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益气养阴散结方含药血清及对A549 细胞凋亡生成素基因表达影响的实验研究
作者:许浪, 李玉红, 成肇智    
作者单位:武汉科技大学医学院,湖北 武汉 430065; 湖北中医学院,湖北 武汉 430080

《时珍国医国药》 2008年 第1期

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       【摘要】 
       目的探讨益气养阴散结方含药血清对人肺癌A549 细胞凋亡及生存素(Survivin)基因表达的影响。方法根据实验动物学原理制备大鼠含药血清和正常血清,设含药血清组和空白血清组,应用Annexin V/PI 染色法检测益气养阴散结方含药血清对人肺癌A549 细胞凋亡率的影响,观察凋亡细胞形态学变化,并用逆转录PCR(reverse transcription -PCR,RT -PCR)法检测其对Survinin 基因表达的影响。结果与对照组比较,药物组A549 细胞的凋亡率显著增高(P<0.01),Survinin mRNA 的表达显著下降(P<0.05)。结论益气养阴散结方含药血清能明显促进A549 细胞的凋亡,下调凋亡相关基因Survinin 的表达。
       【关键词】  益气养阴散结方 肺肿瘤 细胞凋亡 生存素
       Research on the Effect of Yiqi Yangyin Sanjie Prescription on the Apotosis and Expression of Survivin of A549 Cells
       XU Lang, LI Yuhong, CHENG Zhaozhi
       (School of Medicine, Wuhan University of Science and Technology, Wuhan 430065, China; Hubei Traditional Chinese Medical University, Wuhan 430080, China)
       Abstract:ObjectiveTo study the effect of Yiqi Yangyin Sanjie Prescription (abbreviated as YYSP)(contained in serum) on apotosis and related gene survivin of A549 cells.MethodsYYSP was administrated gastric gavage to normal rats to produce the serum containing YYSP, which was used as the group with medicine.The rat serum without YYSP was taken as the control group.The effect of serum containing YYSP on the apotosis of A549 cells was detected by annexin V /PI; the effect of it on the expression of survivin mRNA was detected by RT -PCR.ResultsCompared with the control group, the rate of apotosis in the group with medicine increased significantly(P <0.01),the expression of survivin mRNA decreased significantly(P <0.05).ConclusionSerum containing YYSP can obviously induce apotosis and decrease the survivin gene expression of A 549 cells.
       Key words:Yiqi Yangyin Sanjie Prescription;  Lung carcinoma;  Apotosis;  Survivin
       
       原发性支气管肺癌是指原发于支气管黏膜和肺泡的癌症,是最常见的恶性肿瘤之一,预计到2025 年,每年将有90 万人死于肺癌,中国将成为肺癌患病率第一大国[1] 。近年来,中药在肿瘤临床治疗中的作用引起了医学界的瞩目,合理开发和运用中医药的抗肿瘤作用成为研究的热点。
       
       益气养阴散结方是笔者导师湖北中医学院成肇智教授治疗肺癌的临床验方。为了进一步揭示其抗肿瘤的具体机制,本实验采用血清药理学方法,从细胞水平探讨益气养阴散结方对人肺癌A549 细胞凋亡及相关基因生存素(Survivin)表达的影响。
       1   材料与方法
       1.1   细胞与细胞培养人肺癌A549 细胞由武汉大学生命科学院惠赠。接种于RPMI 1640 完全培养液(含10%胎牛血清,100U/ml 青霉素,100U/ml 链霉素)中,5%CO2,37℃温箱中培养,2 ~3 d 更换一次培养液,细胞长满后0.25%胰酶消化、传代。
       1.2   含药血清的制备益气养阴散结方由生黄芪、南沙参、莪术等组成,均购自湖北中医学院附属医院门诊部,传统方法煎制,浓缩为1 mg/ml。根据实验动物学原理以10 ml/kg 给大鼠灌胃,2次/d,连续3 d,于末次给药后1 h,经右心室取血,通过离心取得含药血清[2] ;同样的方法生理盐水灌胃后取得空白血清,均置于-20℃保存备用。
       1.3  试剂胎牛血清、RPMI 1640 培养液购自GIBCO 公司; Annexin V/PI 凋亡检测试剂盒购自R&D 公司;RT -PCR 法所需试剂由Invitrogen 公司提供;引物由上海生物工程技术有限公司合成。
       1.4  仪器恒温二氧化碳培养箱(Thermo Forma 公司); EPICS -XL 型流式细胞仪(Beckman Coulter 公司);荧光显微镜(日本Plympus 公司);H -300 透射电镜(日本日立公司);基因扩增仪(Biometra 公司);全自动图象分析仪(武汉同济千屏影像工程公司)。
       1.5  方法
       1.5.1  细胞的药物干预与处理将细胞接种于24 孔培养板中(均设6 个复孔),每孔的细胞浓度为1 ×105 /ml,继续培养至细胞长满单层后,弃培养液,加入含药血清及空白血清,分别设为药物组和对照组。继续培养48 h 后,用0.25%胰蛋白酶消化收集细胞以进行实验。
       1.5.2  荧光显微镜观察收集细胞制备细胞悬液,浓度为1 ×106 /ml,取95 μl 的吖啶橙贮存液混匀,吸一滴混合液点于洁净玻片上,直接用盖玻片封片,荧光显微镜观察。
       1.5.3  透射电镜观察收集细胞,4%戊二醛固定2 h,0.1 mol/L磷酸缓冲液漂洗,1%四氧化锇固定。梯度酒精脱水,Epon -812包埋,LKB -V 超薄切片机切薄片,醋酸钠和柠檬酸铅染色,H -300 透射电镜观察。
       1.5.4  Annexin V/PI 法检测细胞凋亡按照Annexin V/PI 凋亡检测试剂盒说明操作,上流式细胞仪检测。
       1.5.5  RT -PCR 法检测Survivin 的表达①RNA 提取和cDNA合成:用Trizol 试剂提取总RNA,用反转录试剂提供的标准条件进行反转录反应,所获取的cDNA 作为PCR 反应模板。②扩增SurvivinmRNA,引物序列为上游:5’ -GCATGGGTGCCCCGACGTTG -3’, 下游:5’ -GCTCCGGCCAGAGGCCTCAA -3’。内参照采用hprt,引物序列为上游:5’ -CCTGCTGGATTACATTAAAGCACT -3’, 下游:5’ -GTCAAGGGCATATCCAACAACAAA -3’③PCR 反应体系为25 μl。条件:94℃ 3 min 预变性后开始循环,94℃变性30 s,52℃复性30 s, 72℃延伸1 min, 共35 个循环,最后于72℃延伸7 min,扩增产物为447 bp。④取5 μl PCR 产物和内参照hprt 的PCR 产物在1%的琼脂糖凝胶上电泳,EB 染色,用电泳凝胶成像自动分析系统进行半定量分析。
       1.6  数据处理数据以(±s)表示,均用SPSS12.0 软件处理。
       2   结果
       2.1  荧光显微镜观察结果凋亡细胞的细胞核及细胞质内可见致密浓染的黄绿色染色,少量黄绿色碎片,而坏死细胞的细胞质内黄绿色或橘黄色荧光均减弱或消失。
       2.2  透射电镜观察结果凋亡细胞染色质固缩,多聚集于核膜内侧,呈境界分明块状或月行小体,细胞浆浓缩,内可见完整的细胞器。
       2.3  Annexin V/PI 法检测结果见图1,UL 区为细胞坏死,LL 区为细胞存活,LR 区早期凋亡,UR 区为晚期凋亡,凋亡总计=LR区+UR 区。含药血清处理后,细胞凋亡增多(见表1),凋亡率明显高于空白血清组(P <0.05)。
       图1  含药血清诱导细胞凋亡的流式细胞仪结果(略)
       表1  含药血清诱导细胞凋亡的结果(略)
       与空白血清组比较,*P<0.05,n=6
       2.4   RT -PCR 法检测结果在紫外透视仪下初步观察条带(见图2),可见空白血清组所得条带亮度明显强于含药血清组,说明经药物干预后,肺癌细胞内的Survivin mRNA 的表达受到了抑制。经过电泳凝胶成像自动分析系统半定量分析(见表2)和统计学处理,含药血清组Survivin mRNA 的表达明显低于空白血清组,其差异具有显著性(P <0.05)。
       图2  Survivin mRNA电泳图表2  各组Survivin mRNA相对表达含量(略)
       与空白血清组比较,*P<0.05;n=4
       3  讨论
       
   
       中医学研究认为气阴两虚是肺癌最基本的病机特征,并贯穿于肺癌发病的始终,因此临床治疗多以益气养阴为主,并取得了一定疗效[3,4] 。而笔者导师成肇智教授认为,肺癌的发生多是在气阴两虚的基础上六淫等邪乘虚侵肺,热毒痰淤胶结,逐渐形成肺部肿块。因此,选用益气养阴散结法更切合病机。根据这一思路确定的益气养阴散结方在临床工作中取得了很好的效果。本方是由生黄芪、南沙参、莪术等组成,方中莪术行气破血消积,生黄芪补气升阳,调节机体免疫能力,同时又可防莪术耗气伤气之弊,沙参润肺滋阴,沙参之寒与黄芪之温相配,则寒而无伤脾之虞,燥而无劫阴之虑。诸药配伍,攻补兼施,共奏益气消淤、扶正祛邪之功。随着中医学与现代科技的逐渐结合,如何从分子水平阐明其抗肿瘤的具体机制正成为研究的需要。
       
       细胞凋亡是由基因控制的细胞的自我消亡,近年来的研究发现,细胞凋亡在许多疾病的发生,尤其是在肿瘤的发生、发展和转归中起重要作用。凋亡受抑、细胞死亡不足是肿瘤发病的重要途径之一,如果病变组织内肿瘤细胞存活延长,使细胞群体内存活与死亡的平衡被破坏,存活大于死亡,则肿瘤细胞数目净增多。因而,从发病学角度来看,细胞凋亡实际上是机体天然的抗癌机制之一。研究表明,许多抗癌药物正是通过诱导增强细胞的凋亡实现其抗肿瘤的作用[5,6] 。
       
       细胞的凋亡过程受到很多基因的调控,具体机制也十分复杂,现有研究表明[7] ,Survivin 是迄今为止发现的最强的凋亡抑制因子,可全面抑制Fas、caspase、bax、某些化疗药物、TNF、X 射线等多种凋亡刺激因子的作用。其作用可能的途径有两条,一是直接或间接抑制caspases 的活性,另一条是与纺锤体的微管蛋白特异性结合,促进细胞分裂,抑制凋亡。
       
       本研究结果证明,益气养阴散结方能有效促进肺癌细胞的凋亡和降低Survivin mRNA 的表达,可能的机制是益气养阴散结方能有效下调Survivin 编码的mRNA 在肺癌细胞中的表达,导致Survivin 蛋白的表达继发下调,削弱甚至解除对caspases 的抑制作用,同时解除与纺锤体的微管蛋白特异性结合,促进细胞分化,从而实现诱导凋亡的作用。虽然其具体的机理还有待研究,但中药在抗肿瘤方面的广阔前景无疑是令人期待的。
       【参考文献】
           [1] 元风丽.吸烟致肺癌分子机制的研究进展[J].预防医学情报杂志,2004,20(3):270. 
       
       [2] 袁冬生,王新华,李常青,等.复方肝癌宁含药血清诱导肝癌细胞凋亡的实验研究[J].世界华人消化杂志,2006,14(5):522.
       
       [3] 柯立霞,宋爱英.益气养阴法联合化疗治疗中晚期肺癌32 例[J].中西药学报,2006,34(3):46.
       
       [4] 田 静,施志明,吴海良.益气养阴法对中晚期非小细胞肺癌血浆CD62p 影响的临床研究[J].时珍国医国药,2006,17(8):1539.
       
       [5] 杨传标,徐克成.中药的抗肿瘤作用[J].国际医药卫生导报,2004,10(18):9.
       
       [6] 沈世林,赵健雄,朱玉真,等.复方中药制剂对肿瘤细胞NF -κB 表达及其凋亡影响的实验研究[J].四川中医,2004,23(7):12.
       
       [7] 董德琼,薛东鹰,杨渝浩.survivin 蛋白在肺腺癌中的表达和临床意义[J].国际呼吸杂志,2006,26(2):92.

经典中医古籍

中药学教材(附图片)

穴位数据库(附图片)