-2,
Bcl-xl基因和蛋白的表达,促进 Bax,Caspase-3 基因
和蛋白的表达,可能是 YB16 促进 PCa 发生凋亡,发
挥抗肿瘤作用的重要机制之一。
虽然本实验证实 YB16 对人 PC-3 细胞具有显
著的抑制增殖,促进细胞凋亡作用,为丫蕊花抗 PCa
提供了实验依据,但 YB16 抗肿瘤作用机制仍未明
了,PCa的发生与发展经历一系列复杂的过程,细胞
内信号通路的异常是 PCa 发生发展的重要机制之
一。研究表明,Wnt 信号通路,Notch 信号通路和丝
裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号通路与 PCa 的发
生、浸润、转移等有密切关系[20],这将是本课题组进
一步研究的切入点之一。同时,从丫蕊花中分离、富
集更多的 YB16 成分,开展整体实验,探索其抗 PCa
的疗效和作用机制,还有诸多工作。
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[责任编辑 张丰丰]
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