張?jiān)X程向東徐志遠(yuǎn)呂 航杜義安湯加寧羅華榮
槐耳清膏抑制小鼠模型人胃癌MKN-45細(xì)胞生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移的實(shí)驗(yàn)研究
張?jiān)X1程向東2徐志遠(yuǎn)2呂 航2杜義安3湯加寧1羅華榮4
目的研究槐耳清膏對(duì)人胃癌MKN-45細(xì)胞在裸鼠體內(nèi)生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移的抑制作用,并探討其作用機(jī)制。方法采用BALB/c裸鼠建立人胃癌MKN-45細(xì)胞淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移模型,隨機(jī)分為槐耳清膏組、空白對(duì)照組,每組20只。建模后,每5天測(cè)量裸鼠荷瘤并計(jì)算腫瘤相對(duì)體積(RTV);用藥5周后處死裸鼠,Real-time qPCR檢測(cè)腫瘤組織Wnt、β-catenin、E-cadherin、N-cadherin和VEGF表達(dá)水平。結(jié)果槐耳清膏組末次測(cè)得的足墊瘤RTV為(662.75±450.66)mm3,明顯小于空白對(duì)照組的(1611.85±611.83)mm3(P<0.01)?;倍甯嘟M淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移率8/20(40%)與對(duì)照組15/20(70%)相比,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)?;倍甯嘟M腫瘤組織Wnt、β-catenin、N-cadherin和VEGF的△CT值分別為(11.36±1.32)、(11.31±1.76)、(12.82±2.22)、(13.22±1.52),均高于對(duì)照組的(9.48±2.07)、(9.37±1.88)、(7.74±2.64)、(11.04±1.61),而E-cadherin的△CT值(8.26±2.39)低于對(duì)照組的(10.64± 1.48)(P<0.05)。結(jié)論 槐耳清膏可抑制人胃癌MKN-45細(xì)胞在裸鼠上的生長(zhǎng)及轉(zhuǎn)移,其機(jī)制可能與抗血管生成和阻礙上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)過(guò)程有關(guān)。
裸鼠;槐耳清膏;人胃癌MKN-45細(xì)胞;淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移;上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化
KEY WORDSnude mice;trametes robiniophila;human gastric cancer cell line MKN-45;lymphatic metastasis; EMT
胃癌(gastric cancer,GC)是消化系統(tǒng)最常見(jiàn)的惡性腫瘤,也是癌癥死亡的第二大常見(jiàn)原因,僅僅2012年估計(jì)全球范圍內(nèi)就有新發(fā) 951,600例和723100死亡病例[1]。目前早期發(fā)生的腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移是胃癌預(yù)后不佳的主要原因,其中淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移是主要轉(zhuǎn)移擴(kuò)散途徑之一。所以有必要尋找一種有效抑制胃癌轉(zhuǎn)移的治療方法,降低胃癌的轉(zhuǎn)移及死亡?;倍且环N在中國(guó)已經(jīng)使用了將近1600年的藥用真菌,而近幾十年才發(fā)現(xiàn)其抗腫瘤特性,并逐漸應(yīng)用于腫瘤的輔助治療之中。研究[2-4]表明,槐耳可以促進(jìn)腫瘤細(xì)胞凋亡、抑制腫瘤細(xì)胞增殖和轉(zhuǎn)移、抑制血管生成、增加化療療效及免疫系統(tǒng)功能。盡管槐耳的抗腫瘤特性已經(jīng)被發(fā)現(xiàn),但至今相關(guān)的研究成果仍是相當(dāng)有限,且其確切的抗腫瘤機(jī)制仍是未知的。本實(shí)驗(yàn)采用將人胃癌MKN-45細(xì)胞系接種于裸鼠足墊皮下,建立胃癌裸鼠淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移模型,并用槐耳多糖提取物灌胃方式對(duì)其進(jìn)行治療,觀察腫瘤生長(zhǎng)情況及治療效果,旨在為槐耳對(duì)抗胃癌生長(zhǎng)及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移治療提供依據(jù)。
1.1 動(dòng)物及細(xì)胞株 4~6周齡BALB/c無(wú)胸腺裸鼠40只,雄性,體質(zhì)量(20±2)g,由浙江中醫(yī)藥大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供,實(shí)驗(yàn)動(dòng)物合格證 [SCXK(滬)2013-6016]。人胃癌MKN-45細(xì)胞株購(gòu)自南京凱基生物科技有限公司。
1.2 主要試劑 胎牛血清、RPMI 1640培養(yǎng)液和胰蛋白酶(美國(guó)Gibco公司);槐耳清膏(啟東蓋天力藥業(yè)有限公司)溶于生理鹽水中,配成200mg/mL,20μm濾膜過(guò)濾除菌,4℃保存待用;RNA提取試劑盒(AllPrep DNA/RNA/Protein Mini Kit,LOT:148052230,德國(guó)QIAGEN公司);cDNA逆轉(zhuǎn)錄酶試劑盒(LOT:AK5102,日本TaKaRa公司);SYBR染料法實(shí)時(shí)熒光定量試劑盒(LOT:AK6406,日本TaKaRa公司)。
1.3 主要儀器 37℃恒溫細(xì)胞CO2培養(yǎng)箱(德國(guó)Heraeus公司,型號(hào)B5060EU);生物安全柜(美國(guó)Thermo公司,型號(hào)Forma Class II,A2);倒置相差顯微鏡(德國(guó)LEICA公司,型號(hào)DM2000);石蠟切片機(jī)(德國(guó)LEICA公司,型號(hào)RM2235);臺(tái)式高速離心機(jī)(力新儀器,型號(hào)Neofuge 23R);臺(tái)式點(diǎn)動(dòng)離心機(jī)(其林貝爾儀器制造有限公司,型號(hào)LX-200);Real-time qPCR儀器(美國(guó)Applied Biosystems公司,7900HT Fast Real-time PCR System)。
2.1 接種細(xì)胞培養(yǎng)及準(zhǔn)備 人胃癌MKN-45細(xì)胞株用含10%胎牛血清的RPMI1640培養(yǎng)液,于37℃、5%CO2條件下培養(yǎng);觀察細(xì)胞,當(dāng)細(xì)胞處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期,用PBS洗滌細(xì)胞去除殘留培養(yǎng)基,再用0.25%胰蛋白酶(含0.02%EDTA)消化后用PBS制成單細(xì)胞懸液,顯微鏡下計(jì)數(shù),濃度為5×107/mL,制備好的細(xì)胞懸液于冰水浴中保存,于30min內(nèi)進(jìn)行接種。
2.2 胃癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移動(dòng)物模型的建立 無(wú)菌條件下,取上述MKN-45細(xì)胞懸液,50μL/只接種于裸鼠右下肢足墊,觀察人胃癌MKN-45細(xì)胞在裸鼠足墊生長(zhǎng)和成瘤及轉(zhuǎn)移情況。
實(shí)驗(yàn)分組:將建模后的40只裸鼠隨機(jī)分成為槐耳清膏組[槐耳清膏5g/(kg·2d)灌胃]、空白對(duì)照組[生理鹽水0.5mL/2d灌胃],每組各20只。
2.3 腫瘤體積測(cè)量 建模2周后,每5天測(cè)量并記錄接種MKN-45細(xì)胞足墊大小變化,計(jì)算足墊瘤相對(duì)體積(relative tumor volume,RTV)=πxyz/6(x為長(zhǎng)度,y為寬度,z為厚度)。
淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移觀察:連續(xù)給藥5周后處死足墊成瘤的裸鼠,解剖腘窩淋巴結(jié),經(jīng)常規(guī)病理HE染色,判斷是否存在轉(zhuǎn)移,以轉(zhuǎn)移數(shù)/成功建模數(shù)計(jì)算淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移率。
2.4 Real-time qPCR檢測(cè)足墊瘤組織中相關(guān)mRNA表達(dá) 留取實(shí)驗(yàn)裸鼠的足墊瘤組織,用RNA試劑盒提取其總RNA,用紫外分光光度計(jì)在260和280nm處測(cè)吸光度D值,計(jì)算RNA含量和純度,按cDNA反轉(zhuǎn)錄酶試劑盒說(shuō)明書(shū)進(jìn)行操作,取3μgRNA反轉(zhuǎn)錄為cDNA,以cDNA為模板進(jìn)行PCR擴(kuò)增,PCR引物均由生工生物股份有限公司合成,其中β-Actin為內(nèi)參照,見(jiàn)表1。用Real-time qPCR方法檢測(cè)上述相關(guān)mRNA的表達(dá)量,反應(yīng)體系(20μL):SYBR Premix Ex Taq II(Tli RNaseH Plus)(2x)10μL,上下游引物各 0.8μL,cDNA模板 2μL,ROX Reference Dye(50x)0.4μL,dH2O6μL。PCR反應(yīng)條件:95℃,30sec;40個(gè)循環(huán):95℃,3sec;60℃,30sec。
2.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 應(yīng)用SPSS17.0統(tǒng)計(jì)軟件分析,計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(±s) 表示,組間比較采用t檢驗(yàn),淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移率比較采用χ2檢驗(yàn),P<0.05表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
表1 Real-time qPCR引物序列
3.1 槐耳清膏抑制裸鼠模型的腫瘤生長(zhǎng) 通過(guò)觀察胃癌細(xì)胞MKN-45足墊種植裸鼠模型的腫瘤生長(zhǎng)變化來(lái)評(píng)估槐耳的抗腫瘤效應(yīng)。對(duì)照組足墊瘤RTV增長(zhǎng)速率明顯高于實(shí)驗(yàn)給藥組,末次測(cè)得槐耳清膏組的足墊瘤RTV為(662.75±450.66)mm3,明顯小于空白對(duì)照組的RTV(1611.85±611.83)mm3(P<0.01),見(jiàn)表2。此外,槐耳組裸鼠的活躍度明顯好于對(duì)照組,而體質(zhì)量及進(jìn)食量無(wú)明顯差異。
表2 兩組小鼠建模后足墊瘤相對(duì)體積變化(RTV)(±s)
表2 兩組小鼠建模后足墊瘤相對(duì)體積變化(RTV)(±s)
注:與對(duì)照組比較,*P<0.01
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3.2 槐耳清膏抑制腫瘤的淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移 于建模后5周處死裸鼠并解剖腘窩,見(jiàn)圖1(插頁(yè));留取腘窩淋巴結(jié)組織進(jìn)行常規(guī)病理HE染色檢測(cè),判斷其轉(zhuǎn)移情況見(jiàn)圖2(插頁(yè))。腘窩淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移如表3所示,槐耳組的淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移率(40%)與對(duì)照組(70%)相比,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。
表3 兩組小鼠腘窩淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移情況(只)
3.3 Real-time qPCR測(cè)定足墊瘤組織相關(guān)mRNA表達(dá) mRNA的表達(dá)水平以相對(duì)表達(dá)量△CT值進(jìn)行分析,即△CT=CT目的-CT內(nèi)參。對(duì)照組與實(shí)驗(yàn)組足墊瘤組織中提取總RNA,通過(guò)RT-PCR檢測(cè)Wnt、β-catenin、E-cadherin、N-cadherin、VEGF的表達(dá)。我們發(fā)現(xiàn)在給予槐耳清膏灌胃治療后的足墊腫瘤組織中Wnt、β-catenin、N-cadherin、VEGF的△CT值均高于對(duì)照組,而E-cadherin的△CT值低于對(duì)照組(P<0.05),見(jiàn)表4。這些結(jié)果表明槐耳清膏可能通過(guò)抑制Wnt/β-catenin信號(hào)通路來(lái)阻礙EMT相關(guān)進(jìn)程,進(jìn)而抑制人胃癌MKN-45細(xì)胞的淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移。
表4 兩組小鼠相關(guān)mRNA熒光定量△CT值比較(±s)
表4 兩組小鼠相關(guān)mRNA熒光定量△CT值比較(±s)
注:與對(duì)照組比較,*P<0.05
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槐耳清膏是藥用真菌槐耳的提取物,其主要活性成分是多糖蛋白,含多種氨基酸及微量元素,已廣泛用于臨床的抗腫瘤治療中,但其確切的機(jī)制尚未完全清楚。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)槐耳清膏灌胃方式作用于人胃癌MKN-45細(xì)胞的裸鼠模型,檢測(cè)其種植瘤大小變化及腘窩淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移情況,本研究發(fā)現(xiàn)槐耳清膏可以明顯抑制腫瘤細(xì)胞在裸鼠上的生長(zhǎng)和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移,明確其抗腫瘤作用。該實(shí)驗(yàn)結(jié)果與李立新等[5]所做的槐耳清膏對(duì)荷瘤裸鼠肝癌生長(zhǎng)及轉(zhuǎn)移的抑制作用一致。
血管生成是腫瘤生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移的必要條件[6]。血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)是腫瘤細(xì)胞分泌的這一種細(xì)胞因子,其通過(guò)促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞的增殖和遷移及新生血管形成在腫瘤的血管生成和侵襲轉(zhuǎn)移中起著重要作用[7-8]。對(duì)組織標(biāo)本的Real-time qPCR檢測(cè)結(jié)果表明,VEGF的表達(dá)明顯受到抑制,我們判斷槐耳清膏可能通過(guò)抑制腫瘤細(xì)胞分泌VEGF,進(jìn)而抑制腫瘤支持血管的生成,限制了腫瘤進(jìn)一步的生長(zhǎng)及轉(zhuǎn)移。
上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelial-mesenchymal transition,EMT)是上皮細(xì)胞來(lái)源的惡性腫瘤獲得轉(zhuǎn)移和侵襲能力的重要生物學(xué)過(guò)程[9]。大量研究表明,多種信號(hào)通路參與腫瘤的EMT過(guò)程,如Wnt、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β(transforming growth factor-β)、Notch信號(hào)通路等[10-12]。在腫瘤細(xì)胞EMT過(guò)程中,緊密連接蛋白ZO-1(zonula occluden-1)、E-鈣黏蛋白(E-cadherin)等上皮標(biāo)志物表達(dá)下調(diào),波形蛋白(vimentin)、N型鈣黏蛋白(N-cadherin)等間質(zhì)標(biāo)志物表達(dá)上調(diào),使上皮來(lái)源的腫瘤細(xì)胞失去其細(xì)胞極性,疏松細(xì)胞間的連接,胞內(nèi)骨架蛋白發(fā)生重組。這一系列的改變導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞的黏附能力下降,進(jìn)而增加遷移運(yùn)動(dòng)能力,使得腫瘤細(xì)胞更易于脫離原有位置,發(fā)生侵襲或隨血行、淋巴等途徑轉(zhuǎn)移到體內(nèi)遠(yuǎn)隔部位,重新定位于新的器官或組織,最終導(dǎo)致腫瘤的多發(fā)轉(zhuǎn)移。本研究表明,經(jīng)槐耳清膏灌胃治療后,其腘窩淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移率存在明顯差異,且Real-time qPCR檢測(cè)表明腫瘤組織中Wnt、β-catenin、N-cadherin這些相關(guān)mRNA的表達(dá)減少,而E-cadherin增加。當(dāng)Wnt信號(hào)明顯受到抑制時(shí),β-catenin無(wú)法累積進(jìn)入核內(nèi),從而降低EMT相關(guān)靶基因的激活,分別降低N-cadherin和升高E-cadherin的表達(dá),增強(qiáng)細(xì)胞之間粘附能力,阻礙腫瘤細(xì)胞EMT進(jìn)程,降低腫瘤的淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移率。
本研究對(duì)于臨床出現(xiàn)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移胃癌患者應(yīng)用槐耳治療提供了一定的依據(jù),但是由于研究中的細(xì)胞種類單一,不足以代表所有類型腫瘤的情況,故仍需進(jìn)一步擴(kuò)大細(xì)胞類型來(lái)深入探討槐耳清膏對(duì)不同腫瘤的影響。
總之,槐耳清膏在裸鼠淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移模型中對(duì)人胃癌MKN-45細(xì)胞在裸鼠上的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移有明顯的抑制作用,且可能是通過(guò)抑制Wnt/β-catenin信號(hào)通路干預(yù)EMT相關(guān)進(jìn)程,這些結(jié)果都提示槐耳清膏對(duì)于出現(xiàn)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的胃癌患者存在一定的療效。
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(收稿:2015-09-20 修回:2015-10-13)
Trametes Robiniophila Restrains the Growth and Metastasis of Gastric Cancer Cell Line MKN-45 in Mice
ZHANG Yuansu1,CHENG Xiangdong2,XU Zhiyuan2,LV Hang2,DU Yian3,TANG允ia'ning1,LUO Huarong4.1 Zhejiang Chinese Medical University,Hangzhou(310053),China;2 Department of Gastrointestinal Surgery,Zhejiang Traditional Chinese Medical Hospital,Hangzhou(310006),China;3 Department of Abdominal Surgery,Zhejiang Cancer Hospital,Hangzhou(310022),China;4 Department of Pathology,Zhejiang Taizhou Hospital,Taizhou(317000),China
ObjectiveTo study the effects of trametes robiniophila on the growth and metastasis of human gastric cancer cell MKN-45 in nude mice,and to explore the mechanism.MethodsBALB/c nude mice were inoculated with MKN-45 cells to establish the lymph node metastasis model of human gastric carcinoma.After the model was successfully established,40 mice were randomly divided into control group and trametes robiniophila group(n=20 in each group).After the mass formed,the caliper was used to measure the tumor size every 5 days. The relative tumor volume(RTV)was calculated.After 5 weeks,the nude mice were killed for determination of Wnt,beta-catenin,N-cadherin,VEGF mRNA expression by Real-time qPCR.ResultsAfter 5 weeks of drugs intervention,the RTV in trametes robiniophila group were less than that in control group(662.75±450.66mm3 vs 1611.85±611.83mm3,P<0.01).The lymph node metastasis rate of trametes robiniophila group was 8/20(40%),lower than that in control group 15/20(75%)(P<0.05).Compared with control group,the△CT value of Wnt,β-catenin, N-cadherin,and VEGF in trametes robiniophila groupwere higher(11.36±1.32 vs 9.48±2.07,11.31±1.76 vs 9.37± 1.88,12.82±2.22 vs 7.74±2.64,13.22±1.52 vs 11.04±1.61),the△CT value of E-cadherin were lower(8.26±2.39 vs 10.64±1.48),with all P<0.05.ConclusionTrametes robiniophila can inhibit the growth and lymphatic metastasis of human gastric cancer in nude mice,which might be related with anti-angiogenesis and setting the epithelialmesenchymal transition(EMT)process back.
浙江省中醫(yī)藥重點(diǎn)研究計(jì)劃(No.2012ZZ002);浙江省中醫(yī)藥科技計(jì)劃項(xiàng)目(No.20131279004719);浙江省中醫(yī)藥科技計(jì)劃項(xiàng)目(No. 2015ZA090)
1浙江中醫(yī)藥大學(xué)研究生院(杭州 310053);2.浙江省中醫(yī)院胃腸外科(杭州 310006);3浙江省腫瘤醫(yī)院腹部外科(杭州 310022);4浙江省臺(tái)州醫(yī)院病理科(臺(tái)州 317000)
程向東,Tel:13968032995;E-mail:abcsurg@gmail.com