大豆是人类重要食物资源,大豆异黄酮(soybean isoflavones,ISF)是其主要功能成分之一,具有防治癌症、降低血脂、抗氧化、预防骨质疏松和改善妇女更年期综合症等多种生理功能[1] 。近年来,ISF抗癌研究成为热点,已证实 ISF对人乳腺癌、肝癌、前列腺癌等多种细胞有明显抑制作用[2, 3, 4] 。长春瑞滨(vinorelbine,NVB)是一种细胞周期特异性药物,主要通过抑制着丝微管蛋白聚合,使细胞分裂停止于有丝分裂中期,其终末半衰期为 40 h,适用于非小细胞肺癌和乳腺癌患者等,具有血液、神经、胃肠道和呼吸道毒性[5] 。肿瘤化疗作为全身性治疗手段具有不良反应且毒性较大等问题。因此,探索药物替代或联合应用以期减少用量或能够延缓、逆转其耐药药物,成为目前研究热点。本研究通过观察 NVB和 ISF单用或联合应用时对肺腺癌 A549细胞增殖影响,为二者在临床上联合应用提供参考依据。
1 材料与方法 1.1 主要试剂与仪器A549细胞(中国科学院上海细胞研究所) ,大豆(中国东北产) ,噻唑兰(美国 Sigma公司) ; NVB(江苏豪森药业股份有限公司) ,RPMI 1640培养基(美国 GIBCO公司) ,小牛血清 (北京华美生物工程公司) ,胰蛋白酶(美国 DIFCO公司) 。U-2010紫外分光光度仪(日本岛津公司) ,OLYMPUS倒置显微镜(日本奥林巴斯公司) ,RT-2100酶标仪(深圳雷杜公司) 。
1.2 实验方法 1.2.1 大豆异黄酮提取及分析将大豆胚轴用 50%甲醇提取,上 C18层析柱,依次用不同浓度甲醇溶液梯度洗脱,收集大豆异黄酮丙二酰化糖苷,经酸解得大豆异黄酮苷元。通过薄层层析和高效液相色谱法分析产品组成和纯度[6] 。
1.2.2 细胞增殖抑制实验肺癌细胞贴壁生长,培养于含 10%小牛血清、100 U /mL青霉素、链霉素的 RPMI 1640培养液(pH 7.2)中,置 37 ℃、相对湿度 90% 、5% CO2孵箱内培养。取对数生长期 A549细胞按每孔 1 × 105个细胞接种于 96孔板中,每孔体积 200 μL。待细胞贴壁后,ISF组加入 ISF使其终浓度分别为 20、40、80和 160 mg /L,NVB组加入 NVB使其终浓度分别为 2、4、8、16和 32 mg /L,同时设对照组。每孔加药量 20 μL,分别培养 24、48和 72 h。联合组先以 ISF作用 24 h后,再加入 NVB使其终末浓度同单独用药组,继续培养 44 h。2药合用时比例为 1∶ 1,即每种单药剂量浓缩 1倍,各加 10 μL。另设 ISF作用 68 h和 NVB作用 44 h组,计算预估抑制率。每个浓度每个时点均设 6个复孔。于终止前 4 h,每孔加入 5 g /L噻唑兰溶液 20 μL,继续孵育 4 h后弃上清液,加入 150 μL二甲基亚砜,轻轻振荡 10 min,使结晶物完全溶解,于 490 nm波长处测吸光度(A值) ,计算生长抑制率。抑制率(% ) = (对照组 A值 -给药组 A值) /对照组 A值 ×100%。
1.2.3 联合效应结果判定方法[5]采用 Weeb系数判定联合用药相互作用,预估抑制率(%) = A + B ― A × B,其中 A、B分别为 ISF、NVB单药作用抑制率。当实际抑制率 >预估抑制率时,表明联合用药有协同作用;当实际抑制率 =预估抑制率时,表明联合用药有相加作用;当预估抑制率 >实际抑制率 > A和(或) B时,表明联合用药有次加作用。
1.2.4 A549细胞形态学观察取对数生长期 A549细胞接种于 96孔细胞培养板中,24 h后换液,加入含 40 mg /L ISF或 /和 3 mg /L NVB的 10%新生小牛血清 RPMI 1640培养液 200 μL,另设不加药物对照组。置 5% CO2孵箱内培养 24 h。在倒置显微镜下观察细胞生长状态,并收集细胞用 4%戊二醛和 1%锇酸固定、脱水、包埋、切片、染色,观察 ISF及 NVB单独和联合作用后 A549细胞亚结构改变。
1.3统计分析数据采用 x ± s表示,应用 SPSS 11.5统计软件进行 t检验和方差分析,P < 0.05为差异有统计学意义。
2 结果2.1 ISF组成分析大豆胚轴中异黄酮总含量达 3.5% ,含大豆苷元、大豆黄素和染料木黄酮糖苷、丙二酰化糖苷和乙酰化糖苷。薄层层析和高效液相色谱法分析结果表明,未水解提取粉中异黄酮主要形式为丙二酰化糖苷,占异黄酮总量 70% ,糖苷占 17% ,乙酰化糖苷和游离苷元仅为 1%和 11% 。水解产品收率为 28.9% ,纯度为 40.2% ,其中大豆苷元、黄豆苷元和染料木酮之比约为 10∶ 5∶ 3。
2.2 ISF与 NVB单独应用对 A549细胞增殖影响(表 1)| 表 1 ISF 及 NVB 对 A549 细胞增殖抑制作用( x ± s,n = 6) |
ISF或 NVB干预 A549细胞后,二者对 A549细胞生长均有抑制作用。ISF和 NVB对肿瘤细胞生长抑制呈时间和浓度依赖性,随着时间延长和浓度增加抑制效果更明显(t = 3.2~6.8,P < 0.05) 。
2.3 ISF与 NVB联合效应分析(表 2)| 表 2 ISF 联合 NVB 对 A549 细胞增殖抑制作用( x ± s,n = 6) |
采用 Weeb系数法计算预估抑制率,当 NVB浓度为 2和 4 mg /L时,2药联合对 A549细胞增殖抑制有次加作用,当 NVB浓度为 8、16和 32 mg /L时,2药联合对 A549细胞增殖抑制具有协同作用。
2.4 ISF与 NVB对 A549细胞亚结构影响(图 1)![]() | 图 1 A549 细胞透射电镜结构观察( Bar = 2 μm) |
透射电镜观察结果显示,对照组细胞完整、核大,细胞表面有丰富微绒毛,可见凝集异染色质,细胞内有较多粗面内质网、线粒体、分泌颗粒。ISF组 A549细胞肿胀、空泡变性; NVB组 A549细胞胞质浓缩,胞体缩小,微绒毛减少,细胞内可见大量线粒体肿胀、嵴断裂和空化变性现象;联合用药组 A549细胞亚结构与 NVB组细胞相似,胞浆及核皱缩,可见细胞内线粒体肿胀和空化现象。
3 讨论大豆异黄酮研究近年来不断受到重视,尤其在抗癌方面。已有研究证实 ISF可诱导肿瘤细胞周期改变和细胞凋亡,从而抑制多种肿瘤细胞增殖[7] 。本研究结果显示,在所用浓度范围内 ISF能有效抑制 A549细胞增殖,其细胞生长抑制率随着药物浓度升高和时间延长而增加,具有量效和时效关系。同时,NVB单独或与 ISF联合应用时,随着 NVB浓度增加,对肺腺癌 A549细胞生长抑制效应也增加;当 NVB浓度 > 8 mg /L时,与 ISF联合应用对肺腺癌 A549细胞生长抑制效应明显强于 ISF单独用药,表现有相加或协同作用。提示 ISF与 NVB联合用药时,只需小剂量 NVB就达到抗细胞增殖高效应,可减少高剂量 NVB所致药物不良反应。二者联合应用为肿瘤临床用药开拓了新思路,有望降低化疗药物不良反应。通常,两药呈现协同作用往往是因为二者具有不同作用机制。在与 NVB协同作用中,ISF通过何种机制发挥其主要作用,2种药物给药顺序对肿瘤细胞抑制率的影响还有待于进一步研究。
| [1] | 周建芹.大豆异黄酮提取工艺优化及其活性研究[J].大豆科学,2007,26(2):276-279. |
| [2] | Tophkhane C,Yang S,Bales W,et al.Bcl-2 overexpression sensitizes MCF-7 cells to genistein by multiple mechanisms[J].International Journal of Oncology,2007,31(4):867-874. |
| [3] | Chodon D,Ramamurty N,Sakthisekaran D.Preliminary studies on induction of apoptosis by genistein on HepG2 cell line[J].Toxicology in Vitro:an International Journal Published in Association with BIBRA,2007,21(5):887-891. |
| [4] | Dewell A,Weidner G,Sumner MD,et al.Relationship of dietary protein and soy isoflavones to serum IGF-1 and IGF binding proteins in the Prostate Cancer Lifestyle Trial[J].Nutrition and Cancer,2007,58(1):35-42. |
| [5] | 钱晓萍,刘宝瑞,万莉,等.长春瑞滨联合西妥昔单抗抑制血管生成作用的实验研究[J].中华肿瘤杂志,2010,32(4): 253-257. |
| [6] | 全吉淑,尹学哲,工藤重光.高效液相色谱法检测大豆异黄酮[J].中国公共卫生,2004,20(1):104. |
| [7] | 金梅花,许惠仙,金花,等.大豆异黄酮和皂甙对结肠癌细胞增殖和凋亡的研究[J].大豆科学,2008,27(6):1028-1031. |
2012, Vol. 28



