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Mechanism of EGCG inhibits KM3 cells growth and inducts cells apoptosis

EGCG抑制KM3细胞生长和促凋亡作用机制研究



全 文 :EGCG抑制 KM3细胞生长和促凋亡作用机制研究
王清,李娟,谷景立,刘俊茹,曾丽金,罗绍凯
(中山大学 附属第一医院 血液科,广东 广州 510080)
[摘要] 目的:寻找新的治疗药物及方法,提高单药或联合用药对复发难治性多发性骨髓瘤(multiplemyeloma,MM)的
治疗效果。方法:应用台盼蓝拒染法检测 EGCG对 KM3细胞生长抑制的影响。应用流式细胞术检测细胞凋亡。应用 SYBR
greenrealtimePCR方法检测P65基因的表达情况。应用Westernbloting技术检测P65蛋白、磷酸化P65蛋白(pP65)、PARP、
及caspase3,8,9蛋白的表达变化。结果:EGCG抑制 KM3细胞生长、促进其凋亡。EGCG可以抑制 P65基因及其蛋白的表
达,并通过激活caspase诱导细胞凋亡。当与Bortezomib联合时有协同作用。结论:EGCG单独作用于KM3细胞可以抑制其生
长并诱导细胞凋亡,与Bortezomib联合时有协同效应。
[关键词] EGCG;Bortezomib;细胞凋亡;多发性骨髓瘤
[收稿日期] 20090615
[基金项目] 广东省自然科学基金项目(8151008901000064)
[通信作者] 李娟,Tel:(020)877557668831,Email:luliyuan@
tomcom
  尽管目前已有新药及支持治疗,但由于原发或者
获得性的耐药,多发性骨髓瘤(multiplemyeloma,
MM)仍然是一种无法治愈的浆细胞的恶性血液系统
肿瘤,因此需要寻找一种新的治疗MM的方法来增加
疗效。近几年来,EGCG[()epigalocatechin3gal
late,又称表没食子儿茶素没食子酸酯]作为一种癌症
化疗保护剂和治疗药物受到广泛的关注,可能是由于
它对细胞生长过程及动物模型体内试验的效果显
著[12]。EGCG调节肿瘤细胞的机制还不是十分清
楚。一些研究表明,EGCG可以抑制 NFκB激活,诱
导癌细胞凋亡[35]。还有些研究表明与抑制 MMP9
的活性[6]、下调COX2和BCL2,激活Caspase3,9引
起凋亡等有关[7]。然而关于EGCG与MM关系的资
料还很少,本研究中,作者检测了EGCG对骨髓瘤细
胞株KM3的凋亡并对其机制进行了研究,并与Borte
zomib联合观察其是否有协同作用。
1 材料
11 细胞株 MM细胞系 KM3由上海第二军医大
学长征医院血液科侯健教授惠赠。
12 试剂 RPMI1640培养基、胎牛血清购自美国
Gibcol公司。EGCG[()Epigalocatechingalate≥
95%],购自美国 Sigma公司。Bortezomib(PS341,
Velcade)购自美国千禧制药公司。Trizol试剂购自美
国Invitrogen公司。AnnexinVFITCandapropidium
iodide(PI)kit购自美国SanDiego公司。逆转录试
剂盒、SYBRRealTime试剂盒购自中国大连 Takara
生物有限公司。NFκBp65,PhosphoNFkappaB
p65,PARP 抗 体,Caspase8,Cleaved Caspase9,
Caspase3,GAPDH抗体购自美国CelSignaling公司。
13 仪器 流式细胞仪为美国BD公司,荧光定量
PCR仪为美国ABM7500。
2 方法
21 细胞培养及药物干预 细胞培养于含 10%
FCS、100U·mL-1青霉素、100μg·mL-1链霉素的
RPMI1640细胞培养液的培养瓶中,置 37℃、5%
CO2、饱和湿度培养箱中培养。隔天换一次液。选
用对数生长期细胞进行试验。细胞和药物在37℃、
5%CO2条件下孵育48h后收获并洗涤,进行相关检
测。EGCG用DMSO配成1000μmol·L-1溶液,分
装保存于-20℃,使用前用无血清培养基稀释为所
需浓度。EGCG根据预实验及参照文献[8]选用
25,50,100μmol·L-13个浓度,0μmol·L-1为对照
组。Bortezomib用生理盐水稀释成100nmol·L-1,
使用前用生理盐水稀释。选用 Bortezomib的 1/2
IC50值20nmol·L
-1与EGCG联合检测其协同效应。
22 台盼蓝拒染法测定药物对细胞生长抑制 制
备单细胞悬液,并作适当稀释(约1×106个/mL)。
取9滴细胞悬液移入小试管中,加1滴04%台盼
蓝溶液,混匀。在3min内,用计数板分别计数活细
胞和死细胞,镜下观察,死细胞被染成淡蓝色,而活
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细胞拒染。根据下式求细胞活力:活细胞率(%)=
活细胞总数/(活细胞总数+死细胞总数)×100%。
23 流式细胞仪检测细胞凋亡(AnnexinⅤ FITC/
PI法) 以每孔约1×106个细胞接种于6孔板,分
别加入实验浓度药物,同时设空白对照组,48h后
收获细胞。PBS洗涤 2次。将细胞重悬于 500μL
的BindingBufer,取100μL细胞置于流式细胞仪专
用试管中。加 2μLAnnexinVFITC混匀后,加入
5μLPropidiumIodide,混匀;避光室温反应 5min。
用流式细胞仪检测(Ex=488nm,Em=530nm)细
胞凋亡的情况。
24 RNA提取及 RTPCR RNA提取按照 Takala
公司试剂盒说明书的步骤进行操作。用紫外分光光
度计测定 RNA纯度,同时进行 RNA定量。在05
μLEppendorf管中加入 OligodTprimer10μL、
dNTPmixture10μL、TotalRNA10μgRnasefree
ddH2O加至100μL。轻轻混匀65℃,5min然后
置于冰上。上述反应液10μL加入5×PrimeScript
Bufer40μL、RnaseInhibitor05μL、PrimeScript
RTase10μL、RnasefreedH2O45μL,最后总体积
为20μL。30℃10min,42℃60min,70℃15min
后终止反应。
25 实时定量 PCR(Realtimepolymerasechainre
action) P65基因引物 sense:5’CAACAACCCCT
TCCAAGTTCC3’;anti:5’TTCACTCGGCAGATCT
TGAGC3’由上海英骏公司合成。产物长度 188
bp,退火温度 60℃。首先建立标准曲线。PCR反
应体系:SYBRPremixExTaq100μL,Rox04μL、
上游特异性引物04μL、下游特异性引物04μL、
cDNA模版20μL、RNaseFreedH2O68μL,最终
反应体系20μL。离心混匀。按以下条件进行 real
timePCR反应:95℃120s,95℃30s,60℃30s,72
℃ 30s。PCR反应 40个循环。18SrRNA作为内
参。所有样本重复3次。应用7500SequenceDetec
tionsoftware分析。用 2△△CT法做相对定量。
26 Westernbloting 取加了适当的细胞裂解液及
蛋白酶抑制剂的细胞,用1mL移液器吹打数十遍,
促进细胞溶解,室温孵育5min,4℃15000×g离心
5min,收集上清液,取少量进行 Bradford法蛋白浓
度测定。取25μg蛋白经 SDSPAGE电泳分离。电
转移至 PVDF膜。PVDF膜经封闭液室温封阻1h,
加入一抗(按抗体说明书做稀释),置于4℃摇床
过夜。用辣根过氧化物酶标记的抗鼠或抗兔二抗
(稀释度1∶2000)检测蛋白表达。GAPDH作为内
参。用成像系统进行光密度扫描,对扫描结果进行
统计学处理。
27 统计学分析 本部分实验数据计量资料用均数
±标准差(珋x±s)描述,组间计量资料采用两独立样本
Student’st检验。多组间计量资料在LSD统计意义
分析后应用单因素方差分析(onewayanalysisofvari
ance,ANOVA)。所有数据用统计学软件 SPSS130
进行分析,P<005为差异具有统计学意义。
3 结果
31 EGCG介导 KM3细胞生长抑制和凋亡 用
25,50,100μmol·L-13个浓度的 EGCG处理 KM3
细胞 48h后,KM3细胞生长均受抑制,并随着
EGCG浓度的增加抑制作用增强。活细胞比例由对
照组(0μmol·L-1)的(100±341)%,逐渐降为
(7727±333)%,(5454±278)%,(4500±
176)%,比较差别有统计学意义(P<001)。各剂
量组之间比较差别均有统计学意义(P<001)。
用流式细胞仪来检测25,50,100μmol·L-13
个EGCG剂量细胞凋亡情况,发现凋亡细胞百分比
随着药物剂量增加而增加。分别为 (121±
12)%,(295±18)%,(334±21)%。各实验
组与对照组(85% ±02%)比较差别有统计学意
义(P<001)。实验组各组之间比较亦有统计学意
义(P<005)。
32 EGCG通过抑制 P65基因和蛋白表达,促进
KM3细胞凋亡 Western结果表明:P65蛋白的表达
随着药物浓度的增加逐渐下降为对照组的 09,
06,05倍(P<005)。pP65蛋白的表达则下降
为对照组的08,05,04倍(P<001)(图1)。
图1 EGCG在KM3细胞中对P65和pP65蛋白
表达的量效影响
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用RealtimePCR方法检测 P65基因的改变。
结果表明,P65基因与对照组相比较降低了
(009887±0000811),(02235±0001941),
(04833±0003271)倍(P<001),且各组之间两
两比较亦有统计学差异(P<001)。
33 EGCG通过激活caspase3,8,9及PARP促进
KM3细胞凋亡 应用特异性的抗体可以识别pro和
activecaspase3and8,对于 caspase9,直接用 ac
tived,相对分子质量为35Kda。EGCG可以直接导致
activecaspase3逐渐增加(P<005),而procaspase3
逐渐减少(P<005)。同样的,activecaspase8,9也
以量效形式增加 (图2)(P值均<005)。
图2 EGCG在KM3细胞中对caspase3,8,9
蛋白表达的影响
另外全长的 PARP(115KDa)经过 EGCG处理
后可以分裂出85Kda的片段且在 EGCG处理后以
量效方式增加(P<005)(图3)。
图3 EGCG在KM3细胞中对PARP蛋白表达的影响
34 Bortezomib和 EGCG联合对 KM3细胞生长及
其凋亡的影响 在细胞增长抑制方面,0,25,50
μmol·L-1组与联合 Bortezomib(20nmol·L-1)组
各自单独比较,活细胞比例由(100±341)%,
(7727±333)%,(5454±278)%下降至(6363
±381)%,(4545±256)%,(318±203)%,差
别均有明显统计学意义(P值均 <001),在联合
Bortezomib(20nmol·L-1)组间比较亦有统计学意
义(P<005)。
EGCG0,25,50μmol·L-13个不同浓度作用
于KM3细胞48h,细胞的凋亡率为(85±02)%,
(121±12)%,(295±18)%,联合Bortezomib48h
后细胞的凋亡率上升到(90±01)%,(25±23)%,
(455±31)%,差别均有显著统计学意义(P<005;
后两者 P<001)。联合 Bortezomib的各组间比较,
亦有统计学意义(P<005)。
在P65基因下降倍数方面,加Bortezomib与单药
EGCG各组比较,3组的下降倍数分别为(002665±
0001301)∶0;(034906±0000252)∶(009887±
0003271);(06889±0000889)∶(02235±0001
941)(P值均<001))。加Bortezomib组之间亦有显
著统计学意义(P<001)。
在P65及 pP65蛋白表达上,加有Bortezomib组
其表达明显降低,且随着药物剂量增加,作用增强
(P均 <005))。casapase3,8,9以及 cleaved
PARP的表达则随着药物剂量的增加而增加(P均
<005),且两组间均有统计学意义(P<005)
(图4,5)。
图4 EGCG联合Bortezomib对细胞NFkB/P65和pP65
蛋白表达的影响
4 讨论
在最近几年来,EGCG由于它的肿瘤化疗保护
特性受到了广泛关注。它的肿瘤抑制特性也有很多
文献报道,主要集中在抑制肿瘤细胞生长和促进其
凋亡[5,910]。细胞凋亡是一种复杂的细胞死亡过
程,受多种因子调控且涉及细胞内多个因子的作用。
是一套完整而有序的过程。研究表明EGCG可通过
多种途径诱导肿瘤细胞凋亡。如作用于单核细胞性
白血病 U937细胞的 EGCG可直接与细胞膜上的死
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图5 EGCG联合Bortezomib对细胞caspase3,8,9
蛋白表达的影响
亡受体 Fas结合,激活 caspase8导致凋亡[11]。
EGCG在人结肠腺癌细胞 HT29中则主要通过线粒
体途径激活 caspase9、caspase3导致细胞凋亡[12]。
Shammas等[13]发现 EGCG可以在量效及时效依赖
方式引起MM细胞(INA6和ARP细胞株)生长阻滞
及后续的凋亡,指出67KdaD的层黏连蛋白受体 1
(LR1)在调节EGCG的活性中起重要作用。本研究
结果表明 EGCG抑制 KM3细胞生长,诱导细胞凋
亡,且随着药物浓度的增加,作用逐渐增强。进一步
对其机制研究发现,EGCG可以抑制 P65基因的表
达,导致P65及磷酸化 P65蛋白的降解,从而抑制
NFκB的转录活性。同时 EGCG可以激活 caspase
8,9,3和 PARP导致后续的一系列细胞凋亡。与
SanjayGupta[14]在 EGCG对人类表皮癌 A431细胞
研究结果相似。本研究首次在多发性骨髓瘤 KM3
细胞里发现EGCG可以抑制P65基因及其蛋白表达
并激活caspase8,9,3诱导瘤细胞凋亡。蛋白酶抑
制剂Bortezomib的出现在多发性骨髓瘤的治疗上是
一个重要的里程碑,它的出现使得 MM的 CR及 PR
率明显提高,然而在一项Ⅱ期临床试验研究中发现,
仅35%复发难治的 MM病人对 Bortezomib有反
应[15]。作者对 EGCG联合 Bortezomib对 KM3细胞
的作用进行了研究。在细胞增长,诱导凋亡方面,发
现联合用药组的作用明显强于单用EGCG组。联合
用药组在抑制P65基因及其 P65,Pp65蛋白方面的
作用亦明显强于 EGCG单药组。同时也做了对
caspase3,8,9及PARP的影响,结果也发现联合
用药组对其激活的作用强于 EGCG单药组,显示
EGCG与 Bortezomib有协同效应。研究结果表明
EGCG单药或联合 Bortezomib可作为治疗 MM的一
种新方法,为临床应用提供了新思路。
[参考文献]
[1] SenT,MouLikS,DutaA,etalMultifunctionalefectofepi
galocatechin3galate(EGCG)indownregulationofgelatinase
A(MMP2)inhumanbreastcancercellineMCF7[J]Life
Sci,2009,84(78):194
[2] NagarajanS,NagarajanR,BraunhutSJ,etalBiocatalyticaly
oligomerizedepicatechinwithpotentandspecificantiproliferative
activityforhumanbreastcancercels[J]Molecules,2008,13
(11):2704
[3] AhmadN,GuptaS,MukhtarHGreenteapolyphenolepigalo
catechin3galatediferentialymodulatesnuclearfactorkappaB
incancercelsversusnormalcels[J]ArchBiochemBiophys,
2000,376(2):338
[4] SurhYJ,ChunKS,ChaH,etalMolecularmechanismsun
derlyingchemopreventiveactivitiesofanti-inflammatoryphyto
chemicals:downregulationofCOX2andiNOSthroughsuppres
sionofNFkappaBactivation[J].MutatRes,2001,480,243
[5] GuptaS,HastakK,AfaqF,etalEssentialroleofcaspasesin
epigalocatechin3galatemediatedinhibitionofnuclearfactor
kappaBandinductionofapoptosis[J]Oncogene,2004,23
(14):2507
[6] 张岚翠,沈生荣,孙世利,等锌离子存在下 EGCG对前列
腺癌细胞生长的影响[J]分子细胞生物学报,2008,41
(6):443
[7]  ChuuCP,ChenRY,KokontisJM,etalSuppressionofan
drogenreceptorsignalingandprostatespecificantigenexpression
by()epigalocatechin3galateindiferentprogressionstagesof
LNCaPprostatecancercels[J]CancerLet,2009,275(1):
86
[8] MasoodAShammas,PaolaNeri,HemantaKoley,etalSpecific
kilingofmultiplemyelomacelsby()epigalocatechin3gal
lateextractedfromgreentea:biologicactivityandtherapeuticim
plications[J]Blood,2006,108(8):2804
[9] NodaC,HeJ,TakanoT,etalInductionofapoptosisbyepigal
locatechin3galateinhumanlymphoblastoidBcels[J]Bio
chemBiophysResCommun,2007,362(4):951
[10] YangGY,LiaoJ,KimK,etalInhibitionofgrowthandinduc
tionofapoptosisinhumancancercellinesbyteapolyphenols
[J]Carcinogenesis,1998,19(4):611
[11] HayakawaS,SaekiK,SazukaM,etal.Apoptosisinductionby
epigalocatechingalateinvolvesitsbindingtoFas[J]Biochem
BiophysResCommun,2001,285(5):l102.
[12] ChenC,ShenG,HebbarV,etalEpigalocatechin3galatein
ducedstresssignalsinHT29humancolonadenocarcinomacels
[J]Carcinogenesis,2003,24(8):l369.
[13] ShammasMA,NeriP,KoleyH,etalSpecifickilingofmulti
62
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Vol.34,Issue 23
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plemyelomacelsby(
!
)epigalocatechin3galateextracted
fromgreentea:biologicactivityandtherapeuticimplications[J]
Blood,2006,108(8):2804
[14] SanjayGupta,KedarHastak,FarukhAfaq,etalEssentialrole
ofcaspasesinepigalocatechin3galatemediatedinhibitionof
nuclearfactorkappaBandinductionofapoptosis[J]Oncogene,
2004,23(14):2507
[15] RichardsonPG,BarlogieB,BerensonJ,etalAphase2study
ofbortezomibinrelapsed,refractorymyeloma[J]NEnglJ
Med,2003,348(26):2609
MechanismofEGCGinhibitsKM3celsgrowthandinductscelsapoptosis
WANGQing,LIJuan,GUJingli,LIUJunru,ZENGLijin,LUOShaokai,
(DepartmentofHematology,TheFirstAfiliatedHospital,SunYatsenUniversity,Guangzhou510080,China)
[Abstract] Objective:Inordertofindnewtreatmenttoenhancetheeficiencyofsingleagentorcombinationdrugsonrelapsed
andrefractoryMMMethod:KM3celsweretreatedwithEGCGaloneoraccombinedwithBortezomib,thenumberofviablecelswas
determinedbytrypanblueexclusionApoptoticcelsweresimultaneouslystainedwithAnnexinVFITCandPIperformedbybivariate
flowcytometryusingaFACScanWeuseSYBRgreenrealtimePCRmethodtoexaminethechangeofgeneP65andwestblotingtoex
aminetheexpressionoftheproteinP65,pP65,caspase3,8,9,andpolyADPribosepolymerase(PARP)Result:EGCGinhibits
thecelgrowthandinducetoapoptosisThemechanismresponsibleforEGCGmediatedinhibitionisviaNFκB/P65andactivationof
caspasemediatedinductionofapoptosis,andthereisasynergisticefectwhencombinedwithBortezomibConclusion:EGCGcanin
hibitsKM3celsgrowthinhibitionandinducetoapoptosis,thereisasynergisticalefectwhencombinatedwithBortezomib
[Keywords]  (-)epigalocatechin3galate;Bortezomib;celapoptosis;multiplemyeloma
[责任编辑 张宁宁]
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