Friday, 12 July 2013

白藜芦醇体外对人胰腺癌细胞增殖和细胞周期的影响

白藜芦醇体外对人胰腺癌细胞增殖和细胞周期的影响

董建达,  金洲祥,李春明


    [摘要] 目的:探讨白藜芦醇(resveratrol,Res)体外对人胰腺癌 MIAPaCa-2
细胞增殖和细胞周期分布的影响。方法:采用四甲基氮唑蓝法(MTT)检测 Res
处理后MIAPaCa-2细胞的增殖情况。用流式细胞仪分析经25μmol/L、50μmol/L、
100μmol/L、200μmol/L Res分别作用 48hr 后 MIAPaCa-2 细胞周期分布的改变。

结果:Res 体外能显著抑制 MIAPaCa-2 细胞的生长增殖,且在一定范围内浓度依
赖性。Res作用后细胞 G0/G1期比例下降,S期比例上调,G2/M期未见规律性改变。

结论:Res 在体外能显著抑制 MIAPaCa-2 细胞的增殖,引起细胞周期重新分布可

能是 Res 抑制 MIAPaCa-2 细胞增殖的机制之一。

关键词:   白藜芦醇; 胰腺癌; 增殖; 细胞周期

Effect of Res on the proliferation and cell-cycle distribution of MIAPaCa-2 cells

in vitro

DONG Jian-da. Departm ent of General Surgery, The second Affiiliated Hospital,

Wenzhou M edical Collage,Wenzhou  325027, China

[Abstracts] Aim: To explore the effect of Res on the proliferation and cell-cycle
distribution of MIAPaCa-2 cells in vitro.  Methods: Methyl thiazolyl tetrazolium
method (MTT) was used to detect the cell growth status of MIAPaCa-2 cells after
treatment by Res. Cell cycle distribution of MIAPaCa-2 cells were analyzed by
flowcytometry(FCM) after cells were treated with 25 μmol/L, 50μmol/L, 100μmol/L
and 200μmol/L Res for 48hr, respectively. Results: Res inhibited the proliferation of
MIAPaCa-2 cells  in a concentration-dependent  manner  as  measured  by MTT
method. Res decreased the percentage of cells in the G1 phase with a concomitant
increase in the proportion of  cells in the S phase. Conclusions: These findings
suggest that Res may have a potent anti-proliferative effect on MIAPaCa-2 cells ,the
mechanisms of which may be related to the induction of re-distribution of cell cyle.
Key Words:  Resveratrol;  Pancreatic carcinoma;  Proliferation;  Cell-cycle

作者单位:325027  温州,温州医学院附属第二医院普通外科(董建达)

作者简介:董建达(1972-  ), 男,浙江乐清人,副主任医师。E-mail:


胰腺癌是一种恶性程度很高的消化道肿瘤,化疗是治疗胰腺癌最主要的辅

助手段之一,但不论是单药化疗还是联合化疗,肿瘤对化疗药物的反应率都不高

[1]。因此,胰腺癌化疗效果的根本改观有赖于新药的发现和化疗方案的改进,在
此之前能做的工作便是挖掘现有药物的潜力。白藜芦醇(resveratrol,Res)是一
种多酚类化合物,化学名为芪三酚(3,5,4'-trihydroxystibene),已在虎杖、葡
萄等 72 种植物(隶属 12 个科,32 个属)中被发现,我国中药植物虎杖鲜根中有
较高的含量 [2]。最近研究已经表明,Res 对多种肿瘤具有显著抑制作用[3-5],有
望成为治疗肿瘤的新药。但目前关于 Res 和胰腺癌治疗方面的研究甚少。在本实
验中我们选择 Res 和胰腺癌 MIAPaCa-2 细胞为研究对象,通过体外实验观察 Res
对胰腺癌细胞增殖和周期的影响,来初步探讨 Res 用于胰腺癌治疗的可能性。


材料与方法

1.细胞株与试剂
    人胰腺癌 MIAPaCa-2 细胞株购自湖南远泰生物公司。Res 购自美国 Sigma 公
司,纯度>99.9%,用二甲基 亚砜(dimethyl sulphoxide ,DMSO)溶解 ,配成
400μmol•L
为美国 Amresco 公司产品,处理细胞时,DMSO 浓度≤0.1%(实验证实该浓度对细
胞生长无影响)。DMEM 培养基(Dulbecco modified Eagle medium)、0.25%胰酶
为美国 GIBCO 公司产品, 碘化丙啶(propidium iodine ,PI)为美国 Sigma 公司产
品。

2.细胞培养
人胰腺癌 MIAPaCa-2 细胞在 5%CO2,37℃条件下,用含 10%小牛血清、1% L-
谷氨酰胺、100U·ml
至 70~80%融合时 ,用 0.25%胰酶消化传代继续培养。

3. MTT 法检测 Res 处理后 MIAPaCa-2 细胞的增殖抑制率
胰腺癌 MIAPaCa-2 细胞用 0.25%胰酶消化后,调整细胞浓度为 1×10
重新接种到 96 孔培养板,约 1×10
胞约 70%融合。然后,将细胞分 Res 处理组、溶剂对照组及空白对照组:Res 组
分别换用含不同浓度 Res(25 umol/L、50 umol/L、100 umol/L、200 umol/L)的
培养液 100μl;溶剂对照组换用 100μl 含与 Res 相应浓度 DMSO 的培养液;含
100μl 培养液(不含细胞与药物)孔板作为空白对照组,浓度选择参照文献[6]。每
组设 3 复孔。培养 48hr 后,加入 MTT(5mg/ml)20μl/孔,继续培养 4hr 后,去
上清,加入 DMSO 100 μl/孔,室温振荡 10 min,上酶标免疫测定仪检测,492nm
波长测定吸光度值(absorbance ,A)。比色时,空白组调零。计算细胞增殖抑制
率,抑制率=(1-处理组 A/溶剂对照组 A)×100%。以上实验重复 3 次。

4.流式细胞仪检测细胞周期的改变
胰腺癌 MIAPaCa-2 细胞用 0.25%胰酶消化后,重新接种到 6 孔培养板,37
过夜,使细胞贴壁生长,培养至细胞约 70%融合。将细胞分 Res 组和对照组:Res
组换用含不同浓度 Res(25 umol/L、50 umol/L、100 umol/L、200 umol/L)的培
养液,对照组含不加药物细胞培养液。5%CO2, 37℃条件下分别继续培养 48hr
后,收集对照组、25 umol/L、50 umol/L、100 umol/L、200 umol/L Res 处理
组细胞(≥1×10 multicycle 软件分析结果。

5.统计学处理
实验数据均用平均数±标准差 (x±S)表示,组间多样本均数的多重比较采
用单因素方差分析和 LSD-t 检验,用 SPSS 10.0软件分析结果,P<0.05 表示有统
计学意义。

6
),加预冷 70%乙醇固定过夜,用 PI 染色。上流式细胞仪检测,

结  果
1.  MTT 比色法检测细胞增殖抑制率分别用 25umol/L、50 umol/L、100 umol/L、200 umol/L 处理 MIAPaCa-2细胞 48hr 后,酶标仪测定 A 值结果后,计算增殖抑制率,25umol/L Res处理 48hr后,平均抑制率即达 12.80%,随着药物浓度增加,细胞增殖抑制率不断提高,具体结果见表 1。用单因素方差分析和 LSD-t 检验对不同浓度组样本均数进行两两多重比较,统计结果分析为:F=293.277,P=0.000,不同浓度组之间抑制率均有显著性差异(P<0.05)。换言之, Res 体外对 MIAPaCa-2 细胞有显著抑制作用,

且在一定范围内呈浓度依赖性。

2. 流式细胞仪示细胞周期的改变

    不同浓度 Res 分别处理 48hr 后,流式细胞仪检测细胞周期分布,结果见表

2 与图 1。用单因素方差分析分别对 G0/G1 期、S 期、G2/M 各组间样本均数差异
进行分析, 得 F 值和 P 值分别为 F=26.953,P=0.000; F=47.994 ,P=0.000;
F=1.526 ,P=0.267;根据统计结果认为 G0/G1 期和 S 期各组间均数存在差异,尚
不能认为 G2/M 期各组间均数存在差异,然后用 LSD-t 检验分别对 G0/G1 期、S
期各组间样本均数行两两间多重比较,结果示:随着药物作用浓度增大,G0/G1
期细胞比例随浓度依赖性减少,S 期细胞比例随浓度依赖性增大,具体见表 2。


讨  论

Res 的化学名为芪三酚(3,5,4'-trihydroxystibene),分子式 C14H12O3,相对分子量 228.25,属于非黄酮 类多酚化合物 ,于 1940 年首次从毛叶 藜芦(veratrumgrandiflorum)的根部分离获得。其结构式有顺、反式两类,均能与葡萄糖结合,形成顺式或反式白藜芦醇甙,它们与 Res 一样具有生物学活性[7]。近年来的研究发现,Res 广泛存在多种植物中,以中药植物虎杖中含量较为丰富 。

研究还证实,Res 是植物在不利条件下,如紫外线照射、真菌感染、以及机械性损伤所产生的“植物补体”,它对植物本身起保护作用,对人体也具有调节脂类代谢、防止低密度脂蛋白氧化、清除自由基、抑制血小板聚集、保护心脑血管和抗炎、抗过敏与抗肿瘤等多种药理作用[8]。而且,Res 为天然化合物,无毒副作用,故其药用价值极大,已引起了全世界科研人员的高度关注。本研究通过观察 Res体外对胰腺癌 MIAPaCa-2 细胞增殖和细胞周期分布的影响,旨在进一步认识该药的药理作用,为进一步利用开发该类药物提供实验依据。

肿瘤对药物敏感的实验分为体内实验和体外实验两种,体外实验是体内实验的基础,体外实验的常用方法有 MTT 法,克隆形成实验,三磷酸腺苷生物发光法,放射性同位素掺入核苷酸前体物试验法等。其中 MTT 法具有操作简便,快捷,设备简单,结果重复性好,成功率高等优点,近年来被广泛应用于体外药物敏感度的检

测 [9]。
其主要原理[10]:活细胞线粒体中的琥珀酸脱氢酶能使外源性的 MTT 还原为难溶性的蓝紫色结晶物甲月替(formazan),并沉积在细胞中,而死细胞无此功能,DMSO 能溶解细胞中的紫色晶体物,用酶标免疫测定仪在此基础上于一定范围波长处测定其光吸收值,可间接反应活细胞数。在一定细胞数范围内,MTT 结晶物数量与细胞数成正比。本实验通过 MTT 法检测到 Res 对 MIAPaCa-2 细胞有显著增殖抑制作用,25μmol/L Res对胰腺癌 MIAPaCa-2 细胞增殖抑制作用已经相当明显,作用 48hr 平均抑制率已达 12.80%;当浓度提高到 200μmol/L 时,作用48hr其平均抑制率分别为58.70%,Res对胰腺癌MIAPaCa-2细胞的增殖抑制作为了探讨Res体外对MIAPaCa-2细胞的增殖抑制作用与细胞周期分布的关系,

本实验用流式细胞式对Res处理后细胞周期进行分析,结果发现:Res处理后,细胞

[11]等研究发现Res能使前列腺癌细胞G1期比例减少,同时增加S期细胞比例,与同报道结果相似,但亦有报道发现Res可同时上调肝癌细胞G2/M期与S期细胞比例[12]。可见Res对肿瘤细胞周期分布的影响因肿瘤类型或细胞类型存在差异,其机制仍待下一步的研究。


综上所述,Res体外可抑制胰腺癌MIAPaCa-2细胞的增殖,引起细胞周期重新分布是其主要机制之一。Res有望成为治疗胰腺癌的新药,但其具体效果仍待进一步的体内实验和临床试验加以验证。

参考文献

[1] Berlin JD,Rothenberg ML.Chemotherapeutic advances in pancreatic cancer.Curr Oncol Rep,2003,5(3):219~226

[2] 曹庸, 张敏,于华忠,等.不同植物、同种植物不同组织部位中白藜芦醇含量变化研究.湖南林业科技,2003,12(4):32~34

[3] Atten MJ, Godoy-Romero E, Attar BM, et al .Resveratrol regulates cellular PKC alpha and delta to inhibit growth and induce apoptosis in gastric cancer cells.Invest New Drugs, 2005,23(2):111~119

[4] Clement MV,Hirpara JL,Chawdhury SH, et al .Chemopreventive agent resveratrol,a natural product derived from grapes,triggers CD95 signaling dependent apoptosis in human tumor cells. Blood,
1998,92(3):996~1002

[5] Kim YA, Lee WH, Choi TH, et al.Involvement of p21WAF1/CIP1, pRB, Bax and NF-kappaB in induction of growth arrest and apoptosis by resveratrol in human lung carcinoma A549 cells.Int J Oncol,
2003 ,23(4):1143~1149

[6] Jones SB, DePrimo SE, Whitfield ML, et al.Resveratrol-induced gene expression profiles in human prostate cancer cells.Cancer Epidemiol Biomarkers Prev,2005,14(3):596-604

[7] 向敏,匡晓东,杨勇.白藜芦醇及其药理保健功能的研究.中国食品添加剂,2004,2(5):16~20

[8] Granados-Soto V.Pleiotropic effects of resveratrol.Drug News Perspect, 2003 ,16(5):299~307

[9] Mosmann T.Rapid colorimetric assay for celluar growth and survival.J Immuno Methods,1983,65(1) :55~63

[10] Morgan DM.Tetrazolium(MTT)assay for celluar viability and activity .Methods in Molecular Biology,1998,79(4):179~183

[11] Hsieh TC, Wu JM. Differential effects on growth, cell cycle arrest, and induction of apoptosis by resveratrol in human prostate cancer cell lines. Exp Cell Res, 1999,249(1):109–115

[12] Delmas D, Jannin B, Malki MC, et al. Inhibitory effect of resveratrol on the proliferation of human and rat hepatic derived cell lines. Oncol Rep 2000,7(4):847–852





No comments:

Post a Comment