2.南华大学 肿瘤研究所, 湖南 衡阳 421001
2.Cancer Research Institute,University of South China,Hengyang,Hunan,421001,China
大蒜及其烯丙基硫化物的抗肿瘤作用正日益受到关注[1, 2]。我们的前期研究显示,DADS对人白血病HL-60细胞具有双效作用,小剂量DADS( < 1.25 mg·L-1)诱导人白血病细胞分化,而中等剂量DADS(>1.25 mg·L-1)可诱导人白血病细胞凋亡[3, 4]。我们的前期研究表明,Rac2与DADS诱导人白血病细胞凋亡相关[5],且DADS通过活性氧介导的JNK信号通路诱导HL-60细胞的凋亡,且NADPH氧化酶的活化是DADS诱导HL-60细胞凋亡过程ROS的主要来源[6, 7]。本研究在前期工作基础上,比较DADS对人早幼粒白血病系HL-60细胞、人慢性粒细胞白血病细胞系K562细胞、人何杰金式淋巴瘤细胞系Raji细胞的增殖抑制作用、诱导凋亡作用,同时也比较了DADS对这3种细胞活性氧产生以及Rac2的表达的影响。为进一步阐明DADS诱导肿瘤细胞凋亡的机制,为肿瘤细胞的诱导凋亡治疗提供新思路。
1 材料与方法 1.1 药品与试剂DADS为Fluka公司产品; BCA蛋白定量试剂盒为Pierce公司产品;2′,7′-二氯氢化荧光素二脂(DCFH-DA),Rac2等一抗为Santa Cruz公司产品(sc-96)。二抗(sc-2774)为 Abcam Biotechnology 公司产品。
1.2 方法 1.2.1 细胞培养细胞培养采用常规培养,培养液为含10%小牛血清的RPMI 1640,在37℃,饱和湿度,5% CO2,每3-4天换液传代。
1.2.2 MTT检测细胞接种于96孔板,常规培养72 h。于结束前4 h 除对照组外,每孔加MTT溶液孵育4 h,终止培养。离心弃上清。酶联免疫检测仪上测各孔吸光度,检测波长570 nm ,按下列公式计算抑制率(IR%)。IR%=(1-实验组OD570/对照组OD570)×100%。
1.2.3 RT-PCR检测利用Primer Premier 5.0 软件进行引物设计。β-actin正义引物序列为5′-CCTGTACGCCAACACAGTGC-3′,反义引物序列为: 5′-ATACTCCTGCTTGCTGATCC-3′,产物长度为211 bp; RAC2正义引物序列为:5′-TCATCTGCTTCTCCCTCGT-3′,反义引物序列为: 5′-GATGGTGTCCTTGTCGTCC-3′,产物长度为143 bp。提取细胞总RNA;cDNA合成;PCR 反应;反应结束后取5 μL 产物,1%琼脂糖凝胶电泳检测。
1.2.4 细胞内活性氧检测收集细胞,加入DCFH-DA充分混匀,常温避光反应50 min,洗涤细胞3次,重悬细胞,37 ℃条件下水浴10 min,流式细胞仪分析荧光强度,激发波长488 nm,发射波长530 nm。
1.2.5 Western blot检测细胞裂解:分别收集各组细胞,加入裂解液,冰上裂解,获细胞总蛋白。蛋白变性,电泳,转膜;封闭,孵一抗,洗膜,孵二抗,洗膜后,化学发光剂检测蛋白质印迹,薄层扫描仪测定印迹区带的光密度值。
1.2.6 凋亡细胞百分率检测收集细胞,预冷PBS重悬,离心。用75%乙醇固定细胞,加碘化丙啶(PI),避光振荡混匀,DNA含量低于2n的细胞百分数为凋亡细胞百分率。
1.3 统计学处理采用SPSS 19.0统计分析软件,Student′t-test法进行差异显著性分析,数值用x±s表示。
2 结果 2.1 DADS对HL-60细胞、K562细胞、Raji细胞增殖抑制作用MTT实验结果显示,DADS以剂量依赖方式抑制这3种细胞的生长活性,DADS作用HL-60、K562、Raji细胞的IC50值结果也表明,相同浓度的DADS对K562细胞、HL-60细胞的生长抑制作用明显强于对Raji细胞的生长抑制作用(P < 0.05)。
DADS/mg·L -1 | HL-60 cells | K562 cells | Raji cells | |||
OD 570 value | IR% | OD 570 value | IR% | OD 570 value | IR% | |
Control | 1.040 1±0.010 1 | - | 1.026 9±0.040 8 | - | 1.037 0±0.032 1 | - |
1.5 | 0.954 2±0.006 6 | 8.25 | 0.898 7±0.423 4 | 12.48 | 0.994 2±0.024 5 | 4.12 |
3.0 | 0.801 3±0.005 6 | 22.96 | 0.689 2±0.036 6 | 32.48 | 0.903 2±0.013 2 | 12.77 *# |
6.0 | 0.561 1±0.023 2 | 46.05 | 0.415 1±0.011 4 | 59.34 | 0.738 4±0.047 6 | 28.65 *# |
12.0 | 0.386 8±0.008 1 | 62.81 | 0.264 5±0.027 2 | 74.24 | 0.572 2±0.023 0 | 44.71 *# |
24.0 | 0.184 2±0.011 4 | 82.29 | 0.163 8±0.008 9 | 84.05 | 0.386 8±0.028 7 | 62.62 *# |
Tween 80 | 1.027 8±0.041 8 | 1.18 | 1.001 9±0.035 4 | 2.43 | 1.017 1±0.042 6 | 1.45 |
P<0.05 vs HL-60; # P<0.05 vs K562 |
流式细胞术检测凋亡细胞百分率结果显示,DADS能诱导人白血病HL-60细胞、K562细胞以及Raji细胞凋亡。相同浓度DADS作用上述3种细胞,Raji凋亡细胞百分率明显低于HL-60细胞和K562细胞(P < 0.05)。
DADS/mg·L -1 | IR/% | ||
HL-60 cells | K562 cells | Raji cells | |
Control | 3.56±0.11 | 4.72±0.77 | 2.81±0.72 |
3.0 | 11.93±1.16 | 15.57±1.28 | 7.11±0.87 # |
6.0 | 23.80±2.25 | 28.25±1.75 | 13.11±1.72 *# |
12.0 | 33.80±1.44 | 38.52±2.10 | 20.25±2.75 *# |
* P<0.05 vs HL-60; # P<0.05 vs K562 |
DCFH-DA染色后,流式细胞术检测细胞荧光强度结果显示,3.0、6.0、12.0 mg·L-1 DADS作用上述3种细胞8 h后,HL-60细胞、K562细胞的荧光强度呈浓度依赖性增加,但在24.0 mg·L-1 DADS作用下,荧光强度稍有下降。相同浓度DADS作用Raji细胞,细胞内荧光强度明显低于HL-60细胞和K562细胞(P < 0.05)。
DADS/mg·L -1 | Fluorescence intensity | ||
HL-60 cells | K562 cells | Raji cells | |
Control | 8.4±1.08 | 7.9±0.97 | 4.2±1.08 |
3.0 | 10.2±1.23 | 12.3±1.05 | 7.8±1.02 # |
6.0 | 20.1±2.11 | 25.4±3.01 | 10.1±1.51 *# |
12.0 | 26.3±0.99 | 30.1±2.07 | 13.3±0.78 *# |
24.0 | 21.5±1.56 | 26.7±2.51 | 12.5±1.03 *# |
* P<0.05 vs HL-60; # P<0.05 vs K562 |
RT-PCR、Western blot分析结果显示:6.0 mg·L-1 DADS 作用HL-60细胞和K562细胞24 h后,较未处理组相比,Rac2的表达均明显上调(P < 0.05);而12.0 mg·L-1 DADS作用Raji细胞24 h后,较未处理组相比,Rac2的表达却明显下调(P < 0.05)。
3 讨论本研究表明,首先,DADS作为一种有潜力的抗肿瘤药物,不仅能抑制HL-60细胞、K562细胞以及Raji细胞的活性和增殖,同时能诱导这3种细胞凋亡,且DADS对HL-60细胞、K562细胞的抑制增殖能力和诱导凋亡能力明显强于Raji细胞人白血病HL-60细胞凋亡。其次,在DADS诱导3种细胞凋亡的过程中均有ROS的增加,NADPH氧化酶的活化是DADS诱导HL-60细胞、K562细胞凋亡过程ROS的主要来源,而不是DADS诱导Raji细胞凋亡过程中ROS的主要来源。当然,DADS诱导肿瘤细胞凋亡作用效果以及具体机制还有待于进一步研究。
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