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三叶青黄酮诱导SMMC-7721肝癌细胞凋亡的实验研究
作者:张立明1,樊瑞军2,杨凤琴1     
作者单位:(1.宁夏医科大学药学院,宁夏 银川 750004; 2.宁夏自治区人民医院,宁夏 银川 750021)

《时珍国医国药》 2010年 第11期

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       【摘要】 
       目的观察三叶青黄酮对SMMC-7721肝癌细胞诱导凋亡的作用。方法通过四氮噻唑蓝(MTT)比色法检测三叶青黄酮对细胞的抑制增殖作用;光学显微镜、荧光显微镜下形态学观察;DNA琼脂糖凝胶电泳及流式细胞仪(FCM)研究分析三叶青黄酮对肝癌细胞的诱导凋亡作用。结果三叶青黄酮能显著的抑制SMMC-7721肝癌细胞的生长,并具有浓度依赖性。光学显微镜、荧光显微镜下观察,发现细胞凋亡现象;DNA琼脂糖凝胶电泳可见DNA梯形条带;流式细胞仪(FCM)检测分析出现凋亡亚二倍体峰。结论三叶青黄酮对肝癌细胞具有诱导凋亡作用,有抗肝癌的药用价值。
       【关键词】  三叶青黄酮; 肝癌细胞; 凋亡
       三叶青具有清热解毒、祛风化痰、活血止痛等功效[1],用于治疗高热惊厥、肺炎、哮喘、肝炎、风湿、月经不调及恶性肿瘤,具有很好的疗效。大量的研究表明该中药具有免疫调节作用 , 其不仅直接作用于细胞免疫,而且通过整体作用来控制细胞免疫与细胞因子的活动。近几年,三叶青黄酮抗肿瘤作用日益受到重视。为进一步探讨三叶青抗肿瘤作用的机制,更好地开发利用三叶青, 本实验通过(MTT)比色法、光学显微镜下形态学观察、荧光显微镜观察、DNA琼脂糖凝胶电泳、流式细胞仪(FCM)测定法研究三叶青黄酮对SMMC-7721肝癌细胞诱导凋亡进行研究。
       1 仪器与材料
       1.1 仪器酶联免疫检测仪,国营华东电子管厂研制,型号,DG-3022;流式细胞仪(FCM),美国B&D公司产品,型号,FACS.calibur;电泳仪,北京六一仪器厂产品,型号DYY-Ⅲ1;紫外透射分析仪,上海长兴机器厂产品,型号: 2F-3。
       1.2 药物与试剂三叶青,宁夏明德饮片厂提供,宁夏药品检验所鉴定。青霉素,宁夏启元药业生产,规格,160万单位,批号080912;链霉素,安徽淮南国瑞药业产品,规格,0.75 g,批号20090308;RPMI1640,美国Sigma公司产品;四氮噻唑蓝(MTT),美国Sigma公司产品。
       1.3 细胞株及培养肝癌细胞株SMMC-7721由第四军医大学口腔医学院引进。接种于100 L玻璃培养瓶中,在含10%小牛血清、青霉素100 mg·L-1、链霉素100 mg·L-1的RPMI1640培养基中, 37℃、pH7.2置5%CO2培养箱中培养48 h,经0.25%的胰酶消化后,制成2×105·ml-1细胞悬液。
       1.4 三叶青黄酮的提取、分离和制备称取三叶青块根1 000 g ,采用碱性稀醇提取法[2] 提取得三叶青黄酮7.2 g 。聚酰胺柱层析[2] 后,分别用10% ,30% ,50% ,70% ,95% 的乙醇洗脱,回收得浓缩物,真空干燥至恒重,分别标记为HT10,HT30,HT50,HT70 和HT95。分别称取HT10,HT30,HT50,HT70 和HT95各2 mg ,溶解于200 μl 二甲基亚砜中,旋涡振荡,全部溶解后,加入800 μl RPMI1640培养液旋涡震荡混匀后放置于4 ℃ 冰箱保存备用, 终浓度为10 mg ·ml-1 。用时按比例配制成2,4,6,8,10 mg ·ml-1的浓度液。
       2 方法
       2.1 实验分组实验组分加药组和对照组,加药组分别加入HT10,HT30,HT50,HT70 和HT95。各自加入100 μl 2,4,6,8,10 mg ·ml-1的药液,每计量组6个复空,对照组加等量的培养基,混匀后放入5%CO2培养箱中培养。
       2.2 四氮噻唑蓝(MTT)比色法取对数生长期SMMC-7721细胞,接种于96孔板,每孔加入100 μl细胞悬液,培养24 h,待细胞贴壁后,进行换液和药物处理[3] ,弃上清液,加入100 μl HT10,HT30,HT50,HT70 和HT95各浓度的药液100 μl。对照组加100 μl的培养液,混匀。37℃、pH7.2置5%CO2培养箱中培养。培养48 h后,弃上清液,在各孔中加入5 g·L-1MTT 30 μl ,继续培养4 h,弃上清液,每孔加二甲亚砜100μl,振摇5 min,用酶联免疫检测仪测定570 nm处吸光度,计算出细胞抑制率。
       2.3 光学显微镜下形态学观察取实验组细胞,用PBS(pH7.2)洗涤1次,做离心涂片,用甲醇固定3~5 min,滴加Wright染色2 min,入Wright磷酸缓冲稀释液4~10 min,用蒸馏水冲洗[3] ,在油镜下观察细胞形态。
       2.4 荧光显微镜观察取实验组细胞,吹打均匀,取30 μl悬液加到载玻片上,加10 μl吖啶橙染色,加盖玻片后置荧光显微镜下观察SMMC-7721细胞形态并照相,在显微镜下数400个细胞,计算细胞凋亡率[3]。
       2.5 DNA琼脂糖凝胶电泳收集药物作用组及对照组培养细胞,常规方法提取细胞DNA ,1.5%琼脂糖凝胶孔中电泳,在室温、50 V、恒流60 mA电泳2 h,紫外灯下观察并照相[3]。
       2.6 流式细胞仪(FCM)分析将经药物处理的细胞,1 000 r·min-1离心5 min,弃上清液,PBS洗涤2次,1 000 r·min-1离心5 min,弃上清液,加冷的70%(体积分数)乙醇4℃固定24 h,离心,弃乙醇,PBS洗1次,1 000 r·min-1离心5 min,弃上清液,滴加0.5 ml 100 mg·L-1RNase,放置4 h,离心,弃上清液,PBS洗1次,300目筛网过滤1次, 1 000 r·min-1离心5 min,弃上清液,加0.5 ml PI过夜[3]。上流式细胞仪测定。
       2.7 统计学处理采用SPSS11.0 软件,不同药物浓度组间的比较采用完全随机设计的方差分析,各药物浓度组与对照组的比较采用Dunnett t 检验,以α= 0.05 为检验水准。
       3 结果
       3.1 三叶青黄酮对SMMC-7721肝癌细胞增殖的抑制作用结果见图1。从图1可以看出,不同浓度乙醇层析分离的三叶青黄酮(HT10、HT30、HT50、HT70和HT95) 均能抑制SMMC-7721 细胞的增殖;随着药物浓度的增加,其生长抑制作用增强,呈浓度-效应关系。其中HT50作用最强,随着加入药物浓度的增加,其对SMMC-7721细胞生长抑制率分别为38.6%,47.2%,65.1%,70.1 %和71.6%。图1 三叶青黄酮对SMMC-7721肝癌细胞增殖抑制作用
       3.2 光学显微镜下形态学变化取对照组细胞及实验组细胞,光学显微镜下观察,可见实验组细胞染色质浓集,细胞核固缩、碎裂,细胞膜起泡,有核碎片的凋亡小体形成。
       3.3 荧光显微镜下形态学变化取对照组及实验组细胞,荧光显微镜下可见对照组细胞为黄色或桔红色,给药组细胞核或细胞质内可见致密浓集的黄绿色染色,可见黄绿色碎片,细胞核固缩、核碎裂、细胞膜起泡及凋亡小体形成,检测其凋亡率, 其中HT50组不同浓度的凋亡率分别为29.5%,36.3%,52.5% ,62.8%和70%;随着浓度的不断增加,细胞凋亡率呈上升趋势。
       3.4 DNA琼脂糖凝胶电泳结果取对照组及HT50组的8,10 mg ·ml-1两个浓度的细胞,经琼脂糖凝胶电泳后,给药组均出现凋亡特有DNA Lad-der带,而对照组则无此带。3.5 流式细胞仪(FCM)测定结果取对照组及HT50组的8,10 mg ·ml-1两个浓度的细胞,流式细胞仪(FCM)测定,对照组未出现亚2倍体峰,给药组均可见明显的亚2倍体峰。
       4 讨论
       三叶青具有多方面的生物活性,其中抗肿瘤作用日渐被人们重视。本研究通过定量和定性的细胞凋亡研究方法,对5种不同浓度的乙醇分离的三叶青黄酮作用后的细胞进行凋亡研究,发现各组均有直接抑制肿瘤细胞增殖作用,且呈浓度-效应正相关。其中HT50的10 mg ·ml-1浓度抑制作用最强。通过光学显微镜、荧光显微镜对细胞形态学的观察,可见细胞核固缩、核碎裂、细胞膜起泡及凋亡小体形成等形态, 随着浓度的增加凋亡率也不断升高。 DNA琼脂糖凝胶电泳显示实验组细胞,DNA电泳图上呈现“梯状”条带,这是细胞凋亡最具特征的生化改变;流式细胞仪分析,三叶青黄酮作用后的细胞均出现明显的亚2倍体峰。三叶青黄酮对SMMC-7721肝癌细胞具有明显的诱导凋亡作用,是很有潜力的抗癌药物。
       【参考文献】
          [1] 中国医学科学院药物研究所,北京医学院,南京药学院,等. 中药志(第2册) [M]. 北京:人民出版社,1984:219.
       
       [2] 肖崇厚. 中药化学[M]. 上海:上海科学技术出版社,2000:265.
       
       [3] 姜 泊,周殿元.细胞凋亡基础与临床[M].北京:人民军医出版社,1999:258,263,266,285.

经典中医古籍

中药学教材(附图片)

穴位数据库(附图片)