中国公共卫生  2015, Vol. 31 Issue (5): 587-590   PDF    
吴茱萸碱对人肝癌HepG2细胞增殖影响
孙建超, 娄方方, 史云, 郭文斌, 李祥兰, 王豫萍     
贵州医科大学医学检验学院, 贵州 贵阳 550004
摘要目的 探讨吴茱萸碱(EVO)对人肝癌HepG2细胞增殖的影响及作用机制。方法 以人肝癌细胞株(HepG2细胞)为受试细胞, 实验设对照组、吴茱萸碱5.0、12.5、25.0、50.0、100.0 μmol/L组, 采用噻唑蓝法检测HepG2细胞增殖抑制率, 划痕实验检测HepG2细胞伤痕愈合率, Western blot检测HepG2细胞基质金属蛋白酶9(matrix metalloproteinase-9,MMP-9)、增殖细胞核抗原(proliferating cell nuclear antigen,PCNA)蛋白。结果 吴茱萸碱对HepG2细胞增殖抑制率明显高于对照组, 呈现时间-剂量依赖关系(P<0.05);与对照组比较, 吴茱萸碱5.0、25.0、50.0 μmol/L组HepG2细胞24、48 h伤痕愈合率[分别为(23.31±1.03)%、(10.37±1.06)%、(7.92±1.40)%和(13.86±5.57)%、(1.78±3.08)%、0%]明显下降, 差异有统计学意义(P<0.05);与对照组比较, 吴茱萸碱5.0、25.0、50.0 μmol/L组HepG2细胞24 h MMP-9、PCNA蛋白表达量[分别为(0.53±0.020)、(0.35±0.020)、(0.21±0.015)与(0.76±0.032)、(0.66±0.01)、(0.59±0.015)]降低, 差异有统计学意义(P<0.05)。结论 吴茱萸碱可明显抑制HepG2细胞增殖及远处迁徙, 其机制可能与吴茱萸碱下调MMP-9、PCNA蛋白有关。
关键词吴茱萸碱     人肝癌细胞株(HepG2细胞)     增殖     基质金属蛋白酶9(MMP-9)     增殖细胞核抗原(PCNA)    
Impact of evodiamine on proliferation of human hepatocellular carcinoma HepG2 cells
SUN Jian-chao, LOU Fang-fang, SHI Yun, et al    
Guiyang Medical College, Guiyang, Guizhou Province 550004, Chnia
Abstract: Objective To study the effect and mechanism of evodiamine on proliferation of human hepatocellular carcinoma(HepG2) cells.Methods HepG2 cells were treated with evodiamin at dosages of 5.0,12.5,25.0,50.0,and 100.0 umol/L.The cell proliferation was assayed by using 3-(4,5-dimethylthiazolyl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide(MTT) method.The ability of cicatrization was analyzed with scratch wounds healing.The expressions of matrix metalloproteinase-9(MMP-9),proliferating cell nuclear antigen(PCNA) in HepG2 cells were assessed with Western blot.Results The proliferation inhibition rate of evodiamine-treated groups was higher than that of the control group in a dose- and time-effect manner(P<0.05).Evodiamine could significantly inhibit cicatrization rate of HepG2 cells compared with the control group,with the cicatrization rates of 23.31±1.03%,10.37±1.06%,and 7.92±1.40% at 24 hours and 13.86±5.57%,1.78±3.08,and 0±0% at 48 hours for the groups with the dosage of 5.0,25.0,and 50.0 μmol/L,respectively(all P<0.05).The expression levels of MMP-9 and PCNA were down-regulated(0.53±0.020,0.35±0.020,and 0.21±0.015 and 0.76±0.032,0.66±0.01,and 0.59±0.015 for the groups with the dosage of 5.0,25.0,and 50.0 μmol/L)(all P<0.05).Conclusion Evodiamine can inhibit proliferation of HepG2 cells and the mechanism of the effect may be related to down-regulations of MMP-9 and PCNA proteins.
Key words: evodiamine     HepG2 cell     proliferation     MMP-9     PCNA    

吴茱萸为《神农本草经》所记载的一味中药,药性辛,苦热,有微毒。其功效主要为温中止呕、散寒止痛、助阳止泻。近年来,研究表明吴茱萸碱具有抗肿瘤作用 [1,2,3]。肝癌是中国最常见肿瘤之一,85%~95%的肝硬化患者可发展为肝癌[4]。肝癌属富血管肿瘤,常可侵入静脉向肝内外转移[5],肝癌细胞向肝内外转移是肝癌患者死亡的主要诱因。全球每年新增病例有50%发生在中国[6],肝癌因其预后差、生存率低成为危害人类健康的主要疾病之一。本研究以不同剂量吴茱萸碱作用于人肝癌细胞株(HepG2细胞),旨在观察吴茱萸碱对HepG2细胞的增殖抑制作用及可能机制,结果报告如下。

1 材料与方法 1.1 主要试剂

依氏高糖培养基(Dulbeccos modified eagle medium,DMEM)(美国HyClone公司),胎牛血清(杭州四季青公司),Matrigel胶(索莱宝)、Transwell细胞培养板、聚偏二氟乙烯膜、默克密理博发光液(美国Millipore公司);细胞基质金属蛋白酶9(matrix metalloproteinase-9,MMP-9)、增殖细胞核抗原(proliferating cell nuclear antigen,PCNA)单克隆抗体(美国Abcam公司),HepG2细胞(贵阳医学院检验学院中心实验室保存),在含10%胎牛血清的DMEM高糖培养液中,置于37 ℃、5% CO2培养箱中饱和湿度下培养,待细胞生长至对数期时进行检测。

1.2 细胞增殖抑制率检测

采用噻唑蓝法,HepG2细胞以每孔1×104个细胞铺在96孔板内,每孔体积100 μL,分别加入含5.0、12.5、25.0、50.0、100.0 μmol/L吴茱萸碱的完全培养液,每孔100 μL,同时设置阴性对照孔及调零孔;分别培养24、48、72 h,每孔加噻唑蓝10 μL,继续培养4 h,弃上清,每孔加二甲基亚砜150 μL,振荡混匀10 min,490 nm处测定吸光度(A)值;每组做6个复孔。细胞增殖抑制率(%)=(1-A测定/A对照)×100%。

1.3 伤痕愈合率检测

细胞接种于6孔板,细胞铺至孔底90%面积时,换无血清培养基饥饿处理12 h,用10μL移液器枪头垂直于孔底轻轻划线刮去细胞,每隔1 cm划一条线,每孔划2~3条;磷酸盐缓冲液(phosphate buffered saline,PBS)洗去划落细胞,0(对照组)、5.0、25.0、50.0 μmol/L吴茱萸碱的10%胎牛血清完全培养基继续培养24、48 h,100倍镜下观察划痕区,固定同一位置,Image J软件计算划痕宽度(μm);每组设3个复孔;以划痕愈合面积代表划痕愈合率,划痕愈合率=(0 h划痕宽度-24 或48 h划痕宽度)/0 h划痕宽度。

1.4 细胞内MMP-9、PCNA蛋白表达检测

采用Western blot法,细胞接种于75 cm2培养瓶内,待细胞铺满80%~90%时,用含0(对照组)、5.0、25.0、50.0 μmol/L吴茱萸碱的10%胎牛血清完全培养液继续培养24 h,收集细胞,提取总蛋白,2,2-联喹啉-4,4-二甲酸二钠法计算蛋白浓度;每组取20 μg蛋白进行聚丙烯酰胺凝胶电泳(polyacrylamide gel electrophoresis,PAGE),湿转于聚偏二氟乙烯膜上,5%牛血清白蛋白室温封闭2 h,兔抗人一抗MMP-9(1:5 000)、PCNA(1:1 000)4 ℃孵育12 h,辣根过氧化物酶标记羊抗兔二抗(1:20 000)室温孵育1 h,Tris-HCl缓冲盐溶液清洗后默克密理博发光液显色、曝光,image J软件分析灰度值,以目的条带和内参条带比值进行半定量分析。

1.5 统计分析

实验数据采用(x±s)表示,采用SPSS 17.0软件进行统计分析,组间均数比较采用单因素方差分析,多组间两两比较采用t检验,P<0.05为差异有统计学意义。

2 结 果 2.1 吴茱萸碱对HepG2细胞增殖影响(表 1)

不同浓度吴茱萸碱作用HepG2细胞,其生长受到不同程度抑制,与对照组比较,随吴茱萸碱浓度增加、作用时间延长HepG2细胞增殖抑制率增加,呈时间、剂量效应关系。

表 1 吴茱萸碱对HepG2细胞生长抑制作用(x±s,n=6)
2.2 吴茱萸碱对HepG2细胞划痕愈合影响(图 1)

0、5、25、50 μmol/L吴茱萸碱作用HepG2细胞24、48 h划痕愈合率分别为(42.06±4.72)%、(23.31±1.03)%、(10.37±1.06)%、(7.92±1.40)%和(96.35±3.40)%、(13.86±5.57)%、(1.78±3.08)%、0%。与对照组比较,随吴茱萸碱浓度增加,HepG2细胞划痕愈合率逐渐降低(P<0.05)。

注:1:对照组;2~4:吴茱萸碱:5.0、25.0、50.0 μmol/L组。 图 1 吴茱萸碱对HepG2细胞划痕愈合率影响(×100)
2.3 吴茱萸碱对HepG2细胞MMP-9、PCNA蛋白表达影响(图 2)

结果显示0、5.0、25.0、50.0 μmol/L 吴茱萸碱作用24 h HepG2细胞内MMP-9、PCNA蛋白相对表达量分别为(0.78±0.016)、(0.53±0.020)、(0.35±0.020)、(0.21±0.015)和(0.99±0.015)、(0.76±0.032)、(0.66±0.01)、(0.59±0.015);与对照组比较,5.0、25.0、50.0 μmol/L吴茱萸碱组HepG2细胞内MMP-9、PCNA蛋白相对表达量下降,差异有统计学意义(P<0.05)。

注:1:对照组;2~4:吴茱萸碱:5.0、25.0、50.0 μmol/L组。 图 2 吴茱萸碱对HepG2细胞MMP-9、PCNA蛋白表达影响
3 讨 论

原发性肝癌是中国常见的恶性肿瘤之一,严重威胁着居民健康。肝癌的手术切除率只有10%~30%[7],肝癌的侵袭与转移是其复发及致死的主要原因。因此,研究肝癌侵袭转移的机制,寻找有效抑制肝癌侵袭转移的药物或方法具有重要意义。吴茱萸碱为中国传统中药。研究证实,吴茱萸碱可促进细胞凋亡和抑制肿瘤细胞的转移,对胃癌[8]、肺癌[2]、胶质细胞瘤[9]、乳腺癌[10]等多种肿瘤细胞均有抑制作用。PCNA是一种分子量为36 kD的蛋白质,在真核细胞核内合成,为DNA聚合酶δ的辅助蛋白。PCNA与细胞DNA合成关系密切,在细胞增殖的启动上起重要作用,是反映细胞增殖状态的良好指标。本研究结果显示,吴茱萸碱对HepG2细胞生长具有明显抑制作用,呈时间-剂量效应,随吴茱萸碱作用时间延长,PCNA蛋白的表达量逐渐降低。提示吴茱萸碱对HepG2细胞增殖抑制作用,其机制可能与吴茱萸碱抑制PCNA蛋白表达有关。

肿瘤的转移是一个复杂过程,涉及肿瘤细胞脱离原肿瘤组织、在新环境中生存、远处传播和增殖等多个环节[11]。在肿瘤侵袭转移的过程中,癌细胞对由细胞外基质、间质及基质所组成的组织屏障的突破是极其重要环节。细胞外基质的降解与重塑是肿瘤侵袭和血管生成的基本条件,其中基质金属蛋白酶(MMPs)与肿瘤侵袭转移关系最为密切。MMPs属于内肽酶,是一种Zn2+依赖性的中性蛋白酶家族,几乎可水解所有细胞外基质。大量研究表明,恶性肿瘤中MMPs的高表达能够引起邻近肿瘤组织重建和肿瘤内部血管生成,通过降解细胞外基质和基膜,促进肿瘤细胞的侵袭和转移[12,13]。本研究结果表明,随吴茱萸碱作用时间延长,HepG2细胞MMP-9蛋白表达逐渐降低,划痕实验结果表明吴茱萸碱可明显减慢划痕的愈合速率。提示吴茱萸碱可明显抑制细胞向远处迁徙,这可能是吴茱萸碱抗肿瘤作用的主要机制之一。

参考文献
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