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旋覆花素体外抗肿瘤作用研究



全 文 :量对照组(0. 018 g /kg)更明显,说明托吡酯对学习记忆能力损
害可能与剂量相关。本研究显示低剂量(20 mg /kg)的托吡酯
对大鼠认知功能影响不显著,中高剂量(40 mg /kg、80 mg /kg)
的托吡酯降低了大鼠认知功能。
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(收稿日期:2011 - 03 - 11)
doi:10. 3969 / j. issn. 1002 -7386. 2011. 13. 006 ·论著·
旋覆花素体外抗肿瘤作用研究
魏海青 李军霞 王永利
作者单位:050017 石家庄市,石家庄医学高等专科学校(魏海
青) ;河北医科大学药理教研室(李军霞、王永利)
【摘要】 目的 探讨旋覆花素对小鼠肝癌 H22 细胞株、小鼠肉瘤 S180 细胞株、人肺腺癌 A549 细胞
株、人卵巢癌 SK-OV3 细胞株及人宫颈癌 Hela细胞株的生长抑制作用并将同一浓度对以上 5 种肿瘤细胞
的生长抑制作用进行对比,了解其对以上 5 种肿瘤细胞的生长抑制作用特点。方法 (1)用 MTT 比色法
测定旋覆花素对肿瘤细胞的生长抑制作用,并计算半数抑制浓度 IC50;(2)倒置显微镜下及激光共聚焦显
微镜下观察旋覆花素对以上 5 种肿瘤细胞形态的影响。结果 旋覆花素对肿瘤细胞的生长有抑制作用且
有一定的选择性,对 Hela细胞的抑制作用均较低,旋覆花素对 H22、S180、A549 及 SK-OV3 4 种肿瘤细胞的
生长抑制作用更明显,倒置显微镜下及激光共聚焦显微镜下可看到明显的形态学变化。结论 旋覆花素
具有抗肿瘤作用,并有细胞株选择性。
【关键词】 旋覆花素;MTT比色法;抗肿瘤药,植物
【中图分类号】 R 286. 91 【文献标识码】 A 【文章编号】 1002 - 7386(2011)13 - 1938 - 03
Study on the anti - tumor effect of inulicin in vitro WEI Haiqing* ,LI Junxia,WANG Yongli. * Department of
Pharmacology,Shijiazhuang Medical College,Shijiazhuang 050017,China
【Abstract】 Objective To compare the inhibitory effects of inulicin on the cell growth of mouse hepatoma
cell line(H22) ,mouse sarcoma cell line(S180) ,human lung adenocarcinoma cell line(A549) ,human ovarian
cancer cell line(SK-OV3)and human cervical cancer cell line (Hela). Methods MTT method was used to
detect the inhibitory effects of inulicin on the cell growth of the 5 cell lines mentioned above,and the IC50 was
calculated. The effects of inulicin on morphology of the 5 cell lines were observed by using laser scanning confocal
microscope and inverted microscope. Results Inulicin inhibited the cell growth of the 5 cell lines in vitro,but the
inhibitory effects of inulicin on S180,SK-OV3,H22 and A549 were more obvious than those on Hela cell,with
obvious morphological changes being showed by laser scanning confocal microscope and inverted microscope.
Conclusion The inulicinhas anti-tumor effect and the effect is selective for different cell lines.
【Key words】 inulicin;MTT;anti-tumor effects
肿瘤是一类常见病、多发病,已成为危害人类健康最严重
的疾病之一。化学治疗是治疗癌症的主要手段,但化疗药物在
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对肿瘤细胞发挥细胞毒作用的同时,会引起一系列的不良反
应,如骨髓抑制、消化道反应等。因而,近年从天然药物中寻找
高效低毒的抗肿瘤药物成为研究热点[1,2],菊科旋覆花属植物
欧亚旋覆花素是一种传统中草药,具有抗炎,抗肝炎、抗肝损伤
等作用[3,4],本实验研究旋覆花素对小鼠肝癌 H22 细胞株、小
鼠肉瘤 S180 细胞株、人肺腺癌 A549 细胞株、人卵巢癌 SK-OV3
细胞株及人宫颈癌 Hela 细胞株的生长抑制作用,并将同一浓
度对以上 5 种肿瘤细胞的生长抑制作用进行对比,了解其对以
上 5 种肿瘤细胞的生长抑制作用特点。
1 材料与方法
1. 1 材料 细胞株:小鼠肝癌 H22 细胞、小鼠肉瘤 S180、人肺
腺癌 A549 细胞、人卵巢癌 SK-OV3 细胞、人宫颈癌细胞株 Hela
细胞。河北医科大学药理教研室传代保存。
1. 2 药品与试剂 RPMI-1640 培养基和小牛血清购自美国
GIBCO 公司;青霉素、链霉素购自华北制药厂;顺铂注射液
(DDP)购自南京制药厂;二甲基亚砜(DMSO)、MTT、丫啶橙、溴
化乙锭购自美国 Sigma 公司。旋覆花素由河北医科大学药理
教研室药学院自制。
1. 3 主要仪器 VD-1320 型洁净工作台产自哈尔滨市东联电
子技术发展有限公司;CO2 培养箱产自日本 Sanyo 公司;
Floustar多功能分析仪产自德国 BMG公司;平板离心机产自德
国 eppendorf公司;XDS-1B 型倒置生物显微镜产自重庆光电仪
器有限公司;激光共聚焦显微镜产自德国 Leica等。
1. 4 方法
1. 4. 1 细胞培养及实验分组:取对数生长期的 H22、S180、
A549、SK-OV3、Hela细胞,调整细胞浓度为 1 × 105 个 /ml 的细
胞悬液。将细胞悬液种植于 96 孔培养板中,每孔 100 μl,按分
组方法加入相应的药物,置 5% CO2、37℃培养箱内培养 72 h,
每孔加入 MTT溶液 20 μl(5 mg /ml) ,继续培养 4 h,离心,弃去
各孔上清,每孔加入二甲基亚砜 150 μl,振荡 10 min 使其溶解
后,测定样品吸光度值,并计算半数抑制浓度 IC50。实验分为
阴性对照组、药物组、阳性对照组(顺铂)。
1. 4. 2 倒置显微镜下观察旋覆花素对以上 5 种肿瘤细胞形态
的影响:取对数生长期的细胞,培养方法和实验分组同上,给药
72 h后观察各组细胞形态学变化。
1. 4. 3 在激光共聚焦显微镜下观察旋覆花素对以上 5 种肿瘤
细胞形态的影响:取对数生长期的细胞,培养方法和实验分组
同上,给药 72 h后取出细胞悬液滴于载玻片上,滴加丫啶橙 /溴
化乙锭染色,置共聚焦显微镜下观察。活细胞核染色质着绿色
并呈正常结构;早期凋亡细胞核染色质着绿色呈固缩状或圆珠
状;死亡细胞核染色质着橘红色并呈正常结构;晚期凋亡细胞
核染色质为橘红色并呈固缩状或圆珠状。
1. 5 统计学分析 应用 Origin 17. 0 统计软件,计量资料以
珋x ± s表示,组间比较采用 t检验,量效曲线拟合选用 Hill 法,P
< 0. 05 为差异有统计学意义。
2 结果
2. 1 对细胞的抑制的作用 对小鼠肝癌 H22 细胞株、小鼠肉
瘤 S180 细胞株、人肺腺癌 A549 细胞株、人卵巢癌 SK-OV3 细胞
株及人宫颈癌 Hela 细胞株的生长抑制作用以及对比顺铂
(1 000 μg /ml)对 H22 细胞、S180 细胞、A549 细胞、SK-OV3 和
Hela细胞的抑制率为(91. 9 ± 2. 9)%、(84. 6 ± 5. 0)%、(79. 8
± 4. 5)%、(80. 4 ± 3. 8)%和(8. 0 ± 2. 2)%。旋覆花素对肿瘤
细胞的生长抑制作用有一定的选择性,旋覆花素对 H22、S180、
A549 及 SK-OV3 4 种肿瘤细胞的生长抑制作用均较明显,而对
Hela细胞的抑制作用均较低,在 1 000 μg /ml剂量时,旋覆花素
对 H22 细胞株、S180 细胞株、A549 细胞株、K-OV3 细胞株及
Hela细胞株的抑制率分别为 92. 39%,88. 90%,89. 51%,67.
50%,12. 36%。与顺铂阳性对照组相比,除 Hela 细胞外,对其
他 4 种细胞的抑制作用与阳性对照组的抑制率相差不多,显示
出明显的抑制作用,而且对这四种细胞的生长抑制作用随剂量
的增加而增高。见表 1、2,图 1。
表 1 旋覆花素对 H22、S180、A549 细胞的抑制作用
n =9,%,珋x ± s
浓度(μg /ml) H22 抑制率 S180 抑制率 A549 抑制率
31. 25 11. 5 ± 6. 0 5. 1 ± 2. 0 13. 5 ± 1. 5
62. 5 34. 4 ± 5. 5 8. 4 ± 3. 7 25. 9 ± 4. 9
125 70. 1 ± 3. 3 12. 0 ± 4. 9 56. 8 ± 3. 4
250 80. 3 ± 5. 5 46. 4 ± 4. 1 72. 3 ± 3. 3
500 86. 0 ± 4. 0 84. 7 ± 2. 2 88. 0 ± 5. 3
1 000 92. 4 ± 3. 9 88. 9 ± 4. 8 89. 5 ± 3. 9
注:H22 细胞的 IC50 为(76 ± 4)μg /ml;S180 细胞 IC50 为(244 ± 24)μg /ml;
A549 细胞 IC50 为(102 ± 9)μg /ml
表 2 旋覆花素对 SK-OV3、Hela细胞的抑制作用
n = 9,%,珋x ± s
浓度(μg /ml) SK-OV3 抑制率 Hela 抑制率
31. 25 3. 8 ± 2. 8 1. 5 ± 1. 3
62. 5 6. 7 ± 4. 8 3. 9 ± 1. 5
125 18. 2 ± 4. 6 14. 1 ± 0. 7
250 52. 3 ± 4. 0 17. 6 ± 1. 6
500 65. 6 ± 4. 4 13. 9 ± 0. 8
1 000 67. 5 ± 5. 9 12. 4 ± 1. 1
注:SK-OV3 细胞 的 IC50 为(171 ± 11)μg /ml;Hela 细胞 IC50 不确定
图 1 不同浓度旋覆花素对H22、S180、A-549、SK-OV3 和Hela细胞的抑
制作用
2. 2 细胞形态
2. 2. 1 倒置显微镜下观察:阴性对照组 H22 细胞形态较圆,细
胞膜比较完整光滑,旋覆花素组的细胞形态较为不规则,膜表
面不平整,出现皱缩,胞浆内容物外泄,随着含药浓度的增加,
圆形细胞密度数目不断减少,不规则及碎裂的细胞数目不断增
加,细胞生长总体密度明显下降;阴性对照组的 S180 细胞状态
良好,旋覆花素组的细胞均可见形态的变化,出现部分细胞脱
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图 2 激光扫描共聚焦显微镜下细胞形态变化
落,漂浮于培养液中,也有部分细胞体积增大、肿胀、破裂,呈坏
死状;阴性对照组的 A549 细胞形态良好呈梭形,细胞膜完整,
旋覆花素组可见随着浓度的增加,细胞皱缩,形状不规则,数目
减少,有些细胞变小、变圆,有些细胞变大、到高浓度时可见较
多的死亡细胞,特别是 1 000 μg /ml 浓度时,作用 A549 细胞
72 h后,可见更多的死亡细胞;阴性对照组的 SK-OV3 细胞形态
良好,旋覆花素组可见随时间推移出现细胞皱缩,细胞数目随
浓度增加明显较少,培养液中可见坏死状细胞明显增多;阴性
对照组的 Hela细胞生长良好,细胞伸展,呈不规则多角形。旋
覆花素组细胞数目无明显减少,随着时间的推移,细胞皱缩不
明显,培养液中有少许漂浮的呈桑叶状细胞,随浓度增高时上
述改变也不明显。
2. 2. 2 激光扫描共聚焦显微镜下观察:阴性对照组 H22 细胞
结构清晰,胞浆较丰富,呈均匀的橘黄色或橘红色荧光,胞核呈
黄色或黄绿色均匀荧光,旋覆花素组的细胞核致密浓染或呈黄
绿色碎片状,也可见到荧光染色减弱或消失的坏死细胞形态;
阴性对照组 S180 细胞荧光染色均匀,未见荧光染色减弱或消
失的坏死细胞形态,旋覆花素组可见细胞核固缩、碎裂、染色质
边集并出现凋亡细胞;阴性对照组 A549 细胞荧光染色较浅且
较均匀,未见凋亡细胞。给药组可以看到细胞出现凋亡现象,
凋亡细胞的细胞核固缩,染色质凝集或核片段形成凋亡小体;
阴性对照组 SK-OV3 细胞着色均匀,细胞结构清晰,旋覆花素组
可见细胞核浓染或片状,可见染色减弱的坏死细胞形态;阴性
对照组 Hela细胞结构无明显变化。
3 讨论
细胞活力大多通过检测两个特征参数来反映,即细胞代谢
活力和细胞膜的完整性。代谢旺盛的细胞可以将四唑蓝如
MTT等代谢为紫色 /深棕色产物,用代谢产物的光密度值可以
定量反映细胞的代谢活力[5]。本试验通过 MTT法检测细胞的
存活和生长,并计算药物的 IC50 值,通过 IC50 值的大小来制定
药物作用的强弱和特异性,结果表明,旋覆花素在体外具有一
定的抗肿瘤作用且有一定的选择性,对人宫颈癌 Hela 细胞株
的生长抑制作用较差,对小鼠肝癌 H22 细胞株、小鼠肉瘤 S180
细胞株、人肺腺癌 A549 细胞株、人卵巢癌 SK-OV3 细胞株作用
强,而且,旋覆花素对这四种细胞的生长抑制作用随剂量的增
加而增高,有剂量依赖关系。凋亡和坏死是药物引起肿瘤细胞
死亡的两种主要方式[6,7],旋覆花素对细胞的生长抑制作用是
否也是通过诱导凋亡和引起细胞死亡实现的。本试验中,我们
在倒置显微镜下及激光共聚焦显微镜下看到旋覆花素可引起
肿瘤细胞死亡,和旋覆花素对肿瘤细胞的抑制率结果一致,镜
下结果显示,H22 细胞、S180 细胞、A549 细胞和 SK-OV3 细胞经
旋覆花素作用后出现明显的细胞死亡,但 Hela 细胞死亡较少。
进一步从激光共聚焦的结果可以看到,旋覆花素对肿瘤细胞的
生长抑制作用与其诱导凋亡和引起坏死有关。这些结果为旋
覆花素用于抗肿瘤作用提供依据,但其应用需要整体动物实验
的支持。
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(收稿日期:2011 - 03 - 08)
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