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Effect of vinblastine nanoparticles on antiproliferation in
human glioma cell lines BT325

长春碱纳米粒对神经胶质瘤细胞BT325
生长的抑制作用



全 文 :长春碱纳米粒对神经胶质瘤细胞 BT325
生长的抑制作用
刘玉梅1,2,欧阳五庆1,张自强2,马淑燕1,杨宝平1
(1.西北农林科技大学 动物医学院,陕西 杨凌 712100;
2.河南科技大学 动物科技学院,河南 洛阳 471003)
[摘要] 目的:比较长春碱纳米粒和长春碱水溶液对神经胶质瘤细胞BT325的生长抑制作用。方法:采用乳
化聚合法制备长春碱纳米粒,应用MTT方法检测长春碱纳米粒和长春碱水溶液对神经胶质瘤细胞 BT325的生长
抑制率;通过倒置显微镜、透射电镜和扫描电镜观察长春碱纳米粒和长春碱水溶液对神经胶质瘤细胞 BT325形态
的影响。结果:长春碱浓度为5~5000μg·L-1处理细胞48h后,长春碱纳米粒和长春碱水溶液对神经胶质瘤细
胞BT325的生长抑制率分别为41%,49%,73%,83%和28%,33%,54%,60%(P<005);长春碱水溶液组细胞处
于凋亡早期、凋亡小体正在形成,长春碱纳米粒组细胞处于凋亡中、末期,细胞失去结构完整性。结论:长春碱水溶
液和长春碱纳米粒都具有抑制神经胶质瘤细胞BT325生长的作用,但在相同剂量下,长春碱纳米粒比长春碱水溶
液抑瘤效果显著。
[关键词] 长春碱;纳米粒;神经胶质瘤
[中图分类号]R2855 [文献标识码]A [文章编号]10015302(2008)20236505
[收稿日期] 20080119
[基金项目] 国家科技支撑计划(2006BAD04A11)
[通讯作者] 欧阳五庆,Email:oywq506@sina.com
  长春碱(vinblastine,VLB)是从夹竹桃科植物
长春花中提取出来的一种生物碱,具有天然地抑
制微管蛋白组装的活性,属细胞周期特异性肿瘤
化疗药物[1],主要用于治疗何杰金氏病、绒毛膜上
皮癌、乳腺癌、头颈部癌和子宫颈癌等[23]。除药
理活性外,长春碱也存在严重的毒副作用,它可以
导致骨髓损耗、恶心,也可以引起脱发、腹泻、便
秘、手脚麻木、头痛等[2]。研究表明,长春花生物
碱类药物是耐药蛋白的作用底物,易使肿瘤细胞
产生多药耐药性[1],致使肿瘤细胞内药物浓度过
低,难以维持药效。这些毒副作用严重限制了其
长期反复应用于肿瘤的治疗,因此提高药理活性,
降低使用剂量是缓解长春碱毒副作用的关键。有
资料表明[4],抗肿瘤药物的纳米粒(nanoparticle,
NP)制剂可延长药物半衰期,提高对肿瘤组织的靶
向性,降低毒副作用,逆转肿瘤细胞的多药耐药
性。本研究制备了 VLB聚氰基丙烯酸丁酯(poly
buty1cyanoacrylate,PBCA)纳米粒 (VLBPBCA
NP),并作用于神经胶质瘤细胞 BT325,以期能增
强细胞毒性,降低使用剂量,减少长春碱的毒副
作用。
1 材料
1.1 细胞株
神经胶质瘤细胞 BT325购自北京神经外科研
究所。
1.2 药物与试剂
VLB购自广州环叶制药厂,批号 060403,纯
度>98%。氰基丙烯酸丁酯购自瞬康医用胶有限公
司,批号061103;DMEM(高糖)培养基,GIBCO;胎牛
血清,杭州四季青生物工程材料有限公司;胰蛋白酶
试剂盒,碧云天生物技术研究所。
1.3 仪器
OptimaL-100XP超速离心机(美国贝克曼库
尔特有限公司);H-600型透射电子显微镜(日本
日立);2000HSA型激光粒度分析仪(英国马尔文仪
器有限公司);CKX41倒置显微镜(日本Olympus公
司);MCO-15ACCO2培养箱(日本 Sanyo公司);
UV1102型紫外可见光分光光度计(上海天美科学
仪器有限公司)。
2 方法
2.1 VLBPBCANP的制备
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采用乳化聚合法,在20mL001moL·L-1盐酸
中加入1%右旋糖苷02g(相对分子质量70000),
用磁力搅拌器以600r·min-1的速度搅拌,加入100
mgVLB后缓慢滴加1%(02mL)氰基丙烯酸丁酯,
室温下搅拌8h后,用01moL·L-1NaOH调pH至
60终止反应,同法制备空白纳米粒。10μm滤膜
过滤后使用。
2.2 VLBPBCANP的质量评价
2.2.1 VLBPBCANP的粒度分析 取少量 VLB
PBCANP滴于覆有支持膜的铜网上,静置 10min
后,再滴加质量分数为3%的磷钨酸溶液于铜网上
负染 5min,自然挥干,透射电子显微镜拍照。将
VLBPBCANP用蒸馏水稀释一定倍数,用激光粒度
测定仪测其粒径。
2.2.2 VLBPBCANP的包封率和载药量测定 
VLBPBCANP低温超速离心(4℃,5万 r·min-1,
150min)后,取上清液用紫外分光光度计在 2145
nm波长处测定吸光度,根据标准曲线计算药物含
量。总药量为 W1,上清液中 VLB含量为 W2,单体
BCA加入量为WBCA,按下式计算包封率和载药量:
包封率(%)=[(W1-W2)/W1]×100%
载药量(%)=[(W1-W2)/WBCA]×100%
2.3 VLBPBCANP的抗肿瘤活性研究
2.3.1 细胞培养 神经胶质瘤细胞株 BT325用含
20%胎牛血清的 DMEM培养基在37℃,5%CO2条
件下常规培养。当细胞长到70% ~80%融合时,用
025%胰蛋白酶1∶2消化传代。
2.3.2 VLBPBCANP对BT325胶质瘤细胞增殖活
力的影响 选择对数生长期的 BT325胶质瘤细胞,
025%胰酶消化后,用含 20%胎牛血清的 DMEM
培养液调整细胞密度为1×105个/mL,接种于96孔
板(每孔200μL)。于37℃,5%CO2条件下培养24
h后弃去培养液,分别更换为含不同质量浓度(05,
5,50,500,5000μg·L-1)的 VLB生理盐水溶液和
VLB载药纳米粒溶液的培养基。同时设调零孔(加
入200μL完全培养基,不含细胞)和空白对照孔
(加入200μL完全培养基)以及空白纳米粒组(与
5000μg·L-1的载药纳米粒稀释相同的倍数),每
组浓度设3个复孔。48h后更换为无血清培养基,
每孔加新配制的5g·L-1噻唑蓝(MTT)液 20μL,
继续培养4h后,弃去孔中上清液,每孔加入DMSO
150μL溶解甲沉淀,紫色结晶充分溶解后,在酶
标仪上测定490nm波长下的吸光值。
2.3.3 VLBPBCANP对BT325胶质瘤细胞超微结
构的影响 将处于对数生长期的神经胶质瘤细胞
BT325接种到50mL细胞培养瓶中,当细胞的融合
度达到70%~80%时,分别以500μg·L-1的 VLB
水溶液和 VLBPBCANP作用于神经胶质瘤细胞
BT325,48h后用025%的胰酶消化液消化细胞,离
心弃上清夜,再加 PBS洗涤细胞2次后,缓慢滴加
体积分数为25%戊二醛固定细胞,使得细胞团凝
固后,进行锇酸后固定,脱水,Epon812环氧树脂包
埋,制作超薄切片,进行透射电镜观察,照相。
2.3.4 VLBPBCANP对BT325胶质瘤细胞表面结
构的影响 各组细胞接种到含有盖玻片的6孔培养
板中,当细胞在盖玻片上长满70% ~80%时,分别
以500μg·L-1的 VLB水溶液和 VLBPBCANP作
用于神经胶质瘤细胞BT32548h后,用PBS洗涤细
胞2次,按常规方法用体积分数为25%戊二醛固
定24h,乙醇梯度脱水,醋酸异戊脂置换,CO2超临
界点干燥,喷金后,进行扫描电镜观察,照相。
2.4 统计学处理
数据均用 珋x±s表示,采用统计软件 SPSS130
进行方差分析,P<005表示差异有显著性意义。
3 结果
3.1 VLBPBCANP的形态与粒径
VLBPBCANP形态粒径均匀,分散性好。粒度
分析可知,其平均粒径为744nm,其中约80%粒子
的粒径在60~100nm,0%的粒径小于50nm,7%粒
子的粒径大于100nm,粒径分布较窄。见图1。
图1 VLBPBCANP的透射电镜照片(×10万)
3.2 VLBPBCANP的包封率和载药量
经计算 VLBPBCANP的包封率为7847%、载
药量为 3924%。
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3.3 VLBPBCANP的抗肿瘤活性
3.3.1 VLBPBCANP对神经胶质瘤细胞BT325增
殖活力的影响 空白纳米粒组的细胞增殖活力
0799±0012,与正常神经胶质瘤细胞 BT325增殖
活力0820±0030相比差异不显著。不同质量浓
度的VLBPBCANP和VLB作用于神经胶质瘤细胞
BT32548h后,细胞生长抑制率分别为21%,41%,
49%,73%,83%和 17%,28%,33%,54%,60%。
当VLB在 5~5000μg·L-1时,差异显著(P<
005)。结果提示 VLBPBCANP抑制神经胶质瘤
细胞BT325增殖效果显著高于VLB水溶液组。
3.3.2 VLBPBCANP对神经胶质瘤细胞BT325形
态结构的影响 正常神经胶质瘤细胞 BT325呈梭
形,核形态饱满,核质着色浅,密度均匀一致,两端突
起明显,呈典型成纤维样细胞形态,细胞之间界限清
晰,折光率高,活力旺盛。VLB水溶液处理后,部分
细胞皱缩为圆形、折光率减弱。VLBPBCANP组细
胞数量明显减少,细胞间距变大,贴壁能力下降,多
数脱落漂浮于培养液中,大多数细胞皱缩变圆,两端
突起消失,为典型的凋亡细胞形态。见图2。
A.正常组;B.VLB水溶液组;C.VLBPBCANP组;箭头代表凋亡细胞
图2 VLBPBCANP对神经胶质瘤细胞BT325形态的影响(×400)
3.3.3 VLBPBCANP对神经胶质瘤细胞 BT325
超微结构的影响 正常神经胶质瘤细胞 BT325
结构清晰完整,细胞核较大,核内染色质分布均
匀,微绒毛排列密集。VLB水溶液处理组细胞染
色质边集,细胞内出现大量空泡,微绒毛消失,细
胞形态基本完整。VLBPBCANP处理组细胞形
态不完整,微绒毛消失,有凋亡小体形成。见
图3。
A.正常组(×4000);B.VLB水溶液组(×7500);C.VLBPBCANP组(×6000);箭头代表凋亡小体
图3 VLBPBCANP对神经胶质瘤细胞BT325超微结构的影响
3.3.4 VLBPBCANP对神经胶质瘤细胞BT325表
面结构的影响 正常神经胶质瘤细胞 BT325呈长
梭形和多角形,细胞扁平且贴壁紧密,细胞膜均匀完
整。VLB水溶液处理组细胞表面形态基本完整,细
胞边缘部分的胞膜有少量皱缩和突起,凋亡小体正
在形成。VLBPBCANP处理组细胞表面形态不完
整,细胞皱缩肿胀,与邻近细胞脱离,细胞膜大面积
受损,部分区域细胞膜出现穿孔破裂,部分凋亡小体
已脱离细胞。见图4。
4 讨论
纳米载体粒子直径10~1000nm,药物可包埋
或溶解在纳米粒子的内部,也可吸附或偶合在其表
面[5],与传统的微粒载药系统相比,其对肿瘤组织
的靶向性更强。本研究选用 PBCA为载体,右旋糖
苷为稳定剂,采用乳化聚合法制备的长春碱纳米粒
具有较理想的载药量和包封率,性质稳定,且制备方
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A.正常组(×1000);B.VLB水溶液组(×3000);C.VLBPBCANP组(×3000);箭头代表凋亡小体
图4 VLBPBCANP对神经胶质瘤细胞BT325表面结构的影响
法简单,适用于工业化生产。此外,PBCA降解产物
为水溶性的聚氰基丙烯酸,对人体组织基本无毒性,
MTT试验结果进一步证实,空白载体组与正常组细
胞的增殖活力无明显差异,且本试验在制备过程中
不选用有机溶剂,不存在有机溶剂残留问题。
VLBPBCANP作用于神经胶质瘤细胞 BT325
48h后,细胞生长抑制率明显高于 VLB水溶液组。
当VLB在5~5000μg·L-1时,差异显著,且随剂
量增大抑制率增大。通过倒置显微镜、透射电镜和
扫描电镜观察可知,在同一浓度作用下,VLB水溶
液处理组大部分神经胶质瘤细胞 BT325处于凋亡
早期,凋亡小体正在形成;VLBPBCANP处理组神
经胶质瘤细胞BT325已经出现凋亡晚期特征,失去
结构完整性,包裹胞质、细胞器及核碎片的凋亡小体
在细胞基部断裂并脱落。经过 MTT试验和形态学
观察表明,VLBPBCANP对神经胶质瘤细胞 BT
325的生长抑制作用显著优于同一浓度的VLB水溶
液组,其机制可能在以下2个方面。一方面,NP粒
径小,分布均匀、比表面积大、吸附能力强,且对肿瘤
细胞具有亲和力,同时由于纳米粒的粒径非常小,很
容易被癌细胞通过胞饮或吞噬所摄取,甚至可直接
进入癌细胞内发挥药效[6]。VLB在NP载体的协助
下跨过细胞膜,并在肿瘤细胞内富集,提高了其抗肿
瘤活性。另一方面,以往研究证实,NP载药系统是
逆转肿瘤细胞多药耐药性(multidrugresistance,
MDR)的最有效策略之一[7]。将阿霉素包裹在聚氰
基丙烯酸烷基酯中可抑制 P388耐药细胞产生
MDR[8];包裹在脂质纳米囊中的表鬼臼毒素增强了
对C6和 F98神经胶质瘤细胞的敏感性,抑制了耐
药蛋白(Pgp)的表达[9];此外,阿霉素和环孢素 A
共同包裹于聚氰基丙烯酸烷基酯纳米粒中可提高环
孢素A逆转MDR的活性[10]。本实验选用的神经胶
质瘤细胞 BT325,相关资料表明[11],此神经胶质瘤
细胞 BT325Pgp表达量高,已明确扩增出 MDR基
因。VLBPBCANP可能通过躲避神经胶质瘤细胞
BT325膜上的耐药蛋白而使细胞内药物浓度升高,
药效增强。详细机制还有待进一步研究。
[参考文献]
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Efectofvinblastinenanoparticlesonantiproliferationin
humangliomacellinesBT325
LIUYumei1,2,OUYANGWuqing1,ZHANGZiqiang2,MAShuyan1,YANGBaoping1
(1.ColegeofVeterinaryMedicine,NorthwestAgricultureandForestryUniversity,Yangling712100,China;
2.ColegeofAnimalScienceandTechnology,HenanUniversityofScienceandTechnology,Luoyang471003,China)
[Abstract] Objective:Tocompareantiproliferationefectsofvinblastinenanopraticlesandvinblastinewatersolutioninhuman
gliomacellinesBT325.Method:Vinblastinenanoparticleswerepreparedbyemulsionpolymerizationprocessandusingdextranasa
stabilizingagent.Itwascharacterizedbymeansofmorphology,size,drugentrapmenteficiencyandloadingeficiency.Humanglioma
cellinesBT325weretreatedwithdiferentconcentrationsofvinblastinenanoparticlesandvinblastinewatersolutionfor48h,Antipro
liferationefectwasmeasuredbyMTTmethod.Morphologicalchangeswereobservedbyinvertedmicroscope,transmissionelectronmi
croscopeandscanningelectronmicroscope.Result:MeandiameterofVLBPBCANPwasabout744nm,anddrugentrapmentefi
ciencyandloadingeficiencywas7847% and3924%,respectively.Celgrowthinhibitionrateofvinblastinenanoparticlesgroup
andvinblastinewatersolutiongroupinaconcentrationrange(55000g·L-1)for48hwas41%,49%,73%,83% and28%,
33%,54%,60% respectively.EntrapmentofVLBinNPSmaydistinctlydegradeabsorbencyascomparedtofreedrugs.Gliomacel
BT325whichtreatedwithVLBwatersolutionwereinitialstageofapoptosis,andapoptosisbodywereforming.ButVLBNPStreated
BT325celswereintermediateorendstage,andmissedstructureintegrality.Conclusion:VLBPBCANPandVLBwatersolution
couldinhibitthegrowthofhumangliomacellinesBT325,andVLBnanoparticleshavestrongerinhibitionefectcomparedwithVLB
watersolutioninthesamedose.PBCAmaybeefectiveaspromisingcarierforthetransportofvinblastineintothegliomacels.
[Keywords] vinblastine;nanoparticle;glioma
[责任编辑 古云侠]
[收稿日期] 20080320
[通讯作者] 武洁,Tel:(025)85608675,Email:wujie613@hotmail.com
HPLCMS/MS测定大鼠血浆中的芍药苷及
其药动学研究
武 洁,姚 楠,王大为
(江苏省中医药研究院,江苏 南京 210028)
[摘要] 目的:建立HPLCMS/MS分析方法测定大鼠血浆中的芍药苷含量,并用于研究当归对赤芍主要有效
成分芍药苷的药动学影响。方法:质谱检测方式:多反应离子监测,选择监测的离子为m/z450~m/z327(芍药苷)
和m/z388~m/z225(栀子苷)。大鼠分别灌胃赤芍煎液和赤芍及当归煎液,芍药苷剂量均为29478mg·kg-1。
HPLCMS/MS法测定芍药苷的血药浓度,并计算芍药苷药动学参数。结果:单独服用赤芍煎液时芍药苷的主要药
动学参数分别为Cmax(155±053)mg·L
-1,Tmax(09±03)h,t1/2(151±063)h,MRT(308±074)h,AUC0→τ
(468±085)mg·h-1·L-1。同时服用当归煎液和赤芍煎液时芍药苷的 Cmax,Tmax,t1/2,MRT,AUC0→τ分别为
(093±042)mg·L-1,(15±08)h,(308±179)h,(519±195)h,(336±056)mg·h-1·L-1。两组药
动学参数中,MRT,Cmax和AUC0→τ具有显著性差异(P<005)。结论:当归能显著影响赤芍主要有效成分芍药苷的
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