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目的:本研究在通过细胞培养探讨雌二醇(E2)、孕酮(P)对人子宫内膜癌Ishikawa细胞体外增殖及调亡的影响,为临床子宫内膜癌术后患者可否进行HRT及如何进行HRT,提供实验室依据。
方法:
1体外培养:常规方法复苏冻存的子宫内膜高分化腺癌细胞株Ishikawa细胞接种于100ml培养瓶中,于37℃、5%二氧化碳的饱和湿度培养箱内松盖培养。以0.25%胰蛋白酶消化液消化传代。
2细胞增殖试验:取对数生长期细胞,经0.25%胰蛋白酶消化液消化后,加入培养液吹打均匀,以3×104/ml细胞浓度接种于96孔培养板,每孔加入200ul细胞悬液。培养24h后加入经无血清培养液稀释的药物至终浓度为实验浓度,E2组使17β-E2终浓度为10-9、10-8、10-7、10-6mol/l,P组P终浓度为0.5×10-5、10-5、0.5×10-4、10-4mol/l,E2+P组同时分别加入E2和P,E2终浓度分别为10-7、10-6mol/l和P终浓度分别为10-5、0.5×10-4、10-4mol/l(E2和P的终浓度根据MTT结果选取),并设含0.01%乙醇培养液为对照。药物与细胞共培养至24h,每孔加入5mg/mlMTT20ul。继续孵育4小时后,吸去上清,加入200ul/孔DMSO终止反应,振荡10min使结晶物充分溶解,用酶标仪测490nm波长吸光度(A值)。
3细胞周期和细胞凋亡率的检测:将浓度为3×104/ml细胞悬液接种与100ml培养瓶,过夜贴壁,试验组取各组最大浓度,即E2组浓度为10-6mol/lP组浓度为10-4mol/l,E2+P组,E2和P的终浓度分别同E2组和P组。对照组加含0.01%乙醇的培养液。收集实验组药物处理24h后的细胞,冷PBS洗涤离心两次,用冷75%乙醇固定,4℃过夜,次日冷PBS洗涤离心一次,上流式细胞仪检测细胞凋亡率。不同药物及不同浓度均重复3次取平均值。
4细胞形态学观察:
(1)倒置显微镜观察:每日观察细胞的生长状况及药物作用后的形态学改变。(2)光学显微镜观察:在6孔板中进行细胞爬片,药物作用24h后将片取出,PBS清洗,冷丙酮固定,姬姆萨(Giemsa)染色,光学显微镜下观察正常细胞和凋亡细胞形态。试验组取各组最大浓度,即E2组浓度为10-6mol/lP组浓度为10-4mol/l,E2+P组,E2和P的终浓度分别同E2组和P组。对照组加含0.01%乙醇的培养液。(3)电子显微镜观察:将相同浓度的Ishikawa细胞悬液接种与100ml培养瓶中,药物(浓度同上)处理后培养24小时,经0.25%胰蛋白酶消化液消化后收集细胞,4%戊二醛4℃固定、脱水、浸透、包埋、切片、染色,采用JEM-1230型透射电子显微镜观察。
5子宫内膜癌细胞株Ishikawa细胞ER、PR测定:取对数生长期的Ishikawa细胞,以1×105/ml的细胞密度接种于内置盖玻片的6孔板上,加入培养液,置于CO2培养箱中孵育24小时,再加入经无血清培养液稀释的药物,不同浓度的药物和细胞共同培养24h。试验组取各组最大浓度,即E2组浓度为10-6mol/lP组浓度为10-4mol/l,E2+P组,E2和P的终浓度分别同E2组和P组。对照组加含0.01%乙醇的培养液。药物处理24h后,取出盖玻片,自然晾干,立即以4℃冷丙酮固定10min,以链霉素抗生物素蛋白-过氧化物酶连接(SP)发测定Ishikawa细胞ER、PR。结果判定采用H-score法:每一受体2张玻片,每片至少观察5视野,阳性染色为细胞内出现棕黄色颗粒,以Ⅰ代表颜色深浅,共0~3分:0分为不着色;1分为着色浅;2分为中度着色,呈深黄色;3分为着色深,呈棕色/咖啡色。Pi代表每一着色程度的细胞所占的比例,为0-100%,H-score=∑Pi(i+1),满分为4分。
6Ishikawa细胞Survivin蛋白表达的测定:取对数生长期的Ishikawa细胞,以1×105个/ml的细胞密度接种于内置盖玻片的6孔板上,加入培养液,置于CO2培养箱中孵育24小时,再加入经无血清培养液稀释的药物,不同浓度的药物(E2组浓度为10-6mol/l,P组浓度为10-4mol/l,E2+P组E2和P的终浓度分别同E2组和P组)和细胞共同培养24h。采用链霉菌抗生物素蛋白过氧化物酶连接法(SP法),一抗为晶美公司Survivin-Ab鼠抗人多克隆抗体,SP试剂盒为北京中山公司产品,一抗工作浓度均为1∶100。
7统计学处理
采用SPSS11.0统计软件包,计量资料以(x)±s表示,进行t检验;多组间比较采用方差分析,计数资料采用x2检验。P<0.05为差异有显著性意义。
结果:
1E2、P和E2+P对Ishikawa细胞的增值情况的影响:E2对Ishikawa细胞生长有促进作用。随着E2浓度的增加,A值具有上升趋势,增值率逐渐升高,E2终浓度为10-8、10-7、10-6mol/l时,与对照比较及各组间比较,差异有显著性意义(P<0.05);而E2终浓度为10-9mol/l时,与对照比较,差异没有显著性(P>0.05)。相反,P和E2+P两组药物均对Ishikawa细胞有明显抑制作用(P<0.01),且随着P浓度增加,增殖抑制率升高,增殖抑制率与P浓度之间具有显著正相关性(P<0.05)。在E2+P组,E2和P联合作用后细胞增殖抑制率低于单独经P作用下的抑制率。
2E2、P和E2+P对Ishikawa细胞的生长周期分布和调亡率的影响:经FCM检测分析,E2组S期细胞比例上升,调亡率下降(P<0.01);P组和E2+P组G0/G1期细胞比例上升,S期细胞比例下降,调亡率上升,并出现细胞调亡峰(亚二倍体峰)(P<0.01)。
3Ishikawa细胞形态学变化观察:
3.1倒置显微镜观察:E2组Ishikawa细胞的生长状态良好,细胞伸展,呈不规则多角形,随时间推移,细胞逐渐增多,细胞接触紧密。P组和E2+P组Ishikawa细胞24h时见到细胞数目减少,形态尚可,随时间推移,细胞浆内出现空泡,培养至48h时,细胞明显皱缩,体积变小,细胞渐稀增大,培养液内见少量细胞悬浮,部分细胞可见碎裂的细胞核,而胞浆仍完整。对照组细胞生长状态与E2组相似。
3.2光学显微镜观察:Ishikawa细胞经姬姆萨(Giemsa)染色后,见E2组Ishikawa细胞的生长状态良好,胞浆粉红色,胞核为紫蓝色,内有2-3个核仁,胞膜、胞核完整,可见到较多核分裂相,偶可见到染色质边集细胞。P组和E2+P组成调亡细胞形态学改变,多数细胞表现为细胞皱缩,细胞核固缩、深染,染色质边集,聚集于核膜周边或呈新月状。对照组细胞与E2组相似。
3.3电子显微镜观察细胞超微结构:E2组细胞细胞器完整,很少见到调亡细胞和调亡小体。P组和E2+P组可见较多细胞体积变小,胞浆浓缩、颜色变深,粗面内质网有不同程度的扩张;细胞核异染色质密度增高、边聚,部分细胞核的染色体高度积聚成块状在核膜下边集,有的呈月牙状,细胞核断裂,可见由膜结构包裹的小体,内含有细胞器和染色质即为调亡小体。对照组细胞与E2组相似。
4Ishikawa细胞中ER、PR的表达:Ishikawa细胞内出现棕黄色颗粒为阳性染色,其ER、PR均有表达,ER含量为(2.74±0.12)PR含量为(2.78±0.07),两者相比差异没有显著性(p>0.05)。经E2处理后ER、PR两者含量为(2.60±0.22)、(2.72±0.10),经P药物处理后ER、PR两者含量为(2.65±0.11)、(2.73±0.08),经E2+P处理后ER、PR两者含量为(2.78±0.09)、(2.75±0.12),各组相比差异没有显著性(p>0.05)。
5E2、P和E2+P对Ishikawa细胞Survivin蛋白表达的影响:
Survivin蛋白阳性染色位于细胞质,偶见于细胞核,以细胞胞质或胞核出现棕黄色颗粒为阳性信号。每例均随机观察5个高倍视野(×400),用半定量积分法判断结果,阳性细胞≤5%为0分,6%~25%为1分,26%~50%为2分,51%~75%为3分,>75%为4分;阳性强度黄色为1分,棕黄为2分,棕褐色为3分。两项积分相乘:0分为阴性(-),1~4分为弱阳性(+),5~8分为中度阳性(++),9~12分为强阳性(+++)。其检测结果显示:survivin在Ishikawa细胞中均有强表达,经E2处理24小时后,Survivin蛋白表达明显升高;经P处理24小时后,survivin的表达明显下调,和对照组相比,其差异具有统计学意义,(P<0.01);E2+P和细胞共同孵育24小时,Survivin蛋白的表达亦下调,但下调低作用低于单用P组,两组相比,差异具有显著性,(P<0.01)。Survivin蛋白表达在E2组最高,P组最低,三组相比,差异有显著性(P<0.05)。
结论:E2对子宫内膜癌细胞株Ishikawa细胞有促进增值及抗调亡作用;P则抑制Ishikawa细胞增殖,并诱导其调亡;E2+P仍显示抑制细胞增殖并诱导调亡作用,与单用P组相比该作用减弱,但与P组相比有无统计学差异和E2+P具体配伍浓度有关,在E2+P组,P浓度依然是调节Ishikawa细胞生长的主要因素。调解调亡抑制蛋白Survivin的表达可能是调节纽胞调亡的机制之一。