大黃素提高胰腺癌細(xì)胞化療敏感性的機(jī)制研究 |
發(fā)布時間:2012-10-18 信息來源:admin 發(fā)布人:admin 點擊次數(shù):2085 |
【摘要】 目的 探討大黃素能否提高胰腺癌細(xì)胞化療敏感性及其作用機(jī)制。方法 設(shè)立對照組(正 常人皮膚成纖維細(xì)胞/胰腺癌BXPC3細(xì)胞),順鉑組(5mg/L),吉西他濱組(0.5μmol/L),大黃素與順鉑聯(lián)合組(50μmol/L、5mg/L),大黃素與吉西他濱聯(lián)合組(50μmol/L、0.5μmol/L)。應(yīng)用MTT法檢測細(xì)胞存活率,流式細(xì)胞儀檢測細(xì)胞凋亡率,RTPCR法檢測不同細(xì)胞株中多藥耐藥相關(guān)蛋白1(MRP1)、多藥耐藥相關(guān)蛋白2(MRP2)、乳腺癌耐藥蛋白(BCRP)和P糖蛋白(Pgp)mRNA的表達(dá)。采用t檢驗比較兩組差 異。結(jié)果 順鉑組胰腺癌BXPC3細(xì)胞的存活率和凋亡率分別為62.44% ±3.42%和27.10% ±4.24%,大黃素與順鉑聯(lián)合組胰腺癌BXPC3細(xì)胞的存活率和凋亡率分別為30.53% ±0.05%和66.33% ±9.37%,兩組比較,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(t=13.20,5.35,P<0.05)。吉西他濱組胰腺癌BXPC3細(xì)胞的存活率和凋亡率分別為79.82% ±2.83%和13.48% ±1.65%,大黃素與吉西他濱聯(lián)合組胰腺癌BXPC3細(xì)胞的存活率和凋亡率分別為45.65% ±2.46%和62.74% ±10.18%,兩組比較,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(t=12.89,8.28,P<0.05)。順鉑組和大黃素與順鉑聯(lián)合組正常人皮膚成纖維細(xì)胞存活率比較,差異無統(tǒng)計學(xué)意義(t=2.08,P>0.05)。吉西他濱組和大黃素與吉西他濱聯(lián)合組正常人皮膚成纖維細(xì)胞存活率比較,差異無統(tǒng)計學(xué)意義(t=0.64,P>0.05)。在胰腺癌BXPC3細(xì)胞中,只能檢測到MRP1mRNA的表達(dá),未能檢測到MRP2、BCRP、PgpmRNA的表達(dá)。順鉑組胰腺癌BXPC3細(xì)胞的MRP1mRNA表達(dá)水平顯著降低,而大黃素與順鉑聯(lián)合組胰腺癌BXPC3細(xì)胞的MRP1mRNA表達(dá)水平則進(jìn)一步下調(diào)。結(jié)論 大黃素能夠提高胰腺癌細(xì)胞對順鉑的敏感性,其機(jī)制與下調(diào)的MRP1mRNA表達(dá)有關(guān)。 【關(guān)鍵詞】 胰腺腫瘤; 大黃素; 上禾生物 大黃提取物 多藥耐藥; 化療; BXPC3細(xì)胞株 Mechanism ofemodinenhancingchemosensitivityofpancreaticcancercells。祝粒危牵祝澹楠,SUNYueping, YIJing,WANGJian. DepartmentofGeneralSurgery,RenjiHospital,SchoolofMedicine,ShanghaiJiaotong University,Shanghai200127,China Correspondingauthor:WANGJian,Email:dr_wangjian@yahoo.com.cn 【Abstract】。希猓辏澹悖簦椋觯濉。裕铮椋睿觯澹螅簦椋纾幔簦澹鳎瑁澹簦瑁澹颍澹恚铮洌椋睿澹睿瑁幔睿悖澹螅悖瑁澹恚铮螅澹睿螅椋簦椋觯椋簦铮妫穑幔睿悖颍澹幔簦椋悖悖幔睿悖澹颍悖澹欤欤螅幔睿洌簦瑁澹恚澹悖瑁幔睿椋螅恚停澹簦瑁铮洌蟆。危铮颍恚幔欤瑁酰恚幔睿螅耄椋睿妫椋猓颍铮猓欤幔螅簦螅幔睿洌穑幔睿悖颍澹幔簦椋悖拢兀校锚玻常悖澹欤欤螅鳎澹颍澹洌椋觯椋洌澹洌椋睿簦铮悖铮睿簦颍铮欤纾颍铮酰,cisplatin(5mg/L)treatmentgroup,gemcitabine(0.5μmol/L)treatmentgroup,emodin(50μmol/L)+cisplatin(5mg/L)cotreatmentgroupandemodin(50μmol/L) +gemcitabine(0.5μmol/L)cotreatmentgroup.ThecellviabilitywasdetectedbyMTTassay,thecellapoptosisratebyflowcytometry,theexpressionofthemultidrugresistanceassociatedprotein1(MRP1),MRP2,breastcancerresistanceprotein(BCRP)andPglycoprotein(Pgp)mRNAindifferentcelllineswasdeterminedbyreversetranscriptionpolymerasechainreaction.Alldatawereanalyzedusingthettest.Results。裕瑁澹悖澹欤欤觯椋幔猓椋欤椋簦幔睿洌幔穑铮穑簦铮螅椋螅颍幔簦澹铮妫穑幔睿悖颍澹幔簦椋悖拢兀校锚玻常悖澹欤欤螅幔妫簦澹颍簦颍澹幔簦恚澹睿簦鳎澹颍澹叮玻矗矗 ±3.42% and27.10% ±4.24% inthecisplatintreatmentgroup,andtheywere30.53% ±0.05% and66.33% ±9.37% intheemodin+cisplatincotreatmentgroup.Thereweresignificantdifferencesincellviabilityandapoptosisratebetweenthetwogroups(t=13.20,5.35,P<0.05).ThecellviabilityandapoptosisrateofpancreaticBXPC3cellsaftertreatmentwere79.82% ±2.83% and13.48% ±1.65%inthegemcitabinetreatmentgroup,andtheywere45.65%±2.46% and62.74%±10.18%intheemodin+ gemcitabinecotreatmentgroup.ThereweresignificantdifferencesincellviabilityandapoptosisratebetweenDOI:10.3760/cma.j.issn.16739752.2010.05.012 基金項目:上海市衛(wèi)生局資助基金(2007049) thetwogroups(t=12.89,8.28,P<0.05).Therewasnosignificantdifferenceintheviabilityofnormalhuman skinfibroblastsbetweenthecisplatintreatmentgroupandtheemodin+ cisplatincotreatmentgroup,andalsobetweenthegemcitabinetreatmentgroupandtheemodin+gemcitabinecotreatmentgroup(t=2.08,0.64,P>0.05).ExpressionofMRP1mRNAwasdetectedinpancreaticBXPC3cells,whereastheexpressionofMRP2, BCRPandPgpmRNAwasundetectable.TheexpressionofMRP1mRNAinpancreaticBXPC3cellswassignifi cantlydownregulatedinthecisplatintreatmentgroup,andcisplatin+emodincotreatmenthadanadditiveeffectondownregulatingtheexpressionofMRP1mRNA.Conclusion。牛恚铮洌椋睿恚幔澹睿瑁幔睿悖澹悖瑁澹恚铮螅澹睿螅椋簦椋觯椋簦铮妫穑幔睿悖颍澹幔簦椋悖悖幔睿悖澹颍悖澹欤欤螅簦铮悖椋螅穑欤幔簦椋睿猓洌铮鳎瞠玻颍澹纾酰欤幔簦椋睿纾簦瑁澹澹穑颍澹螅螅椋铮睿铮妫停遥校保恚遥危粒 【Keywords】。校幔睿悖颍澹幔簦椋悖睿澹铮穑欤幔螅恚; Emodin;。停酰欤簦椋洌颍酰纾颍澹螅椋螅簦幔睿悖;。茫瑁澹恚铮簦瑁澹颍幔穑; BXPC3cells 胰腺癌是一種較常見的惡性腫瘤,預(yù)后差。高度耐藥是它的重要特征[1]。而腫瘤細(xì)胞過表達(dá)ABC轉(zhuǎn)運體是引起腫瘤細(xì)胞耐藥的主要原因。近年來,許多針對ABC轉(zhuǎn)運體的化療增敏劑已應(yīng)用于逆轉(zhuǎn)或減輕腫瘤的多藥耐藥[2-4]。大黃素是富含于傳統(tǒng)中草藥內(nèi)的一種天然蒽醌成分,能夠通過抑制ABC轉(zhuǎn)運體P糖蛋白(Pglycoprotein,Pgp)的表達(dá),提高前列腺癌細(xì)胞株DU145對順鉑的敏感性[5]。本研究旨在探討大黃素是否能提高胰腺癌細(xì)胞對化療藥的敏感性及其作用機(jī)制。 1 材料與方法 1.1 細(xì)胞和試劑 人胰腺癌細(xì)胞株BXPC3和人膽囊癌細(xì)胞株SGC996購自中國科學(xué)院上海細(xì)胞庫。正常人皮膚成纖維細(xì)胞、胃癌細(xì)胞株SGC7901和前列腺癌細(xì)胞株DU145由上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院細(xì)胞生物學(xué)教研室提供。細(xì)胞用含10%胎牛血清的DMEM培養(yǎng)基 和RPMI1640培養(yǎng)基,置于5% CO2、37℃條件下培養(yǎng)傳代。藥物試劑:順鉑購自江蘇豪森藥業(yè)股份有限公司,吉西他濱購自法國Lilly公司,大黃素購自美國Sigma公司。 1.2 MTT法檢測胰腺癌細(xì)胞和正常人皮膚成纖維細(xì)胞存活率 將經(jīng)消化的細(xì)胞按1×104/孔接種于96孔板,培養(yǎng)過夜,待細(xì)胞貼壁后加藥處理。設(shè)立5組:對照組(正常人皮膚成纖維細(xì)胞/胰腺癌BXPC3細(xì)胞)、順鉑組、吉西他濱組、大黃素與順鉑聯(lián)合組、大黃素與吉西他濱聯(lián)合組。每組設(shè)3個重復(fù)孔。順鉑、吉西他濱、大黃素終濃度分別為5mg/L、0.5μmol/L和50μmol/L。培養(yǎng)24h后每孔加入100μgMTT,孵育4h,加100μlDMSO,振蕩后用酶標(biāo)儀測A值。用藥組A490值與對照組A490值的比值×100%為細(xì)胞存活率。 1.3 流式細(xì)胞儀檢測胰腺癌細(xì)胞凋亡率分組及加藥濃度同MTT法。細(xì)胞用藥物處理24h后,收集細(xì)胞制成單細(xì)胞懸液,按試劑盒(美國BD公司)說明書進(jìn)行AnnexinVFITC/PI熒光染色,用流式細(xì)胞儀檢測細(xì)胞凋亡率。 1.4。遥元玻校茫覚z測不同細(xì)胞株中多藥耐藥蛋白mRNA的表達(dá) 提取細(xì)胞總RNA,取2μgRNA逆轉(zhuǎn)錄合成cDNA鏈,并以1μlcDNA作為模板,進(jìn)行RTPCR。該反應(yīng)所用引物分別為:(1)多藥耐藥相關(guān)蛋白1(multidrugresistanceassociatedprotein1,MRP1)引物:5′TGGTGGGCCTCTCAGTGTCTTA3′,5′TCGG TAGCGCAGGCAGTAGTTC3′;(2)多藥耐藥相關(guān)蛋白2(multidrugresistanceassociatedprotein2,MRP2) 引物:5′ATGCTTCCTGGGGATAAT3′,5′TCAAAG GCACGGATAACT3′;(3)乳腺癌耐藥蛋白(breastcancerresistanceprotein,BCRP)引物:5′TGGCTGT CATGGCTTCAGTA3′, 5′GCCACGTGATTCTTCCA CAA3′;(4)Pgp引物:5′CCCATCATTGCAATAG CAGG3′,5′GTTCAAACTTCTGCTCCTGA3′。反應(yīng)結(jié) 束后取適量PCR擴(kuò)增產(chǎn)物進(jìn)行瓊脂糖凝膠電泳分析,GAPDH作為內(nèi)參照。膽囊癌細(xì)胞株SGC996、胃癌細(xì)胞株SGC7901、前列腺癌細(xì)胞株DU145作為陽性對照。 1.5。遥元玻校茫覚z測不同因素處理下胰腺癌BXPC3細(xì)胞中MRP1mRNA的表達(dá)設(shè)立3組:對照組、順鉑組、大黃素與順鉑聯(lián)合組。加藥濃度同MTT法。細(xì)胞用藥物處理24h后,將細(xì)胞消化后提。遥危粒M(jìn)行RTPCR檢測。 1.6 統(tǒng)計學(xué)分析 應(yīng)用SPSS15.0統(tǒng)計軟件進(jìn)行分析,計量資料以珋x±s表示,兩組之間比較采用t檢驗。P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。 2 結(jié)果 2.1 各組中胰腺癌BXPC3細(xì)胞和正常人皮膚成纖維細(xì)胞的存活率MTT檢測結(jié)果顯示,順鉑組和大黃素與順鉑聯(lián) 合組胰腺癌BXPC3細(xì)胞的存活率分別為62.44% ±3.42%和30.53% ±0.05%,其差異有統(tǒng)計學(xué)意義(t=13.20,P<0.05)。吉西他濱組和大黃素與吉西他濱聯(lián)合組胰腺癌BXPC3細(xì)胞的存活率分別為79.82% ±2.83%和45.65% ±2.46%,其差異有統(tǒng)計學(xué)意義(t=12.89,P<0.05)。見圖1。順鉑組和大黃素與順鉑聯(lián)合組正常人皮膚成纖維細(xì)胞存活率比較,差異無統(tǒng)計學(xué)意義(t=2.08,P>0.05)。吉西他濱組和大黃素與吉西他濱聯(lián)合組正常人皮膚成 纖維細(xì)胞存活率比較,差異無統(tǒng)計學(xué)意義(t=0.64,P>0.05)。見圖2。 1:對照組;2:順鉑組;3:大黃素與順鉑聯(lián)合組;4:吉西他濱組;5:大黃素與吉西他濱聯(lián)合組;a與順鉑組比較,P<0.05;b與吉西他濱組比較,P<0.05 圖1 胰腺癌BXPC3細(xì)胞的存活率 1:對照組;2:順鉑組;3:大黃素與順鉑聯(lián)合組;4:吉西他濱組; 5:大黃素與吉西他濱聯(lián)合組;a與順鉑組比較,P>0.05;b與吉西他濱組比較,P>0.05 圖2 正常人皮膚成纖維細(xì)胞的存活率 2.2 各組中胰腺癌BXPC3細(xì)胞的凋亡率 流式細(xì)胞儀檢測結(jié)果顯示,順鉑組和大黃素與順鉑聯(lián)合組胰腺癌BXPC3細(xì)胞的凋亡率分別為27.10% ±4.24%和66.33% ±9.37%,其差異有統(tǒng) 計學(xué)意義(t=5.35,P<0.05)。吉西他濱組和大黃素與吉西他濱聯(lián)合組胰腺癌BXPC3細(xì)胞凋亡率分別為13.48% ±1.65%和62.74% ±10.1%,其差異有統(tǒng)計學(xué)意義(t=8.28,P<0.05)。見圖3。 2.3 各細(xì)胞株中多藥耐藥蛋白mRNA的表達(dá) RTPCR檢測結(jié)果顯示,MRP1、MRP2、BCRPmRNA的表達(dá)在對照細(xì)胞株SGC7901、SGC996、DU145中均能檢測到,而PgpmRNA的表達(dá)在對照細(xì)胞株DU145中能檢測到。但是,同樣條件下在胰腺癌細(xì)胞株BXPC3中,只能檢測到MRP1mRNA的表達(dá),未能檢測到MRP2、BCRP、PgpmRNA的表達(dá)(圖4)。 1:對照組;2:順鉑組;3:大黃素與順鉑聯(lián)合組;4:吉西他濱組; 5:大黃素與吉西他濱聯(lián)合組;a與順鉑組比較,P<0.05;b與吉西他濱組比較,P<0.05 圖3 胰腺癌BXPC3細(xì)胞的凋亡率 MRP1:多藥耐藥相關(guān)蛋白1;MRP2:多藥耐藥相關(guān)蛋白2;BCRP:乳腺癌耐藥蛋白;Pgp:P糖蛋白圖4。停遥校薄ⅲ停遥校、BCRP、PgpmRNA在SGC7901、BXPC3、SGC996、DU145細(xì)胞中的表達(dá)水平 2.4 順鉑組和大黃素與順鉑聯(lián)合組中胰腺癌BXPC3細(xì)胞的MRP1mRNA的表達(dá)RTPCR檢測結(jié)果顯示,順鉑組胰腺癌BXPC3細(xì)胞的MRP1mRNA表達(dá)水平顯著降低,而大黃素與順鉑聯(lián)合組胰腺癌BXPC3細(xì)胞的MRP1mRNA表達(dá)水平則進(jìn)一步下調(diào)(圖5)。 1:對照組;2:順鉑組;3:大黃素與順鉑聯(lián)合組;MRP1:多藥耐藥相關(guān)蛋白1 圖5 MRP1mRNA在胰腺癌BXPC3細(xì)胞中的表達(dá)水平 3 討論 我們在臨床治療過程中發(fā)現(xiàn),耐藥是治療胰腺癌的主要障礙。胰腺癌以高度的天然性或獲得性耐藥為特征[1]。有研究結(jié)果顯示,大黃素能夠提高HeLa細(xì)胞、食道癌細(xì)胞對砷劑的敏感性[6-8]。同時,大黃素還能通過抑制ABC轉(zhuǎn)運體Pgp的表達(dá),提高前列腺癌細(xì)胞對順鉑的敏感性[5]。我們的研究結(jié)果顯示,與單用化療藥比較,大黃素與順鉑或吉 西他濱聯(lián)合應(yīng)用能夠進(jìn)一步降低胰腺癌BXPC3細(xì)胞的存活率,使該腫瘤細(xì)胞的凋亡率進(jìn)一步增加。這表明大黃素可以明顯提高胰腺癌細(xì)胞的化療敏感性。與單用化療藥比較,大黃素與順鉑或吉西他濱聯(lián)合應(yīng)用對正常人皮膚成纖維細(xì)胞存活率無顯著影響。這表明大黃素提高化療藥對細(xì)胞的毒性作用在腫瘤與非腫瘤細(xì)胞間具有一定的選擇性。 以往的研究結(jié)果顯示,造成腫瘤耐藥的原因之 一在于腫瘤細(xì)胞過表達(dá)ABC轉(zhuǎn)運體,這些轉(zhuǎn)運體會增加藥物泵出,從而減少細(xì)胞內(nèi)藥物積累[2-4]。在與腫瘤耐藥有關(guān)的ABC轉(zhuǎn)運體中,以MRP1、MRP2、BCRP、Pgp最為重要[2]。為此,我們檢測了上述ABC轉(zhuǎn)運體在胰腺癌細(xì)胞株BXPC3中的表達(dá)水平。本研究結(jié)果顯示,在胰腺癌細(xì)胞株BXPC3中未能檢測到MRP2、BCRP、PgpmRNA的表達(dá),只能檢測到MRP1mRNA的表達(dá)。但是,MRP2、BCRPmRNA的表達(dá)在對照細(xì)胞株SGC7901、SGC996、DU145中均能檢測到,PgpmRNA的表達(dá)在對照細(xì)胞株DU145中能檢測到。這說明在細(xì)胞株BXPC3中MRP2、BCRP、PgpmRNA是低表達(dá)或不表達(dá)的,而MRP1 mRNA是相對高表達(dá)的。因此,MRP1可能在胰腺癌細(xì)胞株BXPC3的耐藥過程中發(fā)揮重要作用,而MRP2、BCRP、Pgp與BXPC3細(xì)胞的耐藥無相關(guān)性。 本研究結(jié)果表明,單用順鉑可以顯著降低胰腺癌BXPC3細(xì)胞的MRP1mRNA表達(dá)水平,大黃素與順鉑聯(lián)合應(yīng)用則能進(jìn)一步下調(diào)胰腺癌BXPC3細(xì)胞的MRP1mRNA表達(dá)水平。MRP1的高表達(dá)會增加化療藥物泵出,從而降低細(xì)胞內(nèi)化療藥物的濃度。 MRP1的底物主要包括天然細(xì)胞毒藥物,如蒽環(huán)類、表鬼臼毒素和長春花生物堿類以及一些重金屬類(包括順鉑)[4,9]。進(jìn)入腫瘤細(xì)胞的順鉑只有小部分可以與染色體DNA結(jié)合,發(fā)揮細(xì)胞毒性作用,而大部分與還原型谷胱甘肽結(jié)合,形成還原型谷胱甘肽/鉑離子軛合物,容易被GSX泵(ATP依賴性還原型谷胱甘肽軛合物輸出泵)泵出細(xì)胞外[10]。而MRP1是重要的GSX泵[11]。因此,大黃素與順鉑聯(lián)合應(yīng)用進(jìn)一步下調(diào)MRP1mRNA的表達(dá)水平,增加了癌細(xì)胞內(nèi)化療藥物的濃度,是其提高胰腺癌BXPC3細(xì)胞對順鉑敏感性的重要原因。 總之,大黃素可以提高胰腺癌細(xì)胞的化療敏感性,并且在藥物種類方面具有一定的普遍性,對非腫瘤細(xì)胞具有較低的毒副作用,為胰腺癌的治療提供了一個安全有效的新方法。 參考文獻(xiàn) [1]。冢幔欤幔簦睿幔椋粒停铮欤睥_rJ.Review.Molecularbackgroundofcemoresistanceinpancreaticcancer.InVivo,2007,21(2):339-347. 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