青蒿素衍生物抗癌機制探討

曹智剛 袁守軍 陳惠鵬 徐蘭平 田增月

青蒿素衍生物抗癌機制探討

曹智剛 袁守軍 陳惠鵬 徐蘭平 田增月

目的 探討青蒿素衍生物誘導(dǎo)腫瘤細胞產(chǎn)生自由基, 引導(dǎo)腫瘤細胞死亡的機制。方法 測定小鼠腫瘤動物模型的瘤體鐵含量、觀察青蒿素衍生物誘導(dǎo)腫瘤細胞產(chǎn)生自由基、采用單細胞彗星電泳法觀察自由基對腫瘤細胞DNA殺傷的效應(yīng)。結(jié)果 小鼠的H22瘤體的鐵含量顯著高于血和肌肉、肺組織鐵含量, Lewis肺癌的實驗結(jié)果相同。K562細胞經(jīng)青蒿素衍生物作用, 能測出微量的自由基。青蒿素衍生物作用K562細胞可引起DNA損傷并溢出細胞。結(jié)論 青蒿素衍生物可在含鐵量較高的腫瘤細胞內(nèi)產(chǎn)生自由基, 導(dǎo)致腫瘤細胞死亡。

青蒿素衍生物；腫瘤；鐵

自90年代以來發(fā)現(xiàn)青蒿素類藥物有一定的抗癌作用。青蒿素類藥物因化學(xué)結(jié)構(gòu)與目前臨床上常用的化療藥有所不同,治療瘧疾的臨床應(yīng)用顯示藥物毒副作用小, 展現(xiàn)了抗癌的發(fā)展前景, 但青蒿素抗癌的機理尚不清楚。本文就青蒿素衍生物的自由基抗癌機制進行探討, 研究青蒿素衍生物誘導(dǎo)腫瘤細胞產(chǎn)生自由基, 引導(dǎo)腫瘤細胞死亡的機理?，F(xiàn)報告如下。

1 材料與方法

1.1 實驗材料 細胞株采用K562, 小鼠是昆明種及C57小鼠,18～22 g,雌雄兼用, 鐵測定采用血清鐵試劑盒, RnaseA,熒光染料羅丹明123。使用CHK型光學(xué)顯微鏡, 凝膠成像掃描儀等觀察。

1.2 實驗方法

1.2.1 小鼠腫瘤動物模型的瘤體鐵含量測定方法 將昆明小鼠接種Lewis肺癌株和H22肝癌株, 接種時間為7 d, 后將實驗鼠斷頸處死, 取出腫瘤稱重。制備腫瘤勻漿采用每克瘤重加1 ml生理鹽水并混勻。取1 ml腫瘤勻漿離心, 吸取上清液。經(jīng)1:4比例稀釋后。以3000 r/min速度高速離心, 各瘤體組織取樣250 μl上清液用吸光度波長540 nm測定鐵勻漿濃度, 并比對標準血清鐵。測定OD值, 數(shù)據(jù)作統(tǒng)計學(xué)處理。

1.2.2 青蒿素衍生物誘導(dǎo)腫瘤細胞產(chǎn)生自由基的測定 將K562細胞計數(shù)后收集在100 ml 培養(yǎng)瓶中, 每瓶收集約1000萬個細胞。1640(+)培養(yǎng)液培養(yǎng)后, 將實驗組K562細胞培養(yǎng)液中加入青蒿素衍生物藥物達終濃度4 μg/ml。原液35 μg/ul,配成1 ug/μl, 每培養(yǎng)瓶加藥20 μl處理30 min。放入5%CO2,37℃溫箱中孵育。對照組的處理條件相同。離心, 孵育后收集細胞上清液加自由基捕捉劑, 用ESP300電順磁共振波譜儀檢測自由基。

1.2.3 腫瘤細胞彗星電泳實驗 A549細胞經(jīng)CO2孵箱中培養(yǎng)生長近飽和時, 加入青蒿素衍生物(終濃度為50 μg/ml),作用24 h。用PBS沖洗, 吸取90 μl1%瓊脂糖(約70℃)均勻涂于載坡片上, 取50 μl細胞液和1% LMA用1:3比例在37℃條件下混勻并快速吸取90 μl, 均勻涂布在低層膠上, 浸入溶解液中, 再浸入解旋液中, 浸入電泳槽中, 用65 V電泳10～20 min玻片上染色10 min, 反射式熒光顯微鏡下觀察溢出情況并照相。

2 結(jié)果

2.1 小鼠腫瘤動物模型的瘤體鐵含量測定 測定H22肝癌模型和Lewis肝癌模型的小鼠瘤體的鐵含量, 瘤體來源分別為血、肌肉、肺組織。瘤體的鐵含量高于血和肌肉、肺組織的鐵含量。見表1。

表1 小鼠瘤體及各組織鐵含量測定(μg/ml)

2.2 經(jīng)青蒿素衍生物處理腫瘤細胞, 測定自由基 經(jīng)青蒿素衍生物處理K562細胞, 可產(chǎn)生微量的自由基。

2.3 單細胞彗星電泳評定DNA損傷的實驗結(jié)果 青蒿素衍生物處理K562細胞導(dǎo)致DNA損傷并溢出細胞膜, 能觀察到細胞拖尾現(xiàn)象, 青蒿素產(chǎn)生的自由基可引起 DNA的損傷。

3 討論

青蒿素類藥物抗腫瘤機制類同抗瘧藥的作用機制。青蒿素的抗瘧通過鐵離子, 能促進青蒿素的過氧基團分解, 產(chǎn)生自由基, 攻擊瘧原蟲。因腫瘤細胞的核酸代謝需要更多的鐵,實驗觀察癌細胞內(nèi)的鐵含量遠高于正常細胞, 許多腫瘤細胞表面轉(zhuǎn)鐵蛋白受體明顯高于正常細胞轉(zhuǎn)鐵蛋白受體；腫瘤中的鐵可能引導(dǎo)青蒿素產(chǎn)生更多的過氧化基團, 提示青蒿素類藥物可能選擇性殺傷腫瘤細胞。

Singh等［1］觀察并報道將轉(zhuǎn)鐵蛋白和雙氫青蒿素同時使用可選擇性殺傷molt-4淋巴白血病細胞和淋巴細胞, 對人乳癌細胞也具有較強的選擇性毒性作用。使用硫酸亞鐵并合用雙氫青蒿素, 可減慢大鼠的移植纖維肉瘤生長［2］。

作者前期研究［3］觀察到雙氫青蒿素較強的抑制小鼠腫瘤模型中腫瘤的生長, 測定小鼠的腫瘤瘤體的鐵含量明顯高于血和肌肉、肺組織的鐵含量, 顯示了青蒿素類藥物對腫瘤細胞可能存在特異性殺傷效應(yīng), 即青蒿素對機體殺傷作用小,對體內(nèi)腫瘤殺傷作用強, 由此青蒿素類藥物治療腫瘤, 藥物的副作用可能較小。實驗也證實腫瘤細胞鐵代謝旺盛, 瘤體鐵含量較高。

實驗也表明, 通過青蒿素衍生物處理K562細胞, 可產(chǎn)生微量的自由基。青蒿素衍生物作用K562細胞后引起DNA損傷并溢出細胞膜形成拖尾現(xiàn)象, 提示增加腫瘤細胞內(nèi)的鐵含量, 有可能增加青蒿素衍生物處理腫瘤細胞后, 腫瘤細胞內(nèi)自由基量的增加, 提高青蒿素衍生物的抗癌效應(yīng)。

合用鐵與青蒿素衍生物, 明顯增強青蒿素衍生物殺傷腫瘤細胞的能力, 使用青蒿素衍生物治療腫瘤, 可以為腫瘤的治療提供一種新的治療思路。也可以提示某種青蒿素衍生物與鐵合成有可能成為復(fù)方抗癌藥物。

［1］ Singh NP, Lai H. Selsective toxicity of dihydroartemiasnin and holotransferrin toward human breast cancer cells. Life Science,2001,70(1):49-56.

［2］ Moore JC, Lai H, Li JR, et al. Oral administration of dihydroartemiasnin and ferrous sulfate retarded implanted fibrosarcoma growth in the rat. Cancer Lett,1995,98(1):83.

［3］ 曹智剛,袁守軍.雙氫青蒿素對腫瘤細胞及腫瘤動物模型的抑制作用.實用醫(yī)學(xué)雜志,2006(24):2835-2837.

Approach free radical of artemisinine derivatives for anticancer mechanism

CAO Zhi-gang, YUAN Shoujun, CHEN Hui-peng,
et al. Dalian Sanatorium Taoyuan Branch, Dalian116013, China

Objective To explore mechanism of artemisinine derivatives induced tumor of cytogenic freeradical and loading to tumors cell death. Methods Iron-content for tumor body of mouse tumor of animal model was evaluated and the antipersonnel effect of tumor of cytogenic free radical for DNA with artemisinine derivatives by Mono-cell comet caraphoresis induced was studied. Results The iron-content of blood, muscle and lung is toper of tumor-body. artemisinine derivatives induced K562 tumor cell of cytogenic free radical and caused DNA damnification and flowed outward of cell envelope. Conclusion Artemisinine derivatives can induce tumor of cytogenic free radical to kill tumor.

Artemisinine derivatives; Toumer; Iron

116013 沈陽軍區(qū)大連療養(yǎng)院桃源療區(qū)