志苓膠囊(ZLJN)藥效學(xué)試驗(yàn)表明,該藥對小鼠宮頸癌U14、Lewis肺癌抑制率均在50%以上。本研究進(jìn)一步觀察志苓膠囊在體外對人小細(xì)胞肺癌細(xì)胞系NCI-H446增殖及誘導(dǎo)凋亡影響,旨在探討其作用機(jī)制,為志苓膠囊臨床應(yīng)用提供依據(jù)。
肺癌是威脅人類生命的常見病,其中小細(xì)胞肺癌約占肺癌總發(fā)病率的25%,兩年生存率僅5%。志苓膠囊(ZLJN)藥效學(xué)試驗(yàn)表明,該藥對小鼠宮頸癌U14、Lewis肺癌抑制率均在50%以上。本研究進(jìn)一步觀察志苓膠囊在體外對人小細(xì)胞肺癌細(xì)胞系NCI-H446增殖及誘導(dǎo)凋亡影響,旨在探討其作用機(jī)制,為志苓膠囊臨床應(yīng)用提供依據(jù)。
材料和方法
1 藥物 志苓膠囊是由16味中藥和5種西藥組成,即黃芪、女貞子、黃精、北沙參、麥冬、黨參、白術(shù)、茯苓、白毛藤、絞股藍(lán)、仙鶴草、遠(yuǎn)志、陳皮、山藥、芡實(shí)、甘草、吲哚美辛、醋酸地塞米松、螺內(nèi)酯、法莫替丁、地西泮。每粒0.43g,其中志苓膠囊中藥生藥含量1.86g/粒,西藥含量23.95 mg/粒,由福州市第一醫(yī)院、福州志苓醫(yī)藥研究所提供。按照每粒膠囊的純中藥和西藥含量比例,分別用二甲基亞砜(DMSo)溶解后,配制成不同濃度母液,4℃保存?zhèn)溆谩?nbsp;
2 試劑及儀器 試劑及試劑盒:二甲基亞砜(DMSO,Amresco公司);RPMI 1640(Gibco-BRL);MTT(Sigma);RNaseA (Amresco);蛋白酶K(Am-resco);Bcl-2單克隆抗體(Ancel1);MitoCaptureTM線粒體凋亡檢測試劑盒(Biovision);CaspGLOWTM Fluorescein Active Caspase-3 Staining Kit(Biovision);Cell Cycle Test Plus DNA Reagent Kit(Beckton Dickinson);AnnexinV-FITC 凋亡檢測試劑盒(Beckton Dickin-son);DeadEndTM Colorimetric TUNEL System 試劑盒(Promega)。儀器:酶標(biāo)儀(STAT FAx);流式細(xì)胞儀(BD FACScan);凝膠圖像分析儀(BIO-RAD)。
3 細(xì)胞及培養(yǎng)體系 選擇Bcl-2高表達(dá)的人小細(xì)胞肺癌細(xì)胞株NCI-H446(引自中國科學(xué)院上海細(xì)胞生物學(xué)研究所細(xì)胞庫)作為研究對象,置于含10%胎牛血清的RPMI 1640培養(yǎng)液中,37℃、飽和濕度、5%CO2條件下傳代培養(yǎng)。用含0.25%的胰酶和0.03% 的EDTA 消化液消化貼壁細(xì)胞。收集處于70%~80%融合,處于對數(shù)生長期的細(xì)胞進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
4 藥物分組 藥物按其在培養(yǎng)體系體積百分比濃度分為3組,依次為A組:0.1%DMSO組、0.4%中藥組、0.1% 西藥組以及后兩者組成的復(fù)方組;B組:0.2%DMSO組、0.8% 中藥組、0.2% 西藥組以及后兩者組成的復(fù)方組;C組:0.4%DMSO組、1.6%中藥組、0.4%西藥組以及后兩者組成的復(fù)方組,以上A、B、C組用于MTT法檢測細(xì)胞存活率和集落形成試驗(yàn),再選擇其中最佳濃度組進(jìn)行其他實(shí)驗(yàn)。
5 實(shí)驗(yàn)方法
5.1 MTT法檢測細(xì)胞增殖 NCI-H446初濃度為1.0×10^5/mL,按以上分組接種于96孔培養(yǎng)板。24h后加藥,每組重復(fù)3個(gè)平行孔,每孔100uL。用藥48h后,每孔加5mg/mL MTT 10uL,繼續(xù)培養(yǎng)4h后,小心吸去上清,每:fLeD 100uL DMSO,在酶標(biāo)儀上充分震蕩混勻,雙波長492 nm和630 nm 比色。細(xì)胞存活率=(實(shí)驗(yàn)組OD值/對照組OD值)×100%。
5.2 集落形成試驗(yàn) 調(diào)整細(xì)胞初濃度為1.33×10^2/mL,按以上分組接種于6孔板,每組重復(fù)3個(gè)平行孔,每孔1.5mL(約接種200個(gè)細(xì)胞),常規(guī)培養(yǎng)24h后加藥,繼續(xù)培養(yǎng)14天后顯微鏡下計(jì)算細(xì)胞數(shù)大于40個(gè)的細(xì)胞團(tuán)為一個(gè)集落,對照組集落形成率大于40%者實(shí)驗(yàn)有效。集落形成率=(各組集落數(shù)/200)×100%
5.3 線粒體跨膜電位改變檢測 取對數(shù)生長期的細(xì)胞,消化后調(diào)整細(xì)胞濃度為1.0×10^5/mL,接種于培養(yǎng)瓶,24 h后加藥,收集藥物作用24 h后的細(xì)胞,按照線粒體凋亡檢測試劑盒說明書進(jìn)行操作。
5.4 Caspase-3活性檢測 藥物處理細(xì)胞24 h后,按300uL細(xì)胞懸液加1uL FITC-DEvD-FMK,37℃,5%co2孵育30~60min。用Wash Buffer重懸細(xì)胞2次后加300uL Wash Buffer,混勻,置于冰上,流式細(xì)胞儀分析Caspase-3活性變化。
5.5 DNA片段化檢測 藥物作用于NCI-H44648h后,約在5.0×10^5細(xì)胞中加20uL細(xì)胞裂解液[20 mmol/L EDTA,100 mmol/L Tris,0.8%(W/V)SDS],混勻,加500 U/mL RNaseA 10uL,置37℃ 水浴30~120 min,再加入20 mg/mL蛋白酶K 10uL,50℃水浴過夜。2.0%瓊脂糖凝膠電泳,35V,3h,凝膠圖像分析儀上分析結(jié)果。
5.6 DNA倍體分析 藥物作用細(xì)胞48h后,按照說明書步驟操作。用Buffer Solution重懸細(xì)胞3次,調(diào)整細(xì)胞濃度為1.0×10^6/mL,依次加SolutionA、B,分別孵育10 min,最后加Solution C,混勻,冰上孵育10 min,流式細(xì)胞儀檢測結(jié)果。
5.7 Annexinv-FITC檢測 藥物作用6 h后,用1×binding buffer調(diào)整細(xì)胞濃度為1.0×10/mL,吸取100uL加入5uL AnnexinV-FITC和5uL PI試劑,室溫放置暗處15 min,再加入400uL 1×bindingbuffer,1h內(nèi)流式細(xì)胞儀分析結(jié)果。
5.8 TdT 酶介導(dǎo)的原位缺口末端標(biāo)記法(TUNEL)檢測 收集各藥物組作用48h后的細(xì)胞,涂片,干燥后用4%低聚甲醛固定,參照文獻(xiàn)進(jìn)行操作,顯色后鏡下觀察,細(xì)胞核染成棕褐色者為凋亡細(xì)胞,計(jì)數(shù)1000個(gè)細(xì)胞,計(jì)算凋亡率。
5.9 Bcl-2蛋白表達(dá)檢測 藥物作用于NCI-H446 48h后,消化細(xì)胞,細(xì)胞數(shù)應(yīng)在5.0×10^5左右。PBS(pH 7.4)洗滌2次后,2%中性甲醛室溫固定30min,0.3%皂素滲透5min,棄上清。加1:50稀釋的鼠抗人Bcl-2蛋白單克隆抗體,冰上孵育45min,PBS洗滌后,流式細(xì)胞儀檢測細(xì)胞Bcl-2蛋白表達(dá)陽性率。
6 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS12.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理。單因素方差分析比較各組間差異。
結(jié)果
1 各組對NCI-H446細(xì)胞增殖比較 不同濃度的中藥組、西藥組和復(fù)方組與NCI-H446共培養(yǎng)48h,加藥組吸光度值與對照組比較差異均有顯著性(P<0.005),細(xì)胞生長明顯受到抑制,除中藥組外,這一抑制作用隨西藥組和復(fù)方組濃度的升高而增強(qiáng),C組復(fù)方藥物(志苓膠囊)作用后細(xì)胞存活率僅40.5%,幾乎未見活細(xì)胞。
2 各組對NCI-H446細(xì)胞集落形成比較 志苓膠囊可顯著降低NCI-H446細(xì)胞集落形成率(48.17±1.76)%,A組中藥、西藥、復(fù)方組集落形成率分別為(46.33±1.04)%、(4.67±0.76)%和(4.50±0.50)%,B組分別為(8.17±0.76)%、(2.83±0.29)¥和(0.86±0.29)%,與對照組比較均有顯著性(P<0.05)。C組(志苓膠囊)均為見有集落形成。
3 各組線粒體跨膜電位比較 C組藥物作用24h后,對照組線粒體跨膜電位下降的細(xì)胞數(shù)很少,占0.04%,中藥組、西藥組分別為1.63%、7.54%,復(fù)方志苓膠囊組線粒體跨膜電位下降的細(xì)胞數(shù)明顯增多,占22.06%。
4 Caspase-3活性檢測 C組藥物作用24h后,DMSO對照組Caspase-3活性增高細(xì)胞數(shù)較低,占16.51%,中藥組和復(fù)方組細(xì)胞Caspase-3活性依次增高,分別為26.88%,42.96%和78.52%。
5 DNA片段化分析 C組藥物與細(xì)胞共培養(yǎng)48h后,DNA片段化分析結(jié)果顯示,西藥組和復(fù)方組處理的細(xì)胞有凋亡特征性DNA改變,即形成典型的DNA降解梯狀帶,其中復(fù)方志苓膠囊組誘導(dǎo)DNA梯狀帶形成的作用更加明顯,中藥組則較弱。
6 DNA倍體分析 C組藥物作用NCI-H446 48h后,各組均檢測到明顯的亞二倍體G1峰(凋亡峰),中藥、西藥及復(fù)方組凋亡率分別為37.67%,42.37%及55.84%。
7 AnnexinV-FITC檢測細(xì)胞凋亡 C組藥物作用6h即可檢測到早期凋亡細(xì)胞,對照組、中藥組、西藥組分別為6.83%、11.24%、13.48%,復(fù)方組早期細(xì)胞凋亡率最高,為23.94%。
8 TUNEL法檢測NCI-H446細(xì)胞凋亡 C組藥物作用48h后,對照組僅偶見棕褐色晚期凋亡細(xì)胞,占(0.43±0.15)%。加藥組凋亡率分別為(29.67±3.79)%,(44.00±4.00)%和(57.33±6.02)%,與對照組比較差異均有顯著性(P<00.05)。
9 NCI-H446蛋白表達(dá)水平 C組藥物作用48h后,NCI-H446細(xì)胞Bcl-2蛋白表達(dá)水平降低,DMSo對照組Bcl-2蛋白表達(dá)陽性細(xì)胞占95.19%,中藥組為85.76%,西藥組為85.36%,復(fù)方組最低為57.27%。
志苓膠囊可以有效抑制人小細(xì)胞肺癌NCI-H446細(xì)胞增殖、誘導(dǎo)其凋亡,細(xì)胞線粒體跨膜電位水平降低,Caspase.3活性增強(qiáng)和Bcl-2表達(dá)下調(diào)可能參與了該過程。