侯晶晶,殷梓辛,房傳賜,李雅娟,陳溪雯,孫卉,覃薇,錢亞云
揚州大學醫(yī)學院,江蘇 揚州 225009
南蛇藤屬于衛(wèi)矛科南蛇藤屬植物,具有解毒消腫、活血行氣等功效。已有研究表明,南蛇藤提取物(celastrus orbiculatus ethylacetate extract,COE)具有抑制腫瘤生長的作用[1-2]。課題組發(fā)現,COE可抑制胃癌細胞的上皮間質轉化(epithelial stromal transformation,EMT)[3]。胃癌的發(fā)生及早期轉移與EMT的程度呈正相關[4-5],癌細胞通過EMT可獲得更具侵襲性的特點。為進一步研究COE對MGC803/miR-144+細胞的作用機制,本研究觀察COE對MGC803/miR-144+細胞增殖與遷移能力的影響,進一步研究其與EMT之間的作用關系。
1.1 細胞人胃癌MGC803細胞(中國科學院上海生命科學研究院細胞資源中心,貨號C6582);MGC803/miR-144+細胞株由本實驗室構建。
1.2 藥物與試劑南蛇藤(廣州致信藥業(yè)有限公司,批號:070510);5-氟尿嘧啶注射液(5-fluorouracil,5-Fu,天津金耀氨基酸有限公司,批號:1302201)。RPMI 1640細胞培養(yǎng)基(美國Hyclone公司,貨號:SH308009);胎牛血清、胰蛋白酶(美國Gibco公司,貨號分別為:232700、M2128);MTT粉(美國Sigma公司,貨號:0222701);細胞裂解液(上海Beyotime公司,貨號:P0013);BCA蛋白濃度測定試劑盒(上海碧云天生物公司,貨號:P0010S);Tris-HCL溶液(pH6.8、pH8.8)(南京凱基生物公司,貨號分別為:KGB005、KGB009);氯化鈉(上海Beyotime公司,貨號:ST347);氯化鉀(上海Beyotime公司,貨號:ST345);兔抗人E-Cadherin、N-Cadherin、Vimentin、β-actin單克隆抗體、HRP標記的兔抗山羊IgG抗體(美國CST公司,貨號分別為:14472S、13116S、5741T、3700S、14708S)。
1.3 儀器蛋白電泳槽、全自動酶標板分析儀、SDS-PAGE凝膠成像分析儀(美國Bio-Rad公司);倒置熒光顯微鏡(日本Olympus公司)。
2.1 藥物制備COE的制備過程如下[3-4]:將南蛇藤莖切成小段,并粉碎成粉,用95%乙醇提取3次,回收溶劑至干,加水分散后,再依次用石油醚和乙酸乙酯萃取3次,回收乙酸乙酯層,減壓濃縮并進行真空凍干,最后得到的即是COE。其提取物在使用前用二甲基亞砜(DMSO)溶解,用無血清的DMEM培養(yǎng)基將其稀釋成所需要的濃度,并用0.22μm的微孔濾膜過濾除菌,4℃保存。COE的提取制備方法已獲得國家發(fā)明專利(專利號:ZL200710025343.3)。取適量的5-Fu,用無血清的DMEM培養(yǎng)基將其稀釋成終濃度50 mg·L-1,用0.22μm的微孔濾膜過濾除菌,4℃保存。
2.2 MTT實驗取對數生長期的MGC803/miR-144+細胞,用胰蛋白酶消化并計數,將5×103個細胞數種于96孔板中,過夜貼壁。將不同濃度的COE(0 mg·L-1、20 mg·L-1、40 mg·L-1、80 mg·L-1、160 mg·L-1、320 mg·L-1)加入到上述細胞中。加藥24 h后,每孔加20μL MTT,作用4 h后,加150μL DMSO,振蕩10 min,用酶標儀測定OD值,計算MGC803/miR-144+細胞的增殖率。根據半數抑制濃度,確定后續(xù)實驗所用的藥物濃度。實驗設6個復孔,重復3次。
細胞增殖抑制率=(1-COE組平均OD值/對照組平均OD值)×100%
2.3 細胞劃痕實驗取對數生長期的MGC803/miR-144+細胞,每孔5×105個,種于6孔板中,分別設立空白質粒對照組、不加藥陰性組、COE組(100 mg·L-1)和陽性對照組(5-Fu,50 mg·L-1)。待細胞貼壁長滿后,用10μL的無菌白色槍頭在6孔板的底部劃直線,用PBS洗2遍。在倒置顯微鏡下觀察細胞劃痕寬度的變化并拍照。將不加藥陰性組、COE組(100 mg·L-1)和陽性對照組(5-Fu,50 mg·L-1)加藥作用24 h后,在倒置顯微鏡下觀察細胞劃痕的寬度,并拍照。
細胞遷移抑制率(%)=(1-COE組細胞劃痕寬度差值/對照組細胞劃痕寬度差值)×100%
2.4 Western blot法檢測COE對MGC803/miR-144+細胞上皮間質轉化相關蛋白表達的影響取對數生長期的MGC803/miR-144+細胞,分別設置為空白質粒對照組、不加藥陰性組、COE組(100 mg·L-1)和陽性對照組(5-Fu,50 mg·L-1),將其消化并計數,取5×105個細胞種于6孔板中,藥物作用24 h后,細胞裂解,收集并提取細胞總蛋白,測其濃度并定量。配膠后,加適量的蛋白樣品,電泳、轉膜、封閉、一抗孵育、二抗孵育、曝光、分析數據。
2.5 統(tǒng)計學方法采用SPSS 24.0軟件進行數據分析,計數資料采用均數±標準差(±s)表示,使用配對t檢驗,以P<0.05表示有統(tǒng)計學意義。
3.1 COE對MGC803/miR-144+細胞增殖能力的影響藥物作用24 h后,與空白質粒對照組相比,COE能明顯抑制MGC803/miR-144+細胞的增殖,并呈一定的濃度依賴性。根據增殖率計算COE作用于MGC803/miR-144+細胞的半數抑制濃度為126.86 mg·L-1。為了獲得藥物作用于細胞的最佳濃度,并且排除藥物對細胞的毒性,后續(xù)相關實驗選用COE濃度為100 mg·L-1。見圖1。
圖1 COE對MGC803/miR-144+細胞增殖能力的影響
3.2 COE對MGC803/miR-144+細胞遷移能力的影響與空白質粒對照組相比,經COE和5-Fu處理后的人胃癌MGC803/miR-144+細胞遷移的速率顯著變緩,傷痕愈合較慢,抑制作用更明顯。提示COE可抑制MGC803/miR-144+細胞的遷移能力。見圖2。
圖2 COE對MGC803/miR-144+細胞遷移能力的影響(×100)
3.3 COE對MGC803/miR-144+細胞上皮間質轉化相關蛋白表達水平的影響與空白質粒組比較,COE組N-cadherin、Vimentin的蛋白表達明顯降低,E-cadherin的蛋白表達明顯升高(P<0.05)。提示COE可抑制MGC803/miR-144+細胞株上皮間質轉化的進程。見圖3。
圖3 EMT相關蛋白表達水平
胃癌屬于胃黏膜上皮細胞癌,嚴重影響人類的健康。最新研究表明,胃癌是癌癥中的第三大死因,其發(fā)生與幽門螺桿菌[6-7]、E病毒感染[8]、家族遺傳[9]等密切相關。胃癌早期癥狀并不明顯,臨床上主要以手術治療和術后放化療為主,預后較差。早期患者的治愈率較高,中晚期胃癌患者的治愈率僅達30%[10]。因此,針對胃癌的早期診斷研究顯得尤為重要。
隨著對miRNA研究的不斷深入,有越來越多的miRNA及其靶點被發(fā)現,為胃癌的基因診斷和治療提供了更多的指導和依據[11-14]?,F有大量實驗數據表明,miR-144在腫瘤中起抑癌作用[15-17],可抑制腫瘤的增殖、侵襲與轉移等功能。miR-144為胃癌的治療與診斷提供新思路。
研究發(fā)現,中藥復方及其活性成分,如滋陰化痰方[18]、健脾消癌方[19]、半枝蓮[20]、紫草素[21]等對腫瘤有一定的抑制作用。本研究發(fā)現COE作用于MGC803/miR-144+細胞24 h后,可明顯抑制其增殖能力和遷移能力,且呈一定的濃度依賴性,且其半數抑制濃度為126.86 mg·L-1。
EMT是上皮細胞向間充質細胞轉化的生理或病理過程,其中細胞發(fā)生表型改變,包括細胞極性喪失和細胞間黏附,細胞遷移和侵襲性等特性的獲得,這些都是腫瘤進展的重要原因[22-24]。研究發(fā)現,胃癌的轉移與EMT相關[25]。本實驗通過COE作用于MGC803/miR-144+細胞株,檢測COE對MGC803/miR-144+細胞中上皮間質轉化相關蛋白的影響。結果顯示,COE組中N-cadherin、Vimentin蛋白表達明顯降低,E-cadherin蛋白表達明顯升高。表明COE可抑制MGC803/miR-144+細胞中上皮間質轉化的進程。