Pin1抑制劑胡桃醌對乳腺癌細(xì)胞株MCF7Adr增殖、遷移及血管新生能力的影響

王　紅

(荊州市婦幼保健院藥劑科,湖北 荊州 434020)

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Pin1抑制劑胡桃醌對乳腺癌細(xì)胞株MCF7Adr增殖、遷移及血管新生能力的影響

王紅

(荊州市婦幼保健院藥劑科,湖北 荊州 434020)

摘要：目的研究Pin1抑制劑胡桃醌對乳腺癌細(xì)胞株MCF7Adr增殖、遷移及血管新生能力的影響。方法培養(yǎng)乳腺癌細(xì)胞株MCF7Adr，分別用不含藥物的DMEM(對照組)、Pin1抑制劑胡桃醌處理(處理組)，采用流式細(xì)胞法檢測細(xì)胞周期、劃痕實(shí)驗(yàn)檢測細(xì)胞的遷移能力、Western-blot檢測Cyclin E的蛋白含量、酶聯(lián)免疫吸附法檢測細(xì)胞上清液中血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)的水平。結(jié)果處理組的G2/M期比例高于對照組(t=21.848，P<0.01)，G0/G1比例、S期比例低于對照組(t=6.234，6.658，均P<0.05)，Cyclin E蛋白含量、(A0-A24)/A0值低于對照組(t=17.586，26.679，均P<0.01)，處理組細(xì)胞的上清液中VEGFA、VEGFB、VEGFC水平低于對照組(t=15.237，13.894，16.382，均P<0.01)。結(jié)論P(yáng)in1抑制劑胡桃醌能有效抑制乳腺癌細(xì)胞株MCF7Adr的增殖、遷移和血管新生能力，Pin1抑制劑可作為乳腺癌治療的備選藥物。

關(guān)鍵詞：乳腺癌；Pin1抑制劑；細(xì)胞周期；血管新生

Pin1(Peptidyl-Prolyl Cis/Trans Isomerase NIMA-interating)是一類在惡性腫瘤形成過程中發(fā)揮重要作用的肽脯氨酰順反異構(gòu)酶，也是近年來發(fā)現(xiàn)的惡性腫瘤治療靶點(diǎn)。胡桃醌(Juglone)是從胡桃楸的新鮮根皮、枝皮、青果皮中分離出來的羥基萘醌類化合物，是通過高通量篩選方法發(fā)現(xiàn)的第1個Pin1的抑制劑[1]。鼻咽癌、宮頸癌、食管癌的體外研究均證實(shí)了胡桃醌對惡性腫瘤的抑制作用[2-4]。乳腺癌是女性發(fā)病率最高的惡性腫瘤，在臨床治療時多采用手術(shù)切除、化療、生物治療等綜合療法。常規(guī)的化療藥物具有較強(qiáng)的不良反應(yīng)，且容易產(chǎn)生抗藥性，整體的化療效果并不理想[5]。本研究主要分析Pin1抑制劑胡桃醌對乳腺癌細(xì)胞株MCF7Adr增殖、遷移及血管新生能力的影響，現(xiàn)報(bào)道如下。

1材料與方法

1.1材料乳腺癌細(xì)胞株MCF7Adr購于中科院細(xì)胞庫；杜爾伯科極限必需培養(yǎng)基(Dulbecco minimum essential medium，DMEM)和胎牛血清均購于美國Sigma公司；抗體購買于英國Abcam公司；離心管和細(xì)胞培養(yǎng)板購于美國Corning公司；Pin1抑制劑胡桃醌購于美國Sigma公司。

1.2方法

1.2.1細(xì)胞培養(yǎng)方法凍存在液氮罐中的細(xì)胞取出后迅速投入37 ℃水浴鍋中震蕩，離心后重懸細(xì)胞并種在15 cm2的培養(yǎng)瓶中培養(yǎng)，當(dāng)細(xì)胞鋪滿培養(yǎng)瓶底面80%～90%時進(jìn)行傳代處理，分別接種于培養(yǎng)瓶和12孔培養(yǎng)板中。培養(yǎng)瓶中的細(xì)胞用于下一次傳代，而12孔培養(yǎng)板中的細(xì)胞用于藥物處理。

1.2.2細(xì)胞處理方法當(dāng)12孔培養(yǎng)板中的細(xì)胞鋪滿70%～80%時，將培養(yǎng)基換為不含胎牛血清的DMEM并處理24 h，使每孔細(xì)胞生長同步化，而后用不含藥物的DMEM處理(對照組)、30 μmol/L 胡桃醌處理(處理組)。藥物處理24 h后進(jìn)行相關(guān)檢測。

1.2.3細(xì)胞周期測定胰酶消化細(xì)胞后離心，用含有10%胎牛血清的PBS溶液300 μL重懸細(xì)胞，加入700 μL無水乙醇固定過夜，第2日離心并用PBS清洗2遍，而后用碘化丙啶染色，上流式細(xì)胞儀檢測細(xì)胞周期指標(biāo)。

1.2.4細(xì)胞遷移能力測定采用劃痕實(shí)驗(yàn)測定遷移能力，方法如下：藥物處理前用200 μL移液管頭在細(xì)胞板的中央做一劃痕，立即在顯微鏡下觀察并拍照記錄，設(shè)定為0 h；藥物處理24 h再次在顯微鏡下觀察并拍照記錄，設(shè)定為24 h。用Image J軟件對0 h和24 h的圖像進(jìn)行分析，計(jì)算劃痕的面積并分別記錄為A0和A24，代入(A0-A24)/A0求出細(xì)胞的遷移能力。令對照組細(xì)胞的遷移能力為100，求出處理組細(xì)胞遷移能力的相對值。

1.2.5Western-blot檢測按照RIPA裂解液和苯甲基磺酰氟化物100∶1的比例配制裂解液，在細(xì)胞孔中加入60 μL后充分裂解細(xì)胞、提取蛋白，離心后取上清按每份10.4 μL分裝，并在每管中加入上樣緩沖液4 μL、二巰基蘇糖醇1.6 μL，置于100 ℃變性10 min。蛋白變性時，配置4%的濃縮膠和10%的分離膠，待變性結(jié)束將樣本加入點(diǎn)樣孔中進(jìn)行垂直電泳(90 V、20 min，120 V、80 min)和電轉(zhuǎn)膜(100 V、90 min)。轉(zhuǎn)膜完成后取出硝酸纖維素膜(NC膜)并用5%脫脂牛奶封閉過夜(4 ℃)，第2日取出NC膜，用TBST(含有Tris-HCl，NaCl，tween20這3種物質(zhì)的緩沖液)洗滌3遍，根據(jù)marker指示的蛋白位置裁剪NC膜，分別孵育Cyclin E、actin第一抗體，過夜后取出NC并膜置于TBST溶液中洗滌3遍，而后用辣根過氧化物酶標(biāo)記的第二抗體進(jìn)行孵育，1 h后再次用TBST洗滌3遍，最后進(jìn)行顯影。計(jì)算蛋白條帶的灰度值，以目的基因的灰度值/內(nèi)參actin灰度值作為蛋白含量，令空白對照組的蛋白含量作為100，計(jì)算處理組目的基因的蛋白含量。

1.2.6血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor A，VEGFA)檢測收集藥物處理過的細(xì)胞上清液，采用上海邦奕公式的酶聯(lián)免疫吸附試劑盒A(貨號DRE11354)、VEGFB(貨號DRE10433)、VEGFC(貨號DRE10430)檢測VEGF不同亞型的水平。

2結(jié)果

2.1細(xì)胞增殖情況處理組細(xì)胞的G0/G1比例為(34±7)%、S期比例(31±6)%，低于對照組的G0/G1比例(45±8)%、S期比例(45±9)%(t=6.234，P=0.018；t=6.658，P=0.015)；處理組G2/M期比例為(36±6)%，高于對照組的G2/M期比例(10±3)%(t=21.848，P<0.01)；處理組Cyclin E蛋白含量為(39±7)%，低于對照組的(100±23)%，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=17.586，P<0.01)。見圖1。

圖1　不同處理?xiàng)l件下MCF7Adr細(xì)胞的細(xì)胞周期檢測

2.2細(xì)胞遷移能力處理組的(A0-A24)/A0值為(25±4)，低于對照組的(100±19)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=26.679，P<0.01)，見圖2。

圖2　不同處理?xiàng)l件下MCF7Adr細(xì)胞的遷移能力檢測結(jié)果

2.3血管新生指標(biāo)處理組的VEGFA、VEGFB、VEGFC水平低于對照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)，見表1。

表1兩組細(xì)胞上清液中VEGF水平比較

(±s，ng/mg)

VEGF：血管內(nèi)皮生長因子

3討論

Pin1是一類肽脯氨酰順反異構(gòu)酶，能夠特異性地識別磷酸化的絲/蘇脯氨?；蛄?，再由PPlase結(jié)構(gòu)域使目標(biāo)蛋白發(fā)生順反異構(gòu)反應(yīng)，進(jìn)而調(diào)節(jié)蛋白的生物學(xué)功能。近年來的研究發(fā)現(xiàn)，Pin1在食管癌、子宮內(nèi)膜癌以及胃癌組織中均呈現(xiàn)高表達(dá)，且與疾病的預(yù)后情況密切相關(guān)[6-8]。c-Jun、c-myc、p53、核因子κB、Cyclin E等多種惡性腫瘤相關(guān)的蛋白均是Pin1的作用底物，Pin1高表達(dá)會激活腫瘤細(xì)胞無限增殖、浸潤性生長等惡性生物學(xué)行為的產(chǎn)生，而Pin1選擇性的抑制劑和siRNA均可以有效地抑制腫瘤生長。胡桃醌是通過高通量篩選方法發(fā)現(xiàn)的第一個Pin1的抑制劑，從胡桃楸的新鮮根皮、枝皮、青果皮中分離出來，對肽酰-脯氨酰同分異構(gòu)酶家族成員均具有不可逆的抑制作用。目前，在鼻咽癌、宮頸癌、食道癌樣本中進(jìn)行的體外研究均證實(shí)了胡桃醌可以抑制惡性腫瘤細(xì)胞的增殖[9-10]；而周金華等[11]在乳腺癌MCF-7細(xì)胞株中的研究顯示，通過反義核酸敲低Pin1的表達(dá)后可以阻斷乳腺癌細(xì)胞的細(xì)胞周期，是乳腺癌基因治療的潛在靶點(diǎn)。

本研究采用Pin1抑制劑胡桃醌來處理乳腺癌細(xì)胞株MCF7Adr，并從細(xì)胞增殖、遷移以及血管新生情況3個方面分析了胡桃醌對惡性腫瘤的抑制作用。乳腺癌發(fā)生局部復(fù)發(fā)和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移的根本原因在于惡性腫瘤細(xì)胞的無限增殖以及浸潤性生長。本研究通過比較處理組和對照組之間的增殖能力和遷移能力來反映惡性腫瘤細(xì)胞的無限增殖以及浸潤性生長情況。通過流失細(xì)胞術(shù)檢測細(xì)胞周期可顯示，Pin1抑制劑胡桃醌可以使細(xì)胞增殖停滯于G2期，表現(xiàn)為G2/M期的比例顯著增加、而G0/G1期和S期的比例顯著減少，說明Pin1抑制劑胡桃醌能抑制乳腺癌細(xì)胞的增殖過程。通過劃痕實(shí)驗(yàn)的結(jié)果分析可知，處理組的(A0-A24)/A0值顯著低于對照組，說明Pin1抑制劑胡桃醌能有效抑制乳腺癌細(xì)胞的遷移過程。

細(xì)胞的增殖過程受到一系列細(xì)胞周期蛋白的調(diào)控，不僅直接表現(xiàn)為G0期細(xì)胞數(shù)目增多，也與細(xì)胞遷移能力的增強(qiáng)、浸潤性生長細(xì)胞數(shù)目的增多密切相關(guān)[11]。在眾多細(xì)胞周期蛋白中，Cyclin E是體內(nèi)一類十分重要的細(xì)胞周期蛋白，在細(xì)胞增殖的G1/S期表達(dá)，通過與細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶2(cyclin-dependent kinase，CKD2)結(jié)合并形成Cyclin E-CKD2復(fù)合物，CKD2激活后可調(diào)節(jié)細(xì)胞由G1期向S期過渡[12]。在惡性腫瘤細(xì)胞中，Cyclin E過度表達(dá)可使CKD2持續(xù)性激活，并促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的不斷增殖[13]。通過Western-blot的方法檢測Cyclin E蛋白含量來反映乳腺癌細(xì)胞的增殖能力可知，處理組的Cyclin E蛋白含量低于對照組，進(jìn)一步說明Pin1抑制劑胡桃醌能通過下調(diào)細(xì)胞周期蛋白Cyclin E來抑制細(xì)胞增殖的過程。

事實(shí)上，乳腺癌細(xì)胞無限增殖、浸潤性生長等惡性生物學(xué)行為的完成依賴局部新生血管形成所提供的氧氣和養(yǎng)分[14]。在這一過程中，瘤體周圍新生血管的形成可以帶來耗能過程所需要的氧氣、葡萄糖等[15]。近年來的研究認(rèn)為，惡性腫瘤瘤體本身具有極強(qiáng)的內(nèi)分泌功能，可以產(chǎn)生大量的細(xì)胞因子來介導(dǎo)血管新生的過程，其中VEGF是目前為止已知作用最為明確的一類促血管新生細(xì)胞因子，其水平可以直接反映腫瘤細(xì)胞新生血管的能力[16-17]。在本研究所培養(yǎng)的MCF7Adr細(xì)胞株中，VEGF在合成后分泌進(jìn)入細(xì)胞上清液進(jìn)而發(fā)揮生物學(xué)作用，通過檢測上清液中VEGF三種亞型的水平可知，處理組的VEGFA、VEGFB、VEGFC水平低于對照組，說明Pin1抑制劑胡桃醌能顯著抑制乳腺癌細(xì)胞株MCF7Adr的血管新生能力。

綜上所述，Pin1抑制劑胡桃醌能有效抑制乳腺癌細(xì)胞株MCF7Adr的增殖、遷移和血管新生能力，Pin1抑制劑可作為乳腺癌治療的備選藥物。

參考文獻(xiàn)

[1]張崇敬，張志輝，徐柏玲，等.Pinl及其抑制劑的研究進(jìn)展[J].藥學(xué)學(xué)報(bào)，2008，43(1)：9-17.

[2]崔平，李蓉，劉英霞，等.Juglone對人鼻咽癌細(xì)胞株CNE-2Z細(xì)胞增殖及細(xì)胞周期的抑制作用[J].山東醫(yī)藥，2012，52(16)：7-9.

[3]李玲，陳平，連鴻凱，等.Pinl抑制劑Juglone對食管癌EC1細(xì)胞增殖的抑制作用[J].世界華人消化雜志，2010，18(11)：1147-1151.

[4]張巍，李妍，呂士杰，等.不同濃度的胡桃醌對宮頸癌HeLa細(xì)胞的細(xì)胞毒作用研究[J].上海中醫(yī)藥雜志，2012，46(6)：101-103.

[5]張宗林.采用含蔥環(huán)類藥物對乳腺癌患者化療中的心肌毒性影響[J].中國醫(yī)藥導(dǎo)刊，2013，15(8)：1392-1393.

[6]谷博，吉慶春，趙富周，等.食管鱗狀細(xì)胞癌組織中Pin和mTOR蛋白的表達(dá)[J].鄭州大學(xué)學(xué)報(bào):醫(yī)學(xué)版，2012，47(2)：150-152.

[7]白志剛，韓威，馬雪梅，等.PIN1在胃癌組織中的表達(dá)及其預(yù)后意義[J].臨床腫瘤學(xué)雜志，2012，17(5)：448-491.

[8]田焱，張怡，禹晶晶，等.肽基脯氨酰順反異構(gòu)酶在子宮內(nèi)膜癌組織中的表達(dá)及與PR蛋白的關(guān)系[J].南方醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào)，2013，33(9)：1403-1406.

[9]Krishnan N,Titus MA,Thapar R.The prolyl isomerase pin1 regulates mRNA levels of genes with short half-lives by targeting specific RNA binding proteins[J].PLoS One,2014,9(1):e85427.

[10]Khanal P,Kim G,Lim SC,etal.Prolyl isomerase Pin1 negatively regulates the stability of SUV39H1 to promote tumorigenesis inbreast cancer[J].FASEB J,2013,27(11):4606-4618.

[11]周金華，朱濤，李紅雨，等.PIN1反義核酸對乳腺癌MCF27細(xì)胞增殖及周期的影響[J].腫瘤防治研究，2007，34(12)：917-920.

[12]Moore JD,Potter A.Pin1 inhibitors:Pitfalls,progress and cellular pharmacology[J].Bioorg Med Chem Lett,2013,23(15):4283-

4291.

[13]Rajbhandari P,Schalper KA,Solodin NM,etal.Pin1 modulates ERα levels in breast cancer through inhibition of phosphorylation-dependent ubiquitination and degradation[J].Oncogene,2014,33(11):1438-1447.

[14]Lucchetti C,Caligiuri I,Toffoli G,etal.The prolyl isomerase Pin1 acts synergistically with CDK2 to regulate the basal activity of estrogen receptor α in breast cancer[J].PLoS One,2013,8(2):e55355.

[15]Aluise CD,Rose K,Boiani M,etal.Peptidyl-prolyl cis/trans-isomerase A1 (Pin1) is a target for modification by lipid electrophiles[J].Chem Res Toxicol,2013,26(2):270-279.

[16]李佳宇，膝月峨，劉云明，等.血管內(nèi)皮生長因子C及其受體表達(dá)與乳腺癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的相關(guān)性研究[J].中國醫(yī)藥導(dǎo)刊，2007，9(4)：331-334.

[17]蒙玉剛，梁春燕，曾雅暢.血管內(nèi)皮生長因子A和C在宮頸癌血清中的表達(dá)及臨床意義[J].中國醫(yī)藥導(dǎo)刊，2013，15(8)：1392-1393.

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Effect of Pin1 Inhibitor Juglone on Proliferation,Migration and Angiogenic Ability of Breast Cancer Cell Line MCF7AdrWANGHong.(DepartmentofPharmacy,JingzhouWomenandChildren′sHospital,Jingzhou434020,China)

Abstract:ObjectiveTo study the effects of Pin1 inhibitor Juglone on proliferation,migration and angiogenic ability of breast cancer cell line MCF7Adr.MethodsBreast cancer cell line MCF7Adr were cultured and separately treated with DMEM without drug(control group),and Pin1 inhibitor Juglone (treatment group).Cell cycle was detected by flow cytometry,cell migration was detected by wound-healing assay,Cyclin E protein content was detected by Western-blot,and angiogenesis factor vascular endothelial growth factor (VEGF) in cell media were detected by enzyme linked immunosorbent assay.ResultsG2/M phase percentage of the treatment group was higher than that of the control group(t=21.848，P<0.01);G0/G1percentage,S stage percentage of the treatment group were lower than those of the control group(t=6.234，6.658，P<0.05);Cyclin E protein content,(A0-A24)/A0 of the treatment group were lower than those of the control group(t=17.586，26.679，P<0.01); VEGFA,VEGFB,VEGFC content in cell media of the treatment group were lower than those of the control group(t=15.237，13.894，16.382，all P<0.01).ConclusionPin1 inhibitor Juglone can effectively inhibit proliferation,migration and angiogenic ability of breast cancer cell line MCF7Adr;Pin1 inhibitors can be used as an alternative drug therapy for breast cancer.

Key words:Breast cancer; Pin1 inhibitor; Cell cycle; Angiogenesis

收稿日期：2014-08-18修回日期:2014-12-30編輯：伊姍

doi：10.3969/j.issn.1006-2084.2015.13.055

中圖分類號：R730

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1006-2084(2015)13-2445-03