中药绶草中菲类化合物orchinol和spiranthesphenathrene A的体外抗肿瘤活性及机制研究

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目的:探讨绶草中分离得到的两个菲类化合物orchinol和spiranthesphenanthrene A对人肝细胞癌HepG-2、人胃癌AGS和小鼠黑色素瘤B16-F10细胞的抑制作用及其可能的作用机制。方法:1、通过MTT实验检测不同浓度的orchinol作用于HepG-2细胞48 h对细胞相对活力的影响;通过细胞克隆形成实验检测不同浓度orchinol对HepG-2细胞克隆形成的影响;通过流式细胞术检测orchinol作用后HepG-2细胞凋亡率和线粒体膜电位的变化情况;通过免疫荧光法检测orchinol作用后对HepG-2细胞自噬囊泡的数量和自噬相关蛋白LC3 Ⅱ表达的影响;采用Western blot实验检测orchinol对HepG-2细胞凋亡相关蛋白(Cleaved Caspase-3,Cleaved Caspase-9,Bax,Cytochrome C 和 Bcl-2)、自噬相关蛋白(LC3Ⅱ,Beclin-1,Atg5 和 Atg12)和 PI3K/AKT/mTOR 通路关键蛋白(p-AKT,p-mTOR和p-PI3K)表达的影响。并使用PI3K抑制剂LY294002阻断PI3K/AKT/mTOR信号通路,观察orchinol以及LY294002和orchinol联用对HepG-2细胞凋亡、自噬和PI3K/AKT/mTOR通路的影响;使用自噬激动剂Rapamycin(RAPA),观察orchinol以及RAPA和orchinol联用对HepG-2细胞相对活力、凋亡和自噬的影响。2、利用MTT实验检测不同浓度的spiranthesphenanthrene A作用于对人胃癌AGS细胞24、48和72 h对AGS细胞相对活力的影响;通过流式细胞术检测spiranthesphenanthrene A作用48 h后AGS细胞凋亡情况;采用Western blot实验检测spiranthesphenanthrene A 对 HepG-2 细胞凋亡相关蛋白 Cleaved Caspase-3,Cleaved Caspase-9,Bax,Cytochrome C 和 Bcl-2 表达的影响。3、通过MTT实验检测不同浓度的spiranthesphenanthrene A作用于B16-F10细胞48 h对B16-F10细胞相对活力的影响;通过划痕实验检测spiranthesphenanthrene A对AGS细胞迁移能力的影响;通过Western blot实验检测spiranthesphenanthrene A对上皮间质转化(epithelial-mesenchymal transition,EMT)相关蛋白 N-cadharin,E-cadharin,Vimentin和Snail表达水平的影响。结果:1、不同浓度的orchinol作用于HepG-2细胞48 h,随着作用浓度的增加,细胞相对活力降低,药物的抑制率增加,说明orchinol能呈剂量依赖性地抑制HepG-2细胞相对活力,其半数抑制浓度(IC50)为16.20±0.24μmol/L;同时orchinol能抑制HepG-2细胞克隆形成能力,并呈剂量依赖性。流式细胞术结果显示orchinol作用48 h,能呈剂量依赖性地提高细胞凋亡率,并能降低线粒体膜电位。免疫荧光实验结果显示orchinol能提高自噬囊泡的数量,并上调LC3Ⅱ蛋白表达水平;Western blot结果显示orchinol 能上调 Cleaved Caspase-3,Cleaved Caspase-9,Bax,Cytochrome C,LC3Ⅱ,Beclin-1,Atg5 和 Atg12 蛋白表达水平,下调 Bcl-2,p-AKT,p-mTOR 和 p-PI3K 蛋白表达水平。与单用LY294002或orchinol相比,LY294002和orchinol联用能进一步提高凋亡率,上调 Cleaved Caspase-3,Cleaved Caspase-9,LC3Ⅱ 和 Beclin-1 蛋白表达水平,进一步下调p-AKT,p-mTOR和p-PI3K蛋白表达水平。与单用RAPA或orchinol相比,RAPA和orchinol联用能进一步提高对HepG-2细胞相对活力的抑制作用,并能进一步提高凋亡率,上调 Cleaved Caspase-3,Cleaved Caspase-9,LC3Ⅱ 和 Beclin-1 蛋白表达水平。2、不同浓度的spiranthesphenanthrene A分别作用AGS细胞24、48和72h,随着作用时间和浓度的增加,细胞相对活力降低,药物的抑制率增加,说明spiranthesphenanthrene A能呈剂量和时间依赖性地抑制AGS细胞相对活力。spiranthesphenanthrene A 作用 24、48 和 72 h,其 IC50值分别为 40.55±5.85,24.61±2.84和13.41±1.16 μmol/L。在0、2.5、5、10 μmol/L浓度下AGS细胞总凋亡率分别为3.90±0.81%,23.42±5.56%,44.92±8.43%和 51.19±5.59%,说明spiranthesphenanthrene A对AGS细胞具有明显的诱导凋亡作用,并且呈剂量依赖性。与对照组相比,不同浓度spiranthesphenanthrene A可以明显上调Cleaved Caspase-3,Cleaved Caspase-9,Bax和Cyt-C蛋白表达水平,下调Bcl-2蛋白表达水平,并呈剂量依赖性。3、Spiranthesphenanthrene A 作用于 B16-F10 细胞 48 h,有明显的杀伤作用,IC50值为 19.0±7.3 μmol/L。Spiranthesphenanthrene A 能显著抑制 B16-F10 细胞的迁移,并能上调E-cadherin蛋白表达水平,下调Vimentin、N-cadherin和Snail蛋白表达水平。结论:Orchinol能抑制HepG-2细胞增殖,可能通过抑制PI3K/AKT/mTOR通路促进细胞凋亡和自噬而实现;同时orchinol介导的HepG-2细胞自噬能促进凋亡。Spiranthesphenanthrene A能抑制AGS细胞相对活力,可能通过内源性线粒体途径促进细胞凋亡。Spiranthesphenanthrene A能抑制B16-F10细胞相对活力,并能抑制细胞迁移,可能与抑制EMT有关。
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