红景天苷对胶质瘤U87—MG细胞增殖和侵袭能力的影响

来源 :中国中医药信息 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lvyuxuan3652009
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  摘要:目的 观察红景天苷对胶质瘤U87-MG细胞增殖和侵袭能力的影响,探讨其诱导U87-MG细胞凋亡机制。方法 不同浓度红景天苷和喜树碱加入U87-MG细胞中,作用24 h后,MTT法测定U87-MG细胞增殖,流式细胞术检测U87-MG细胞凋亡率,Transwell法检测U87-MG细胞侵袭能力,间接荧光标记法测定细胞内活性氧(ROS)水平,Western blot检测U87-MG细胞Caspase-3、Bcl-2、Bax、E-cadherin、N-cadherin和基质金属蛋白酶-9(MMP-9)的表达。结果 与空白对照组比较,各给药组U87-MG细胞生长抑制作用明显,10、50、100 ?g/mL红景天苷作用U87-MG细胞后,细胞侵袭能力显著下降,10、50、100 ?g/mL红景天苷作用U87-MG细胞48 h后均能诱导U87-MG细胞凋亡;ROS水平与红景天苷浓度呈正相关;10、50、100 ?g/mL红景天苷上调Caspase-3、Bax和E-cadherin的表達,下调Bcl-2和N-cadherin和MMP-9的表达。结论 红景天苷可诱导U87-MG细胞凋亡、抑制U87-MG细胞的侵袭能力。
  关键词:红景天苷;胶质瘤U87-MG细胞;细胞增殖;活性氧;Caspase-3;基质金属蛋白酶-9
  DOI:10.3969/j.issn.1005-5304.2017.06.016
  中图分类号:R285.5 文献标识码:A 文章编号:1005-5304(2017)06-0064-04
  Abstract: Objective To investigate the effects of salidroside on proliferation and invasive ability of glioma U87-MG cells; To discuss the its mechanism to induce apoptosis of U87-MG cells. Methods U87-MG cells were cultured in vitro for 24 h under different concentrations of salidroside and camptothecin. The proliferation of U87-MG cells was detected by MTT assay. The apoptosis rate of U87-MG cells was detected by flow cytometry. Transwell assay was used to detect the invasive ability of U87-MG cells. ROS was detected by indirect fluorescent labeling. The expressions of Caspase-3, Bcl-2, Bax, E-cadherin, N-cadherin and matrix metalloproteinase-9 (MMP-9) in U87-MG cells were detected by Western blot. Results Compared with the blank control group, U87-MG cells had significant inhibitory effect on the growth of U87-MG cells in each administration group, and the invasive ability of U87-MG cells was significantly reduced after 10, 50, 100 μg/mL salidroside was intervened, and 10, 50, 100 μg/mL salidroside for 48 h for U87-MG cells could induce apoptosis of the cells; the level of ROS was positively correlated with the concentration of salidroside; 10, 50, 100 μg/mL salidroside up-regulated the expressions of Caspase-3, Bax and E-cadherin, and down-regulated the expressions of Bcl-2, N-cadherin and MMP-9. Conclusion Salidroside can induce apoptosis of U87-MG cells and inhibit the invasive ability of U87-MG cells.
  Key words: salidroside; glioma U87-MG cells; proliferation; ROS; Caspase-3; MMP-9
  脑胶质瘤在临床上多呈恶性,其容易局部扩散,治疗比较困难且易复发,大多数患者预后不良[1]。近年来,随着医学的进步及学科间的不同领域交叉融合,特别是转化医学理念的不断深入,胶质瘤治疗手段取得极大的进步,逐渐形成了一套比较完整的治疗体系[2-3]。临床上普遍采用以手术切除为基础,结合放疗、化疗、免疫、分子靶向等综合治疗策略,这其中包括临床常用的化疗药物替莫唑胺,但其存在一定的毒副作用和耐药性,所以,在低毒性的前提下提高化疗药物的药效显得尤为重要。
  红景天苷(salidroside)提取自红景天全草或根茎,是红景天的主要生物活性成分之一,具有抗炎、抗肿瘤、抗病毒等多种生物活性[4-6]。但目前尚未见文献对红景天苷的抗胶质瘤机制进行探讨。因此,本实验以红景天苷为活性物质,通过体外和细胞实验初步观察红景天苷对胶质瘤系U87-MG细胞增殖和侵袭能力的影响,并探讨红景天苷抗血管生成信号通路的机制。   1 材料与方法
  1.1 细胞系
  正常脑细胞和脑胶质瘤细胞系U87-MG,基尔顿生物科技(上海)有限公司,本实验室进行培养。
  1.2 药物及制备
  红景天苷、喜树碱(20 mg,分析标准品),阿拉丁试剂(上海)有限公司,药物用pH 6.8 PBS配制浓度为1000 ?g/mL药液。
  1.3 主要试剂与仪器
  Caspase-GlooR3试剂盒、非放射性NF-κB EMSA试剂盒,Sigma-aldrich(上海)贸易有限公司;MTT,上海生工生物工程有限公司;小牛血清,杭州四季青生物试剂公司;胰蛋白酶、RPMI-1640培养基,美国GIBCO公司;FITC/PI双染试剂盒,碧云天生物试剂公司。酸度计(上海雷磁仪器厂),CO2培养箱(美国REVCO公司),流式细胞仪(美国BectonDikinson公司),酶联免疫检测仪(芬兰Labsystems公司),酶联检测仪(美国Bio-Rad公司)。
  1.4 U87-MG细胞增殖检测
  取200 ?L/孔对数生长期U87-MG细胞(1×105/孔)接种于96孔板中,进行培养。培养24 h后,分别加入红景天苷和喜树碱(10、50、100 ?g/mL)培养基,设空白对照组,每个药物3个平行孔。分别培养24 h,每孔加5 mg/mL MTT试剂20 ?L,继续培养4 h。将培养基吸出,加150 ?L DMSO试剂,充分振荡后,充分溶解结晶,于570 nm处测定各孔吸光度(OD),计算细胞活力。细胞活力(%)=实验组OD值÷空白对照组OD值×100%。
  1.5 U87-MG细胞侵袭能力测定
  Transwell小室滤膜内表面涂细胞外基质胶,小室干燥后重新加入含有0.1%胎牛血清的细胞培养基水化。4.0×105/mL重悬浮细胞在Transwell小室下室中加入新鲜10%胎牛血清培养基,上室中加入红景天苷和喜树碱(10、50、100 ?g/mL)培养基,设定空白对照组,每个药物设3个平行孔,培养24 h,每孔中加100 ?L细胞悬浮液。常规细胞培养24 h。取出小室后,PBS溶液冲洗滤膜,PBS棉棒吸除和擦除上室的细胞,再根据Transwell小室使用说明进行染色观察,计算穿膜细胞数,从而反映各组细胞的侵袭能力。实验重复3次。
  1.6 U87-MG细胞凋亡检测
  将对数生长期U87-MG细胞以1×105/孔接种于96孔板中,置于恒温恒湿培养箱培养。培养24 h后,分别加入0、10、50、100 μg/mL红景天苷培养基,培养48 h后,收集细胞PBS重新悬浮细胞,先加5 ?L FITC-Annexin V避光染色5 min,再加10 ?L PI避光染色15 min,室温避光孵育15 min。流式细胞仪检测。
  1.7 U87-MG细胞活性氧检测
  U87-MG细胞接种后,恒温、恒湿培养24 h后,分别加入红景天苷(10、50、100 ?g/mL)的培養基,设3个平行组。加入400 ?L DCFH-DA 10 ?g/mL,充分混匀后,避光孵育15 min。PBS冲洗去除细胞外荧光剂。PBS重悬细胞10 min后对荧光强度进行检测。
  1.8 U87-MG细胞Caspase-3、Bcl-2、Bax、E-cadherin、N-cadherin和基质金属蛋白酶-9表达检测
  收集对数生长期U87-MG细胞进行相应的空白对照组和红景天苷组处理24 h,进行各组细胞总蛋白的提取,通过Bradford方法调整相同的蛋白浓度后进行电泳,获得根据分子量分离的蛋白条带,按照Western blot显像试剂盒指导说明进行,蛋白NC膜电转,进行蛋白封闭和一抗结合,一抗结合后洗脱,再行二抗孵育标记兔抗大鼠的多克隆抗体。ECL试剂盒显色后,暗室发光拍照,以GAPDH为内参进行分析。
  1.9 统计学方法
  采用SPSS17.0统计软件进行分析。实验结果以—x±s表示,多组间比较采用方差分析和两样本q检验。P<0.05表示差异有统计学意义。
  2 结果
  2.1 红景天苷对U87-MG细胞增殖和侵袭能力的影响
  与空白对照组比较,各给药组细胞活力和侵袭能力下降(P<0.05,P<0.01),且呈浓度依赖性。结果见表1、图1。
  2.2 红景天苷对U87-MG细胞凋亡的影响
  随红景天苷组浓度的增加(10、50、100 ?g/mL),U87-MG细胞凋亡率不断增加,且呈剂量依赖性,当红景天苷浓度增加到100 ?g/mL时,细胞凋亡率为(58.40±2.33)%,诱导U87-MG细胞凋亡的作用增强。结果见图2。
  2.3 红景天苷对U87-MG细胞活性氧水平的影响
  与空白对照组比较,细胞内ROS水平随喜树碱浓度的增加变化不明显,而随红景天苷浓度的增加而增加,当红景天苷浓度增加至100 ?g/mL时ROS水平最高(P<0.05,P<0.01)。结果见表2。
  2.4 红景天苷对U87-MG细胞凋亡相关蛋白表达的影响
  与空白对照组比较,随着红景天苷浓度的增加,Caspase-3和Bax的表达呈不断增加的趋势,Bcl-2的表达呈不断减少的趋势,差异均有统计学意义(P<0.05,P<0.01)。结果见表3、图3。
  2.5 红景天苷对U87-MG细胞侵袭相关蛋白表达的影响
  与空白对照组比较,随着红景天苷浓度的增加,E-cadherin表达呈不断增加的趋势,N-cadherin和MMP-9表达呈不断减少的趋势,差异均有统计学意义(P<0.05,P<0.01)。结果见表4、图4。
  3 讨论   信号通路的下放与肿瘤的发生、转移息息相关,众多癌症预后不良反应均与肿瘤喜好通路有关,同时肿瘤组织也会通过内源性因子的调控促进肿瘤细胞的生长。因此,阻截信号通路下放已成为肿瘤靶向治疗的重要手段之一。凋亡是由多种基因严格调控的过程,如Caspase和Bcl-2家族等。Caspase-3是各凋亡通路的靶蛋白[7],凋亡途径被激活后,引起相应的Caspase蛋白表达的改变,最终将激活Caspase-3诱导细胞凋亡的发生。本实验结果显示,红景天苷能参与并影响Caspase-3级联凋亡途径反应的诱导凋亡通路的表达。线粒体信号途径是线粒体上游信号分子作用于线粒体膜,Bcl-2蛋白活化形成蛋白通道,线粒体PT孔开放,凋亡活性物质释放引起下游Caspase-3蛋白活化并作用于相应底物引起细胞凋亡。Bcl-2是Caspase的上游信号,其中Bax是促凋亡蛋白,Bcl-2是抗凋亡蛋白。本实验结果显示,红景天苷参与并下调Bcl-2的表达,增强Bax的表达,使Bcl-2/Bax比值降低。因此,细胞凋亡可能通过线粒体途径实现的,这与张艳等[8]研究阿魏酸对人胃癌MGC-803细胞增殖的Caspase-3、Bax和Bcl-2的表达影响趋势一致。
  MMP-9作为MMP家族中的一员,能通过降解层黏连蛋白和Ⅳ、Ⅴ型胶原等成分来对肿瘤细胞基底膜成分造成破坏,因此,MMP-9在细胞侵袭中发挥关键作用。N-cadherin通过降低肿瘤细胞间的黏附性,诱导细胞迁移和侵袭率增加,而E-cadherin的下调会影响肿瘤细胞间的连接稳定性,促使肿瘤细胞侵袭的发生[9]。本实验结果发现,红景天苷能诱导E-cadherin表达的增加,N-cadherin和MMP-9表达的降低。因此,红景天苷既可通过抑制MMP-9和N-cadherin的表达,破坏细胞间和基底膜黏附性的能力,又可通过上调E-cadherin的表达,增加肿瘤细胞间的稳定性,进一步抑制U87-MG细胞的迁移和侵袭能力。
  本研究考察了不同浓度红景天苷对细胞内ROS的影响,发现红景天苷可以诱导细胞内ROS水平的上升,而ROS是由细胞内氧代谢或外源性氧化剂产生的具有生物活性的氧分子,其在启动和调节细胞凋亡中具有着重要的作用[10-12]。本实验中未发现喜树碱引起细胞内ROS水平的上升,表明红景天苷可促进ROS诱导U87-MG细胞的凋亡。
  参考文献:
  [1] 戴宜武,王振光,秦家振.脑胶质瘤治疗进展[J].中华临床医师杂志, 2013,7(7):6225-6228.
  [2] GROOT M,DOUW L,SIZOO E M,et al. Levetiracetam improves verbal memory in high-grade glioma patients[J]. Neuro-oncology,2013, 15(2):216-223.
  [3] MANNAS J P, LIGHTNER D D, DEFRATES S R, et al. Long-term treatment with temozolomide in malignant glioma[J]. J Clin Neurosci,2014, 21(1):121-123.
  [4] 祁存芳,張军峰,陈新林,等.红景天苷通过抑制凋亡相关蛋白的表达保护缺氧对培养神经干细胞的损伤[J].南方医科大学学报,2013,33(7):962-966.
  [5] 陈刚,黄晓军,吕伯东,等.红景天苷对低氧环境下大鼠阴茎海绵体平滑肌细胞α-肌动蛋白和骨桥蛋白表达的影响[J].中华男科学杂志, 2013,19(8):727-731.
  [6] HAN T. Effects of salidroside pretreatment on expression of tumor necrosis factor-alpha and permeability of blood brain barrier in rat model of focal cerebralischemia-reperfusion injury[J]. Asian Pac J Trop Med,2013,6(2):156-158.
  [7] 孔亚,王佳佳,卢宗亮,等.桔梗皂苷D诱导乳腺癌MDA-MB-231细胞凋亡[J].中国肿瘤生物治疗杂志,2016,23(3):261-265.
  [8] 张艳,李海龙,王虎平,等.阿魏酸对人胃癌MGC-803细胞增殖的影响[J].中国中医药信息杂志,2016,23(9):70-73.
  [9] 常琳琳,朱虹,郑琳,等.E-cadherin在肿瘤治疗中的研究进展[J].药学进展,2015,39(10):754-760.
  [10] 刘仪,王凯,王介非.氧化应激诱导细胞凋亡的机制[J].中华临床感染病杂志,2008,1(3):123-126.
  [11] 刘小敏,王晓娟,张杨,等.活性氧改变在PIG11高表达诱导人肝癌HepG-2细胞凋亡中的作用[J].肿瘤,2009,29(12):1116-1119.
  [12] SEP?LVEDA M, GONANO L A, BACK T G, et al. Role of CaMKⅡ and ROS in rapid pacing-induced apoptosis[J]. Journal of Molecular & Cellular Cardiology,2013,63(2):135-145.
  (收稿日期:2016-08-17)
  (修回日期:2016-09-18;编辑:华强)
其他文献
目的考察蜜制和麸制对金樱子化学成分的影响。方法以总多酚、总皂苷、总多糖、总氨基酸为评价指标,考察金樱子生品、蜜制品、麸制品中4类化学成分的变化情况;以体外对1,1-二
太极拳的学习人群遍布世界各地,对它的外宣翻译势在必行。但太极拳的文化归属性造成了其语言表达的独特性,很多言说和概念在西方文化和语言里属于空缺,它们是太极拳翻译的难
传统的教育研究在方法上重视量化研究,追求科学与规范,导致教育远离教师生活实际。教育叙事研究走进教师日常生活,关注其教育实践的多样性与丰富性,并为教育实践者与教育研究
运用经济数学的分析方法证明了试用期制度存在的必要性及运行存在的缺陷,并给出了一些建议。另外从博弈论的角度对试用期制度进行了初步分析,即在不完全信息每件下筛选人才试用
有的学者认为中国古代理学家的“见闻之知”和“德性所知”相当于西方哲学中的“感性认识”。认为理学家的“见闻之知”有相类似于“感性认识”之处,但并不等同于“感性认识”
高校网络思想政治教育567体系是指以提高认识理性对待、建立网络安全机制、加强师资队伍建设、建立567体系长效机制、建立完善的567体系绩效评估体系等5个保障;实效性原则、
近年来,肥胖现象越来越普遍,呈全球流行态势。人们不仅认识到肥胖有碍美观,且持续肥胖或中、重度肥胖则可引发一系列病症,是影响人类健康的危险因素之一。因此,减肥瘦身已成为当前
运用文献资料法、访谈法对相关资料进行分析和对有关专家进行访谈,根据高校高水平运动队的培养目标,对构建独立学院高水平运动队进行理论分析,实现独立学院高水平运动队管理
首先指出大学英语四、六级考试改革试行后大学英语课堂教学的不乐观现状。针对这样的现状,主要从经济学的几个原理出发,分析了大学英语四、六级考试制度效率的缺失以及在它指