知母皂苷AIII促進(jìn)曲美替尼對(duì)肺癌A549細(xì)胞抑制活性的研究

肖毅　朱欣婷　徐衛(wèi)　劉云　李三華

【摘 要】 目的：觀察曲美替尼與知母皂苷AIII聯(lián)合作用時(shí)對(duì)肺癌A549細(xì)胞的抑制效應(yīng)。方法：曲美替尼單獨(dú)或與知母皂苷AIII聯(lián)合作用于肺癌A549細(xì)胞;利用CCK8試劑盒檢測(cè)細(xì)胞生長(zhǎng)，單細(xì)胞集落形成實(shí)驗(yàn)檢測(cè)細(xì)胞增殖能力，劃痕實(shí)驗(yàn)檢測(cè)細(xì)胞遷移能力，流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)細(xì)胞周期分布。結(jié)果：曲美替尼與知母皂苷AIII聯(lián)合使用時(shí)對(duì)A549細(xì)胞生長(zhǎng)和遷移的抑制效果明顯高于曲美替尼單獨(dú)使用時(shí)的抑制效果（P<0.05）;當(dāng)曲美替尼與知母皂苷AIII聯(lián)用時(shí)單細(xì)胞未能形成集落克隆;曲美替尼與知母皂苷AIII均能使A549周期阻滯于G0/G1期，但二者聯(lián)合使用時(shí)的阻滯效果并未顯著高于曲美替尼單獨(dú)使用時(shí)的阻滯效果（P>0.05）。結(jié)論：知母皂苷AIII顯著提高了曲美替尼對(duì)肺癌A549細(xì)胞生長(zhǎng)、增殖和遷移能力的抑制。

【關(guān)鍵詞】 知母皂苷AIII;曲美替尼;肺癌

【中圖分類(lèi)號(hào)】R285.5 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】 A【文章編號(hào)】1007-8517（2020）14-0008-05

Timosaponin AⅢ Enchances Inhibition Effect of Trametinib on Lung Cancer A549 Cells

XIAO Yi1，2 ZHU Xingting2 XU Wei3 LIU Yun1，2 LI Sanhua1，2*

1. Research Center for Medicine and Biology， Zunyi Medical University， Zunyi 563099， China;

2. Guizhou Provincial Collegebased Key Lab for Tumor Prevention and Treatment with Distinctive Medicines，Zunyi 563099，China;

3. School of Basic Medical Science， Zunyi Medical University， Zunyi 563099， China;

4. School of Pharmacy， Zunyi Medical University， Zunyi 563099， China

Abstract：Objective To investigate the inhibition effect of trametinib on lung cancer A549 cells when used combined with timosaponin AⅢ. Methods Trametinib was used only or combined with timosaponin AⅢ on A549 cells.CCK8 reagent was used to test growth of cells and colony formation from single cell was used to test proliferation capacity of cells. Wound Healing was used to test migrating ability of cells. Cell cycle was detected by flow cytometry. Results Compared with the cells treated with trametinib only， cells growth and migrating rate declined when cells treated with trametinib and timosaponin AⅢ （P<0.05）. No colony grew out from single cell when cells treated with Timosaponin AⅢ and trametinib. Both Trametinib and timosaponin AⅢ blocked A549 cells at G0/G1 stage. The blocked proportion of cells treated with trametinib and timosaponin AⅢ combined was not markedly higher than which of cells treated with trametinib only （P>0.05）.Conclusion Timosaponin AⅢ enhances the inhibition effect of trametinib on A549 cells through reducing growth， proliferation and migrating ability of cells.

Keywords：Timosaponin AⅢ; Trametinib; Lung Cancer

由于環(huán)境污染、吸煙、肺部感染等誘發(fā)肺部腫瘤因素的增加，肺癌已成為全世界發(fā)病率和致死率均位居前列的惡性腫瘤[1]。目前，以藥物為主的化療仍然是肺癌治療的重要手段，但使用單一化療藥物治療惡性腫瘤具有較多局限性，比如藥物使用劑量大而導(dǎo)致毒副作用大，治療過(guò)程種產(chǎn)生耐藥而降低治療效果等。藥物聯(lián)用具有能夠?qū)崿F(xiàn)藥物間的協(xié)同效用提高治療效果和降低藥物使用劑量降低毒副作用等優(yōu)點(diǎn)，藥物聯(lián)用治療腫瘤已逐漸成為研究者和臨床醫(yī)生的關(guān)注重點(diǎn)之一。

來(lái)自于動(dòng)物、植物和微生物的天然產(chǎn)物具有資源豐富、結(jié)構(gòu)多樣和作用靶點(diǎn)多等優(yōu)點(diǎn)，是抗腫瘤藥物的主要來(lái)源。皂苷是一類(lèi)主要來(lái)源于植物的天然產(chǎn)物，是苷元為三萜或甾烷類(lèi)化合物的一類(lèi)糖苷物質(zhì)。許多中藥如知母、柴胡、人參等中均含有皂苷類(lèi)物質(zhì)，具有抗腫瘤、抗菌、調(diào)節(jié)免疫、心血管保護(hù)和降血糖等多種藥理作用[2-4]。以皂苷類(lèi)化合物為底物，通過(guò)生物轉(zhuǎn)化還可獲得結(jié)構(gòu)新穎、活性?xún)?yōu)良、毒副作用小的皂苷轉(zhuǎn)化物，皂苷類(lèi)化合物是先導(dǎo)化合物和新藥發(fā)現(xiàn)的重要來(lái)源[5]。知母是我國(guó)的傳統(tǒng)中藥，含有豐富的皂苷類(lèi)活性物質(zhì);知母皂苷AⅢ（Timosaponin AⅢ）是知母中一種含量較為豐富的皂苷物質(zhì)，是以菝葜皂苷元為母核，由菝葜皂苷元C-22 位的羥基脫氫后與兩個(gè)果糖和一個(gè)葡萄糖縮合而成的多糖苷，有抗腫瘤、抗抑郁、改善記憶與降血壓等多種藥理作用[2]，具有開(kāi)發(fā)為臨床藥物的前景。本研究發(fā)現(xiàn)知母皂苷AⅢ低使用劑量對(duì)肺癌A549細(xì)胞的抑制作用較微弱時(shí)卻可以提高腫瘤靶向治療藥物曲美替尼（Trametinib）對(duì)細(xì)胞的抑制效應(yīng)，研究結(jié)果對(duì)挖掘中藥知母及其活性物質(zhì)在腫瘤臨床治療中的應(yīng)用具有參考意義。

1 材料與方法

1.1 材料 知母皂苷AIII（Target Mol公司），曲美替尼（百靈威科技有限公司）;A549細(xì)胞（武漢普諾賽生命科技有限公司）;RPMI1640培養(yǎng)基（Hyclone公司）;胎牛血清（GIBCO公司）;CCK8試劑盒與細(xì)胞周期檢測(cè)試劑盒（碧云天生物技術(shù)有限公司）。

1.2 儀器 FC酶標(biāo)儀（Thermo）;C6流式細(xì)胞儀（BD）;IX73顯微鏡（Olympus）。

1.3 方法

1.3.1 細(xì)胞培養(yǎng) A549細(xì)胞用RPMI1640培養(yǎng)基（含10%胎牛血清、青霉素100 IU/mL、鏈霉素100 IU/mL）于37 ℃、5%CO2和100%濕度環(huán)境中常規(guī)培養(yǎng)。

1.3.2 細(xì)胞生長(zhǎng)檢測(cè) A549細(xì)胞以5×103個(gè)/孔的密度接種到96孔培養(yǎng)板中培養(yǎng)，細(xì)胞分為4組，每組6個(gè)重復(fù)孔;24 h后分別加入體積分?jǐn)?shù)為2.5‰的DMSO（對(duì)照）、7.5 μM的知母皂苷AIII、5 μM的曲美替尼、7.5 μM的知母皂苷AIII+5 μM的曲美替尼;于加藥后的24 h、48 h和72 h加入CCK8試劑，酶標(biāo)儀測(cè)定520 nm光波吸光度值并計(jì)算細(xì)胞活率。細(xì)胞活率（%）=（OD對(duì)照組-OD藥物組）/ OD對(duì)照組×100%。

1.3.3 集落形成檢測(cè) A549細(xì)胞以1×103個(gè)/孔的密度接種到6孔培養(yǎng)板中培養(yǎng);24 h后細(xì)胞分為4組，分別加入體積分?jǐn)?shù)為2.5‰的DMSO（對(duì)照）、7.5 μM的知母皂苷AIII、5 μM的曲美替尼、7.5 μM的知母皂苷AIII+5 μM的曲美替尼，加藥24 h后更換新鮮培養(yǎng)基繼續(xù)培養(yǎng)10 d，集落采用甲醇固定2 min后用吉木薩染料染色20 min，拍照觀察。

1.3.4 細(xì)胞遷移檢測(cè) A549細(xì)胞以5×104個(gè)/孔的密度接種到24孔培養(yǎng)板中培養(yǎng);24 h后細(xì)胞分為4組進(jìn)行劃痕實(shí)驗(yàn)，分別加入體積分?jǐn)?shù)為2.5‰的DMSO（對(duì)照）、7.5 μM的知母皂苷AIII、5 μM的曲美替尼、7.5 μM的知母皂苷AIII+5 μM的曲美替尼;顯微鏡下拍照觀察并測(cè)量細(xì)胞間劃痕距離，即為0 h劃痕距離;藥物處理24 h后顯微鏡下拍照觀察并測(cè)量細(xì)胞間劃痕距離，即為24 h劃痕距離。細(xì)胞相對(duì)遷移率（%）=（實(shí)驗(yàn)組0 h劃痕距離-實(shí)驗(yàn)組24 h劃痕距離）/（對(duì)照組0 h劃痕距離-對(duì)照組24 h劃痕距離）×100%。

1.3.5 細(xì)胞周期檢測(cè) A549細(xì)胞以每孔5×104萬(wàn)個(gè)/孔的密度接種到6孔培養(yǎng)板中;24 h后細(xì)胞分為4組，分別加入體積分?jǐn)?shù)為2.5‰的DMSO（對(duì)照）、7.5 μM的知母皂苷AIII、5 μM的曲美替尼、7.5 μM的知母皂苷AIII+5 μM的曲美替尼;加藥24 h后消化離心收集細(xì)胞，根據(jù)細(xì)胞周期檢測(cè)試劑盒的操作流程操作并于細(xì)胞流式儀檢測(cè)分析細(xì)胞周期。

1.2.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析 采用SPSS2.0軟件對(duì)三次重復(fù)實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析，P<0.05表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 細(xì)胞生長(zhǎng)檢測(cè) 由圖2可知，當(dāng)知母皂苷AIII單獨(dú)使用時(shí)，對(duì)肺癌A549細(xì)胞的生長(zhǎng)抑制效應(yīng)較為微弱（約為20%），隨著作用時(shí)間的增加，抑制效果并未增強(qiáng);但與曲美替尼聯(lián)用時(shí)顯著促進(jìn)了曲美替尼對(duì)細(xì)胞的抑制效應(yīng)，這種促進(jìn)效應(yīng)隨著藥物作用時(shí)間的增加而增加（P<0.05），表明二者聯(lián)用對(duì)A549細(xì)胞的生長(zhǎng)具有協(xié)同抑制效應(yīng)。

2.2 集落形成檢測(cè) 由圖3可知，知母皂苷AⅢ對(duì)A549細(xì)胞的集落形成無(wú)顯著改變，曲美替尼對(duì)A549細(xì)胞的增殖能力有一定程度的抑制，使集落數(shù)量和集落大小均減少;當(dāng)知母皂苷與AⅢ曲美替尼聯(lián)合使用時(shí)，無(wú)集落形成，表明二者聯(lián)用時(shí)對(duì)細(xì)胞的增殖能力有很強(qiáng)的抑制作用。

2.3 細(xì)胞遷移檢測(cè) 由圖4可知，與對(duì)照組相比，知母皂苷AⅢ對(duì)A549細(xì)胞遷移的抑制效應(yīng)差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05），曲美替尼能顯著抑制A549細(xì)胞遷移（P<0.05）;當(dāng)曲美替尼與知母皂苷AⅢ聯(lián)合使用時(shí)，抑制程度顯著高于曲美替尼單獨(dú)使用（P<0.05），表明二者聯(lián)用對(duì)A549細(xì)胞的遷移具有協(xié)同抑制效應(yīng)。

2.4 細(xì)胞周期檢測(cè) 由圖5可知，知母皂苷AⅢ和曲美替尼單獨(dú)使用時(shí)均使A549細(xì)胞的細(xì)胞周期進(jìn)程阻滯于G0/G1，雖然知母皂苷AⅢ提高了曲美替尼的阻滯效果，但差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05），表明知母皂苷AⅢ不能顯著提高曲美替尼對(duì)A549細(xì)胞的周期阻滯效果。

3 討論

眾所周知，腫瘤細(xì)胞中的多種信號(hào)通路常常是異常活化的，導(dǎo)致了細(xì)胞增殖失控和凋亡受阻等，與腫瘤的發(fā)生發(fā)展有密切關(guān)系。目前，以信號(hào)通路為靶點(diǎn)的靶向藥物已普遍用于各種腫瘤的治療，但針對(duì)單一通路或單一靶點(diǎn)的藥物阻斷某一信號(hào)通路以后可能會(huì)導(dǎo)致其他信號(hào)通路反饋性激活而使腫瘤細(xì)胞逃逸藥物的作用，這是藥物療效逐漸下降的重要原因。聯(lián)合用藥同時(shí)作用于多個(gè)靶點(diǎn)，能產(chǎn)生更持久和有效的治療效果，同時(shí)也可以降低用藥量和減少毒副作用，已成為腫瘤治療的研究熱點(diǎn)。

曲美替尼（商品名：Mekinist）是RAS-RAF-MEK-ERK信號(hào)通路的抑制劑，于2013年被美國(guó)FDA批準(zhǔn)用于治療BRAF V600E或V600k基因突變的黑色素瘤。在臨床二期試驗(yàn)中，對(duì)存在KRAS突變的IV期肺腺癌患者應(yīng)用曲美替尼治療，發(fā)現(xiàn)其治療效果與多西他賽的治療效果相近[6]。目前也有曲美替尼治療肺癌的臨床報(bào)道，患者的無(wú)進(jìn)展生存時(shí)間達(dá)到6個(gè)月[7]，可見(jiàn)該藥具有治療肺癌的應(yīng)用前景。有研究表明，曲美替尼作用于前列腺癌和結(jié)腸癌細(xì)胞后雖然抑制了ERK1/2的活性，卻導(dǎo)致STAT3信號(hào)的異常激活[8];曲美替尼作用于胃癌細(xì)胞后在降低了ERK活性的同時(shí)也使STAT3信號(hào)升高，而在隱丹參酮與曲美替尼共同作用下，胃癌細(xì)胞中的ERK和STAT3信號(hào)則同時(shí)被抑制[9];當(dāng)曲美替尼與西妥昔單抗聯(lián)合用于結(jié)腸癌細(xì)胞時(shí)，可以有效抑制結(jié)腸癌細(xì)胞增殖并促進(jìn)其凋亡，顯著提高 KRAS與BRAF突變型結(jié)腸癌細(xì)胞對(duì)西妥昔單抗的藥物敏感性，在體外實(shí)驗(yàn)中二者也具有協(xié)同效應(yīng)[10]，以上研究結(jié)果提示曲美替尼與其他藥物聯(lián)合使用可能更有益于腫瘤的治療。

知母為百合科植物知母的干燥根莖，是我國(guó)的傳統(tǒng)中藥，具有清熱瀉火、滋陰潤(rùn)燥等功效[11]。知母含有豐富的皂苷類(lèi)物質(zhì)，單體皂苷有40余種 [12]。知母皂苷AⅢ是其中一種單體皂苷，具有多種藥理作用，如抗腫瘤[13]、改善學(xué)習(xí)記憶功能[14]、抗凝血抗血栓[15]等。這些豐富的藥理作用提示知母皂苷AⅢ有廣闊的臨床應(yīng)用前景，但對(duì)于不同的疾病，知母皂苷AⅢ發(fā)揮功能的有效濃度和作用機(jī)制也可能存在較大差異。

本研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)知母皂苷AⅢ在較小的作用濃度下對(duì)A549細(xì)胞無(wú)明顯抑制效應(yīng)時(shí)，卻能提高曲美替尼對(duì) A549細(xì)胞的生長(zhǎng)、增殖和遷移的抑制，提示知母皂苷AⅢ和曲美替尼對(duì)肺癌細(xì)胞具有協(xié)同抑制的效應(yīng)。但知母皂苷AⅢ是否通過(guò)抑制了曲美替尼反饋性激活的STAT3信號(hào)或其他信號(hào)來(lái)促進(jìn)曲美替尼的作用有待于下一步的驗(yàn)證。此外，在動(dòng)物水平是否存在該效應(yīng)有待于建立動(dòng)物的移植瘤模型和腫瘤轉(zhuǎn)移模型來(lái)進(jìn)行驗(yàn)證。由于中藥知母中皂苷類(lèi)物質(zhì)較多，知母中的其他種類(lèi)皂苷物質(zhì)是否也有相似的作用效應(yīng)也值得探討。綜上所述，研究突出了聯(lián)合用藥治療肺癌的重要作用，提供了一種潛在的知母皂苷與曲美替尼聯(lián)合用藥治療肺癌的方案。本研究只是初步探索知母皂苷聯(lián)合曲美替尼對(duì)肺癌細(xì)胞A549的抑制活性，由本研究到臨床試驗(yàn)還有很多問(wèn)題需要解決，如知母皂苷聯(lián)合曲美替尼抑制肺癌細(xì)胞A549活性潛在的分子機(jī)制、信號(hào)途徑介導(dǎo)，以及動(dòng)物水平是否有效等。

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（收稿日期：2020-04-03 編輯：劉 斌）

基金項(xiàng)目：貴州省衛(wèi)生計(jì)生委科學(xué)技術(shù)基金項(xiàng)目（gzwjkj2017-1-49）;遵義市科技局市校聯(lián)合基金項(xiàng)目（2018[16]）;遵義醫(yī)科大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目（201751066）。

作者簡(jiǎn)介：肖毅（1988-），男，漢族，博士，講師，研究方向?yàn)樘烊换钚援a(chǎn)物抗腫瘤研究。E-mail：584177371@qq.com

通信作者：李三華（1979-），女，漢族，碩士，副教授，研究方向?yàn)樘烊换钚援a(chǎn)物抗腫瘤研究。E-mail：zyzmclsh@163.com