山奈酚抑制小鼠黑色素瘤細胞增殖的縫隙連接機制觀察

周瑤，唐毅，杜標炎

(1湖南中醫(yī)藥高等?？茖W校，湖南株洲412012；2湖南中醫(yī)藥高等?？茖W校附屬第一醫(yī)院；3廣州中醫(yī)藥大學)

黑色素瘤對放療、化療不敏感，且容易轉(zhuǎn)移復發(fā)，患者預后差[1,2]。山奈酚屬于黃酮類化合物，具有抗腫瘤作用，且毒副作用小，能提高正常皮膚的抗氧化能力，抑制皮膚損傷和腫瘤發(fā)生[3～5]?？p隙連接又稱信息連接，是相鄰細胞側(cè)面的一種跨膜通道，主要介導細胞間的物質(zhì)和信息交換，對細胞新陳代謝、內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定、增殖和分化等生理過程均具有重要的調(diào)節(jié)作用。研究表明，多種抗腫瘤藥物的活性成分可通過加強腫瘤細胞的縫隙連接通訊功能達到抗腫瘤的效應?？p隙連接的基本單位為縫隙連接蛋白(Cx)，其在腫瘤細胞的形成和發(fā)展方面具有重要的調(diào)節(jié)作用[6,7]，其中以縫隙連接蛋白43(Cx43)在人體內(nèi)分布最廣、數(shù)量最多、與腫瘤聯(lián)系最為密切[8,9]。2016年1月～2017年3月我們從調(diào)節(jié)細胞間Cx43表達量和縫隙連接通訊的角度入手，觀察了山奈酚抑制小鼠黑色素瘤B16細胞增殖的作用。現(xiàn)報告如下。

1　材料與方法

1.1材料山奈酚購自美國Sigma公司(批號：60010，純度>97%)。小鼠黑色素瘤細胞B16購于中國科學院細胞庫。細胞培養(yǎng)用RPMI 1640粉、胰蛋白酶和新生牛血清、Cx43一抗均購自Gibco公司，青、鏈霉素雙抗合劑購自Hyclone公司，MTT購自美國Sigma公司，二甲基亞砜(DMSO)購自上海滬試實驗室器材股份有限公司。倒置顯微鏡(重慶COIC)，Bio-Rad-680型全自動酶標儀(日本Bio-Rad)。

1.2細胞培養(yǎng)將B16細胞置于37 ℃、5% CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)；第2天，棄掉原培養(yǎng)基，替換為含10% FBS+90% RPMI 1640+1%雙抗的完全培養(yǎng)基，繼續(xù)培養(yǎng)；當細胞融合率達80%～90%時，1∶2胰酶消化傳代。

1.3山奈酚抑制B16細胞存活率的最佳濃度篩選將B16細胞接種于96孔板(2×104個/mL，每孔100 μL)培養(yǎng)24 h，分別加入終濃度為3.125、6.25、12.5、25、50、100 μmol/L山奈酚，每組設6個復孔(100 μL/孔)。培養(yǎng)箱中繼續(xù)培養(yǎng)72 h，采用MTT法檢測細胞存活率。酶標儀測定490 nm波長處每孔吸光度(A)值。計算山奈酚對B16細胞的半數(shù)致死量。結(jié)果顯示，3.125、6.25、12.5、25、50、100 μmol/L山奈酚處理細胞72 h，細胞增殖抑制率分別為5.325%、12.148%、16.974%、34.345%、61.764%、77.716%，即不同劑量的山奈酚對B16細胞均有生長抑制作用，其作用呈濃度依賴性。山奈酚對B16的半數(shù)致死濃度為34.38 μmol/L，因此后續(xù)實驗中山奈酚的藥物濃度選擇為12.5、25、50 μmol/L。

1.4山奈酚對B16細胞數(shù)量及形態(tài)影響的觀察將細胞消化后接種于24孔板培養(yǎng)24 h，隨機分為四組，分別加入0(陰性對照)、12.5、25、50 μmol/L山奈酚，作用72 h，光鏡下觀察各組細胞的數(shù)量及形態(tài)變化。

1.5山奈酚對B16細胞縫隙連接通訊功能影響的觀察將細胞預先分為供體細胞組和接受細胞組，兩組分別設山奈酚0、12.5、25、50 μmol/L四個濃度，均藥物干預72 h；將各濃度組供體細胞用PBS洗1次，避光下將細胞與Calcein-Am 0.2 μL和CMTMR-Am 0.4 μL用無血清RPMI 1640培養(yǎng)基共同孵育，1 h后消化計數(shù)，稀釋至5 000個/mL；另將各濃度接受細胞用PBS洗1次，按原濃度對應組分別重新添加對應濃度藥液，仍為0、12.5、25、50 μmol/L四個濃度；將稀釋好的供體細胞添加至對應濃度的接受細胞組，每孔添加1 mL供體細胞懸浮液，孵育4 h；采用熒光示蹤法于熒光顯微鏡下計算每個供體細胞周圍含有Calcein-Am的接受細胞數(shù)目。

1.6山奈酚對B16細胞Cx43蛋白表達影響的觀察將細胞消化后接種于24孔板培養(yǎng)24 h，隨機分為四組，分別給予0、12.5、25、50 μmol/L山奈酚干預72 h，收集各組細胞，采用Western blotting法檢測Cx43蛋白相對表達量。

2　結(jié)果

2.1各組細胞生長形態(tài)比較光鏡下可見陰性對照細胞密度高，形態(tài)多為菱形，細胞輪廓清晰，細胞核染色均勻。山奈酚組隨著山奈酚濃度的升高，鏡下細胞數(shù)量越來越少，細胞形態(tài)逐漸不規(guī)則，出現(xiàn)很多分支突起；上述變化以50 μmol/L組表現(xiàn)最為明顯，且細胞核中出現(xiàn)明顯顆粒狀物質(zhì)。

2.2各組細胞縫隙連接通訊功能比較山奈酚作用于B16細胞72 h時，在熒光顯微鏡下可見供體細胞貼壁不久即呈圓形，隨著山奈酚濃度的增加，每個黃色供體細胞旁的綠色接受細胞數(shù)目明顯增多。0、12.5、25、50 μmol/L山奈酚組每個供體細胞周圍接受細胞的個數(shù)分別為(1.95±1.35)、(7.10±2.12)、(13.48±5.36)、(35.13±6.09)個，各濃度間比較P均<0.01。

2.3各組Cx43蛋白表達比較0、12.5、25、50 μmol/L山奈酚組Cx43蛋白相對表達量分別為0.17、0.28、0.48、0.83，各濃度間比較P均<0.01。

3　討論

山奈酚是一種研究較多的具有抗癌效應的黃酮類化合物，主要來源于姜科植物山奈的根莖，在其他植物如蔬菜、水果、中藥材中也廣泛存在。已有大量研究報道，山奈酚對肝癌、胃癌、腸癌、肺癌、乳腺癌、膽管癌、大鼠前列腺細胞癌、白血病等具有抗癌效應，且安全無毒，具有良好的臨床應用前景[4，9，11～16]。

縫隙連接是細胞間一種重要的細胞連接，能聯(lián)通相鄰兩側(cè)細胞，是細胞間重要的交通管道，供細胞間交換小分子物質(zhì)和離子等，以傳遞細胞間的化學信息，故又被稱為通信連接[17]。研究表明，縫隙連接通訊功能低下是腫瘤細胞生長和轉(zhuǎn)移的重要原因，通過增強癌細胞間的縫隙連接通訊功能，加速細胞間化學物質(zhì)和化學信息的傳遞，是某些抗癌藥物起效的重要作用機制[18]。Cx是縫隙連接的物質(zhì)組成基礎，其表達可影響細胞間的縫隙連接通訊功能。研究顯示，通過對Cx低表達的腫瘤組織重新引入Cx使其恢復原有表達或過表達，均可抑制腫瘤的體外增殖和腫瘤的體內(nèi)生長[7]，說明Cx與腫瘤關系密切，對腫瘤具有抑制作用。Cx43普遍存在于所有細胞中，是現(xiàn)今研究的熱點，很多惡性腫瘤包括黑色素瘤均存在Cx43或縫隙連接通訊下調(diào)[19]。已有研究證實，抗癌藥物能通過改善腫瘤細胞膜上Cx43的表達量來促進細胞間縫隙連接通訊功能，從而增強藥物的腫瘤殺傷效應，并在腫瘤的自殺基因療法中使自殺基因系統(tǒng)的毒性產(chǎn)物更多地通過縫隙連接通道傳導到未轉(zhuǎn)染自殺基因的細胞中，進而增強藥物的旁殺傷效應[3]。

本研究結(jié)果顯示：山奈酚能體外抑制B16細胞增殖，光鏡下見山奈酚作用下細胞數(shù)量減少、形態(tài)變得不規(guī)則，且上述作用隨著藥物作用濃度的升高而增強。細胞接種熒光示蹤法顯示，經(jīng)山奈酚處理后的藥物組供體細胞旁的接受細胞數(shù)目顯著增加，且具有量效依賴性，說明藥物組細胞間的物質(zhì)傳遞功能增強，山奈酚能通過促進B16細胞間縫隙連接通訊功能實現(xiàn)對腫瘤細胞的殺傷效應。Western blotting檢測結(jié)果顯示，山奈酚上調(diào)B16細胞Cx43蛋白表達量，且有明顯的量效關系，初步揭示了山奈酚促進B16細胞縫隙連接通訊功能的具體機制。

綜上所述，山奈酚可抑制小鼠黑素瘤B16細胞增殖，具有明確的抗腫瘤作用；促進Cx43表達和縫隙連接通訊功能可能是其作用機制。

參考文獻：

[1] 田紅,肖桂芝,田苗,等.黑色素瘤治療藥物的研究進展[J].現(xiàn)代藥物與臨床,2015,30(7):890-896.

[2] 張艷麗,祝順琴,劉亞玲,等.惡性黑色素瘤內(nèi)科治療研究進展[J].腫瘤防治研究,2014,41(1):74-78.

[3] 張雅雯,邵東燕,師俊玲,等.山奈酚生物功能研究進展[J].生命科學,2017,29(4):400-405.

[4] 周瑤,杜標炎,譚宇蕙,等.山奈酚對大鼠肝癌細胞CBRH7919的增殖抑制及誘導凋亡作用[J].廣州中醫(yī)藥大學學報,2010,27(3):250-253,317.

[5] 杜標炎,周瑤,譚宇蕙,等.山奈酚對人胃癌MGC-803細胞的生長抑制及誘導凋亡作用[J].腫瘤,2010,30(6):477-480.

[6] 汪靈芝,彭建新,陶亮,等.縫隙連接蛋白43組成的縫隙連接對依托泊苷抗腫瘤作用的影響[J].中國癌癥雜志,2015,25(1):1-5.

[7] 許雅芳,宋麗艷,張章,等.縫隙連接蛋白:腫瘤治療的新視角[J].中國生化藥物雜志,2015,35(10):1-4.

[8] 趙宇,李玉梅,秦叔逵,等.Connexin43在肝細胞癌組織中的表達[J].腫瘤防治研究,2015,42(12):1210-1215.

[9] 張彩霞,江濱,張亞杰,等.間隙連接蛋白Cx43在腫瘤發(fā)生發(fā)展中作用[J].遼寧中醫(yī)藥大學學報,2017,19(1):147-151.

[10] 郭軍.黑色素瘤治療研究進展[J].科技導報,2014,32(26):15-21.

[11] Ademosun AO, Oboh G, Passamonti S, et al. Inhibition of metalloproteinase and proteasome activities in colon cancer cells by citrus peel extracts[J]. J Basic Clin Physiol Pharmacol, 2015,26(5):471-477.

[12] Jo E, Park SJ, Choi YS, et al. Kaempferol suppresses transforming growth factor-β1-induced epithelial-to-mesenchymal transition and migration of A549 lung cancer cells by inhibiting Akt1-mediated phosphorylation of smad3 at threonine-179[J]. Neoplasia, 2015,17(7):525-537.

[13] Lee GA, Choi KC, Hwang KA. Kaempferol, a phytoestrogen, suppressed triclosan-induced epithelial-mesenchymal transition and metastatic-related behaviors of MCF-7 breast cancer cells[J]. Environ Toxicol Pharmacol, 2017(49):48-57.

[14] Qin Y, Cui W, Yang X, et al. Kaempferol inhibits the growth and metastasis of cholangiocarcinoma in vitro and in vivo[J]. Acta Biochim Biophys Sin (Shanghai), 2016,48(3):238-245.

[15] Adebayo AH, Tan NH, Akindahunsi AA, et al. Anticancer and antiradical scavenging activity of Ageratum conyzoides L. (Asteraceae)[J]. Pharmacogn Mag, 2010,6(21):62-66.

[16] Wu LY, Lu HF, Chou YC, et al. Kaempferol induces DNA damage and inhibits DNA repair associated protein expressions in human promyelocytic leukemia HL-60 cells[J]. Am J Chin Med, 2015,43(2):365-382.

[17] 湯南,萬潔,陳博,等.紫杉醇、多西紫杉醇對大鼠肝細胞株BRL-3A細胞縫隙連接功能的影響[J].山東醫(yī)藥,2016,56(23):31-33.

[18] 杜標炎,周瑤,易華,等.六味地黃丸入血成分對自殺基因殺傷肝癌細胞的增效作用[J].中國實驗方劑學雜志,2013,19(16):220-224.

[19] 李玢,張廣獻,劉娟,等.過表達及定點突變縫隙連接蛋白Cx43小鼠黑色素瘤細胞模型的構(gòu)建[J].中藥新藥與臨床藥理,2014,25(3):373-377.