全 文 :中草焉ChineseTraditionalandHerbalDrugs第39卷第10期2008年10月· 521·
补骨脂素加长波紫外线光化学疗法诱导HL一60、K562
细胞凋亡及对Fas、FasL表达的影响
陈楠楠,向 阳,张励,张德杰,黄世林
(中国人民解放军第210医院中医血液科,辽宁大连i16021)
擒要:目的探讨补骨脂素(PSO)加长波紫外线(PUVA)光化学疗法(UVA)诱导人白血病细胞HL一60、
K562凋亡及对Fas、FasL表达的影响。方法以HL一60、K562细胞为研究对象,以细胞凋亡率、电镜下细胞超微结
构改变以及细胞Fas、FasL在基因、蛋白水平的表达为检测指标,观察PSO加波长为360nm的UVA对人白血病
细胞诱导凋亡的作用以及部分作用途径,并采用多因素方差分析法进行统计学处理。结果PSO、UVA照射及
PUVA均可诱导HL一60、K562细胞发生凋亡,PUVA的作用显著强于前两者。电镜下观察经PUVA处理后的
HL一60、K562细胞超微结构.可见明显的凋亡形态学改变。PS0、uVA照射及PUVA均可上调HL一60、K562细胞
Fas在基因、蛋白水平的表达,下调FasL在基因、蛋白水平的表达,PUVA的作用显著强于前两者。结论PUVA
可诱导白血病细胞HL一60、K562发生凋亡,作用强于PSO及UVA照射。PUVA诱导HL-60、K562细胞凋亡的途
径之一为上调细胞Fas基因表达水平,下调FasL基因表达水平。
关键词:补骨脂素;长波紫外线;HL一60细胞;K562细胞;凋亡;Fas;FasL
中图分类号:R286.91 文献标识码:A 文章编号:0253—2670(2008)10—1521—04
EffectsofPUVAonapoptosisandexpressionofFasandFasLinHL一60andK562cells
CHENNan—nan,XIANGYang,ZHANGLi,ZHANGDe—jie,HUANGShi—lin
(DepartmentofTraditionalChineseMedicinea dHematology。210”HospitalofPLA,Dalian116021,China)
Abstract:ObjectiveToexploreth ffectsofpsoralen(PSO)andlongwaveultravioletA(UVA)
[PSO+UVA(PUVA)]onapoptosisandexpressionofFasandFasLinHL一60andK562leukemiacells.
MethodsTheHL一60andK562cellsweretakenasthestudyobjectsandtheirapoptosisratios,
ultrastructurechang s.andthexpressionofFasandFasLwered tectedinordertoobserveth ffectsof
PSOextractedfromChinesemedicinea dUVAofwavel ngth360amonhumanleukemiacells.The
factorialdesignandanalysisofvariancewereusedtoanalyzethinteractionam gthefactors.Results
PSo,UVA,andPUVAallinducedtheapoptosisandtheffectsofPUVAwerestrongerthanthoseby
theothertwo.AfterHL一60andK562cellshadbeentreatedwithPUVA。theyallshowedobvious
ultrastructurechangaboutapoptosisbservedunderthelectronmicroscope.PSO,UVA。andPU all
increasedth xpressionofFasgeneandproteinandecreasedth xpressionofFasLgeneandprotein,
theffectsofPUVAwerestrongerthanthosebytheothertwo.ConclusionPUVAcouldinducethe
apoptosisfHL一60andK562cellsandtheffectsarethestrongest.OneofthepathwayofPUVAto
induceapoptosisistoupregulatethexpressionofFasgeneandownregulatethatofFasLgene.
Keywords:psoralen(PSO);longwaveultravidtetAl HL一60cells;K562cells;apoptosis;Fas;FasL
补骨脂素(psoralen,PSO)是补益类中药补骨
脂PsoraleacorylifoliaL.种子中的主要成分之一,
属呋哺香豆素类物质。PSO本身具有一定的抗肿瘤
活性[1],且PSO具有光敏性,经长波紫外线
(ultravioletA,UVA)照射后,在化学及生物过程
中发生光致敏性,使原来与DNA间微弱的结合转
变成与DNA双螺旋的链间共价键交联,阻碍DNA
聚合酶沿DNA链的连续性移动,使DNA聚合酶
模板活性丧失,从而抑制了DNA的合成[2]。此外,
PSO可对RNA的合成、细胞酶的活性以及糖、脂肪
代谢产物产生影响。本实验由补骨脂中提取出PS0
以不同质量浓度PSO加波长为360nm,不同照射
时间的UVA光照作用于HL一60、K562细胞,通过
流式细胞仪检测HL一60、K562细胞在补骨脂素加
收稿日期:2008—01—18
基金项目:国家自然科学基金资助项目(30472257)
作者简介:陈楠楠(1976--),女.吉林省长春市人二主治医师,医学博士,研究方向为中西医结合血液病临床与基础研究.
Tel:13387856109E—mail:chnngax@163.corn
万方数据
·1522· 中草菊ChineseTraditionalandHerbalDrugs第39卷第10期2008年10月
长波紫外线光化学疗法(PUVA)后的凋亡情况;
电镜下观察细胞超微结构改变;荧光定量PCR及
流式细胞技术检测Fas、FasL在基因、蛋白水平的
表达情况,以探讨PUVA法对HL一60、K562细胞
诱导凋亡作用及部分作用途径。
l材料与方法
1.1 细胞株:人急性非淋巴细胞白血病一M2型
HL一60细胞、人红白血病K562细胞由大连医科大
学惠赠。
1.2 药品及主要试剂:PSO(质量分数98.5%,质
量浓度10mg/2mL)由大连理工大学及本院共同
由补骨脂中提取和制备。RPMI一1640培养液为
Gibeo产品。小牛血清系杭州四季青生物材料工程公
司产品。Trizol为美国GibeoBRL公司产品。Fas、
FasL基因表达试剂盒购自中山大学达安基因股份有
限公司。鼠抗人Fas(CD95)、FasL(CD95L)单克隆
抗体为美国CALTAG实验室产品。
1.3仪器和设备:流式细胞仪购自美国贝克曼库尔
特公司,GLY一10型光量子血液平衡治疗仪由徐州
华卫医疗设备公司研制,DA7600型荧光定量PCR
仪购自中山大学达安基因股份有限公司。
1.4 细胞培养:HL一60、K562细胞常规培养于含
10%小牛血清的RPMI一1640培养基(含硫酸庆大
霉素0.025U/mL)中,于37℃、5%CO:饱和湿度
培养箱中进行连续培养。
1.5 流式细胞术测定PUVA24h后HL一60、K562
细胞的凋亡情况:取浓度为4.0×105/mL,处于对
数生长期的HL一60、K562细胞5mL,分别加入
PSO0、5、10、20、40弘L,使其在反应体系中的终质
量浓度分别为0、10、20、40、80#g/mL,放入石英比
色皿中,在GLY一10型光量子血液平衡治疗仪(A=
360nm)上以1J/m2辐射量边照射边震荡,照射时
间分别为0、5min。处理后各实验组细胞继续培养
24h后,收集5.0×105细胞,用PBS洗两次,弃上
清,加入100弘L碘化丙啶(PI)染液,避光反应30
min,加入PBS400弘L,上机检测,并用Muhieyele
软件分析得出相应的细胞凋亡百分率。
1.6 透射电镜观察细胞超微结构:收集浓度为
5.0×105/mL,经PUVA(PSO80/ag/mL,UVA5
min)处理24h的HL-60、K562细胞10mL,用
PBS清洗两次,转入2.0mL离心管,2000r/rain离
心3min,弃上清,缓缓加入2.5%戊二醛2mL,4℃
冰箱静置2h以上。磷酸缓冲液冲洗,锇酸固定,水
洗、脱水,浸透、包埋,制定超薄切片,透射电镜观察。
1.7 荧光定量PCR技术检测PUVA4h后HL-
60、K562细胞Fas、FasL基因表达情况:(1)总
RNA提取,采用Trizol一步法提取mRNA,按照试
剂盒说明书操作。(2)eDNA合成,反应体系包括:
5×逆转录buffer4ttL(含M92+4mmol/L),逆转
录酶(200U/t.tL)1弘L,dNTPs(10mmol/L)0.5
ttL,上游引物0.4ttL,下游引物0.4ttL,DEPC水
9.7pL,RNA模板4弘L,总体积20pL;反应条件:
37℃、1h,95℃、3min。(3)将cDNA进行PCR扩
增,反应体系包括:5×定量PCRbuffer10ttL(含
M92+2mmol/L),Taq酶(3U/#L)1弘L,Fas或
FasL上游引物1.0ttL,下游引物1.0ttL,各自的荧
光探针1.0肛L(注:上、下游引物,探针的终浓度均
为10pmol/L),dNTP1弘L,ddH2030ttL,cDNA
模板5gL,总体积50肛L;同时将制备的定量模板按
照2×108、2×107、2×106、2×105、2×104梯度稀释,
加入不同反应管中,在DA7600型荧光PCR仪进
行扩增;反应条件:93℃、2min,93℃、1min,
55℃、1min,共40个循环。(4)反应结束后由计算
机自动计算定量结果,再通过换算得出每微克总
RNA中Fas、FasL的mRNA拷贝数。上、下游引物
及探针序列如下,H—FAS,上游引物:5’一GGG—
CATCTGGACCCTCCTA一37;下游引物:5’一GGC—
ATTAACACTTTTGGACGATAA一37;探针:5’一
FAM—CTCTGGTTCTTACGTCGTTTGCTAGT—
AMRA一3’。H—FASL,上游引物:57一CAGTCCA—
CCCCCTGAAAAA一3’;下游引物:57一CTTGA—
GTTGGACTTGCCTGTTAA一37;探针:57一FAM—
AGGAGCTGAGGAAAGTGGCCCATAMRA一37。
1.8 流式细胞术测定PUVA24h后HL一60、K562
细胞Fas、FasL蛋白表达情况:收集HL一60、K562
细胞1×106个,PBS洗涤1次后弃上清液,加入
FITC—Fas抗体10弘L,避光孵育20min,加500pL
PBS上机检测Fas蛋白表达,以FITC—IgGl做对
照;收集细胞加入IntraprepReagent1 100肛L,轻
轻混匀后室温(18~25℃)孵育15min,加入4mL
PBS,300×g室温下离心5min,加入100/zL
IntraprepReagent2100pL,轻轻混匀后室温孵育
5min,加入PE标记的Fas—L,避光孵育15min,加
入4mLPBS,300Xg室温下离心5min,弃上清
液,重悬细胞于500pLPBS中,上机检测FasL蛋
白表达,以PE—IgGlR做对照。
1.9统计学处理:所有实验结果均来自至少3组平
行或3次重复实验。计量资料以至士s表示,采用多
万方数据
中草1|sChineseTraditionalandHerbalDrugs第39卷第10期2008年10月· 523·
因素方差分析;均用SPSS11.5统计软件进行。
2 结果
2.1 PUVA诱导HL-60、K562细胞凋亡的作用:
应用流式细胞仪检测PUVA24h后HL一60、K562
细胞的凋亡率,结果显示,PSO、UVA照射及
PUVA均可使白血病细胞凋亡率升高,与对照组
(0min,0/19/mL)相比,有统计学意义(P<
0.01);且PUVA的作用要显著强于PS0及UVA
(尸<0.01),结果见表1。
2.2透射电镜下观察PUVA后细胞超微结构的
改变:透射电镜下HL一60、K562细胞出现细胞体积
缩小,胞浆浓缩,胞核体积减小,可裂解成一个或数
个致密体,可见核小体碎裂,核染色质聚集或边集,
部分染色质致密成斑块状或沿核膜收缩成新月体
状,整个细胞可裂解成大小不一凋亡小体,见图1
(HL一60、K562对照细胞为×4000结果,PUVA处
理细胞为×1500~2500结果)。
2.3 荧光定量PCR技术检测PUVA4h后HL一60、
K562细胞Fas、FasL基因表达情况:结果见表2和
3。PSO、UVA、PUVA均可上调Fas基因的表达,下
调FasL基因表达,且PUVA作用更显著。
衰1 PUVA作用24h后HL一60、K562细胞的
凋亡率(;士s。矗一3)
Table1 ApoptosisrateofHL一60andK562cells
treatedwithPUVAfor24h(;士s,n=3)
0
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20
40
80
10.60-}0.31
18.90±0.06。。
25.64+0.23‘。
26.19+1.21‘。
26.94士0.26。’
28.53±0.05‘。AA
29.17+0.38。。△△
2.56+0.04。。△△
33.39-1-0.11‘‘△△
37.72±0.09。’△△
1.18+0.246.51+0.20。。△△
1.41±0.II。。7.99I-0.34’‘AA
1.47+0.05。。9.23+0.39。。△△
1.52+0.12。’11.94+0.50。。△△
2.73+0.04‘’17.84±0.57。’△△
与相应的对照组(Orain,0pg/mL)比较:一P
。‘P<0.01Fscorrespondingcontrolgroup(Orain.0pg/mL)‘
△△P<0.01735correspondingmingroup.followingtablesare
HL-60对照HL-60PUVA后 K562对照 K562PUVA后
图l PUVA后HL-60和K562细胞超微结构的改变
Fig.IUltrastructurechangofHL-60andK562aftert eatedwithPUVA
表2 PUVA作用4h后HL一60、K562细胞FasmRNA的表达(;士s,矗=3)
Table2 ExpressionofFasmRNAinHL一60andK562cellstreatedwithPUVAfor4h(;士,,厅=3)
40 (5.87士o.39)×10‘‘‘(5.15士0.15)X106‘‘△△(8.14土0.59)×105‘。(1.54士0.10)×107。‘△△
80 (1.62土0.36)x105’‘(7.88士0.38)X106。。△△(2.97土O.14)×107。‘(5.98士O.43)×107。‘△△
表3 PUVA作用4h后HL一60、K562细胞FasLmRNA的表达。士$,n=3)
Table3 ExpressionofFasLmRNAinHL,60andK562cellstreatedwithPUVAfor4h(工士s,n=3)
PSO HL一60细胞/(拷贝数:弘g一1) K562细胞/(拷贝数:Pg_1)
p/(pg·mL一1) Omin 5rain 0 rain 5 rain
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·1524· 中草焉ChineseTraditionalandHerbalDrugs第39卷第10期2008年10月
2.4流式细胞术测定PUVA24h后HL一60、K562
细胞Fas、FasL蛋白表达情况:PSO、UVA、PUVA
均可上调Fas蛋白的表达,下调FasL蛋白表达,且
PUVA作用更显著。结果见表4和5。
寰4 PUVA作用24h后HL一60、K562细胞Fas蛋白的
裹达(;士$,一一3)
Table4 ExpressionofFasproteininHL一60andK562cells
treatedwithPUVAfor24h(;士s,万=3)
裹5 PUVA作用24h后HL一60、K562细胞FasL蛋白的
衷达G士s,厅=3)
Table5 ExpressionofFasLproteininHL一60andK562
cellstreatedwithPUVAfor24hG士s,矗一3)
3讨论
PSO具有抗肿瘤、抗白血病的作用,同时又具
有光敏活性[3~7],波长范围在320~360nill的紫外
光照射,可激发PSO的动力效应,从而增强其抗肿
瘤及抗白血病的作用。本实验采用紫外波长为360
nm的GLY一10型光量子血液平衡治疗仪和/或
PSO对实验组进行处理,对细胞凋亡率、电镜下超
微结构改变进行检测、分析,证实PUVA法对人急
性非淋巴细胞白血病一M2型HL-60细胞、人红白血
病K562细胞有明显的诱导凋亡作用,可以说明诱
导白血病细胞凋亡是PUVA法杀伤人类白血病细
胞的途径之一。多因素方差分析结果显示,PUVA
可诱导HL一60、K562白血病细胞发生凋亡,与对照
组(0rain,0pg/mL)相比,不同质量浓度的PSO
与不同照射的UVA对HL一60、K562白血病细胞
株的凋亡率有明显差异,细胞的凋亡率随着PSO质
量浓度的增加,UVA照射时间的延长而增加。
Fas/FasL系统在传统细胞凋亡信号中起着重
要作用[8]。HL一60、K562细胞Fas的表达下降,而
FasL的表达增强,当Fas水平下调至低于Fas/
FasL途径诱导凋亡的阈值时,凋亡受到抑制,而细
胞表面FasL表达使Fas高表达激活T淋巴细胞
发生凋亡,从而导致肿瘤细胞逃避机体免疫系统监
视,在体内无限增殖。荧光定量PCR技术检测结果
显示,PSO、UVA、PUVA均可上调Fas基因的表
达,下调FasL基因表达,且PUVA的作用要显著
强于前两者,经PUVA作用后,HL一60细胞Fas基
因表达拷贝数的数量级由对照组的103上升至106,
K562细胞Fas基因表达拷贝数量级由对照组的
10‘上升至107,HL一60细胞FasL基因表达拷贝数
量级由对照组的107下调至105,K562细胞FasL基
因表达拷贝数量级由对照组的106下调至103。流式
细胞仪检测结果在蛋白质水平上进一步证实上述结
果。PUVA诱导HL一60、K562细胞发生凋亡的作用
途径之一可能是对Fas/FasL系统的调控,通过上
调Fas基因,下调FasL基因而诱导细胞凋亡。
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万方数据
补骨脂素加长波紫外线光化学疗法诱导HL-60、K562细胞凋亡
及对Fas、FasL表达的影响
作者: 陈楠楠, 向阳, 张励, 张德杰, 黄世林, CHEN Nan-nan, XIANG Yang, ZHANG Li,
ZHANG De-jie, HUANG Shi-lin
作者单位: 中国人民解放军第210医院,中医血液科,辽宁,大连,116021
刊名: 中草药
英文刊名: CHINESE TRADITIONAL AND HERBAL DRUGS
年,卷(期): 2008,39(10)
被引用次数: 2次
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3. 鹿庆华.董兆强.齐昕.郝林.蒋卫东.LU Qing-hua.DONG Zhao-qiang.QI Xin.HAO Lin.JIANG Wei-dong 充血性心
力衰竭患者血清基质金属蛋白酶-3浓度的测定及其临床意义[期刊论文]-山东大学学报(医学版)2005,43(9)
4. 于津浦.蒋华蔚.曹水.李慧.安秀梅.付晓达.任秀宝.YU Jin-Pu.JIANG Hua-Wei.CAO Shui.LI Hui.AN Xiu-Mei.
FU Xiao-Da.REN Xiu-Bao CD40L在CD4+CIK诱导Fas抵抗乳腺癌细胞凋亡中的机制研究[期刊论文]-中国免疫学杂志
2009,25(1)
5. 王晓霞.李小峰.王来远.胡学芳.张琳.李雪飞 类风湿关节炎血清基质金属蛋白酶-3水平及其影响因素的探讨[期
刊论文]-中华风湿病学杂志2004,8(1)
6. 董晓蕾.张群燕.蔡辉 基质金属蛋白酶3在类风湿关节炎中的作用[期刊论文]-四川医学2010,31(2)
7. 张玉军.刘淑霞.刘青娟.左连富.刘俊茹.郭建文.吴海江.王晓月.ZHANG Yu-jun.LIU Shu-xia.LIU Qing-juan.
ZUO Lian-fu.LIU Jun-ru.GUO Jian-wen.WU Hai-jiang.WANG Xiao-yue p38/Fas/FasL在戊地昔布诱导食管癌裸鼠
移植瘤细胞凋亡中的调控作用[期刊论文]-中国药理学通报2009,25(8)
8. 胡军.向阳.王桂龙.陈一升.刘义.丁茹虎.HU Jun.XIANG Yang.WANG Gui-long.CHEN Yi-sheng.LIU Yi.DING Ru-
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9. 蒋黎.兰林.李俊刚.王宇明.刘国栋 利用bcl-2抗Fas凋亡特性联合Fas抗体促进人鼠嵌合肝中人肝细胞的增殖[期
刊论文]-重庆医学2009,38(19)
引证文献(2条)
1.陈楠楠.张晨.向阳.黄世林.张德杰 补骨脂素加长波紫外线光化学疗法诱导人白血病细胞凋亡时对线粒体膜电位
的影响[期刊论文]-中草药 2009(2)
2.吴疆.魏巍.袁永兵 补骨脂的化学成分和药理作用研究进展[期刊论文]-药物评价研究 2011(3)
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