何广辉,孙丰源
(1.天津市眼科医院玻璃体视网膜中心,天津医科大学眼科临床学院,天津300040;2.天津市第一中心医院眼科,天津 300192)
白藜芦醇(resveratrol,Res)于1940年首次从毛叶藜芦的根部提取获得,它广泛存在于虎杖、葡萄等21个科、31个属的72种植物中[1],是一种天然活性成份。从19世纪70年代至今,大量科学实验证实白藜芦醇具有抗肿瘤活性,对肿瘤的起始、促进、发展3个主要阶段均有抑制作用[2-4]。本实验选取B淋巴细胞来源的BJAB细胞作为实验对象,应用四甲基偶氮唑盐微量酶反应比色法(MTT法)比较不同作用浓度及作用时间的Res对BJAB细胞增殖的影响,并应用流式细胞术(Flow cytometry,FCM)分析Res对BJAB细胞周期的影响,为其作为抗B细胞淋巴瘤药物的应用提供实验依据。
1.1 材料 BJAB细胞由天津医科大学免疫学教研室杨洁教授惠赠。Res由南开大学医学院惠赠。MTT、青霉素、链霉素、碘化丙啶购自Sigma公司。RPMI-1640干粉、PBS干粉、二甲基亚砜购自GIBCO公司。
实验仪器:CO2培养箱(SANYO),倒置相差显微镜(NIKON),超净工作台(苏州净化设备公司),Milli-Q超纯水系统,恒温烤箱(格兰仕),酶标测定仪(BIO-RAD),台式低速离心机(北京医用离心机厂),低温冰箱(SANYO),低温高速离心机(HITACHI),分析天平(BOSCH),24孔及 96孔培养板(Cellstar),细胞培养瓶(GLOSTAR),流式细胞仪(COWTER)。
1.2 方法
1.2.1 实验分组及给药 实验分为空白对照组和实验组。空白对照组加入不含Res、无血清的RPMI-1640培养液;实验组分为6组,分别加入含终浓度为5、10、25、50、75、100μg/mL的Res,每组设6个复孔。
1.2.2 MTT法检测Res对BJAB细胞增殖的影响
BJAB细胞以103/孔接种于96孔板中,加入含10%胎牛血清的RPMI-1640培养液200μL培养48h,然后换为无血清无双抗的培养液200μL继续培养24 h,实验组分别加入含不同浓度Res的培养液200μL,空白组加无血清的培养液200μL,分别作用24、48、72 h,观察细胞形态的变化。实验及空白组常温低速离心(800 r/min)5min后吸出上清液100μL,然后加入20μLMTT液,37℃,5%CO2培养箱继续孵育4 h后,加入150μLDMSO,室温下于微量振荡器上振荡5min,于570 nm测定各孔OD值。计算不同浓度药物对细胞的抑制率(IR)。IR%=(对照组OD值-实验组OD值)/对照组OD值×100%[7]。
1.2.3 FCM检测Res对BJAB细胞周期的影响
细胞培养及加药过程同前,分别收集实验组25、50、100μg/mLRes作用 24 h和 50μg/mLRes作用24、48、72 h的BJAB细胞以及对照组BJAB细胞,每份加冷PBS洗涤离心2次,然后加预冷的70%乙醇4℃固定过夜。次日弃去乙醇后,PBS洗涤离心,弃去上清液,每份样本加0.2mLPBS,将细胞轻轻吹打成单细胞悬液,加入0.5mLPI染液,40℃避光染色30min,488 nm检测荧光强度,计算各时相细胞比例及增殖指数[PI=(S+G2)/(G1+S+G2)][8-9]。
1.3 统计学方法 采用SPSS11.5统计软件,所有数据用x±s表示,经正态分布和方差齐性检验,进行组间单因素方差分析。样本率之间的统计分析用χ2检验。
2.1 形态学改变 不同浓度药物作用后,实验组与对照组相比,细胞密度有所下降,细胞形态发生变化,部分细胞体积缩小,呈小圆形,部分细胞呈梭形,核仁不清晰,胞质不匀,随着浓度的增加,细胞数目减少,并且多数细胞呈梭形。随着药物作用时间延长,实验组细胞密度降低,细胞不同程度呈现出核固缩、核碎裂、核溶解等凋亡特征(图1~3)。
图1 25μg/m L Res作用24 h后BJAB细胞形态学改变(×200)Fig 1 M orphology changeof BJAB cellaffe cted by 25 μg/m L Res for 24 h(×200)
图2 50μg/m L Res作用24 h后BJAB细胞形态学改变(×200)Fig 2 M orphology changeof BJAB cell affected by 50μg/m L Res for 24 h
图3 50μg/m L Res作用48 h后BJAB细胞形态学改变(×200)Fig 3 M orphology changeof BJAB cell affected by 50μg/m L Res for 48 h
2.2 MTT法测定Res对BJAB细胞的抑制作用见表1。
表1 不同浓度药物组作用不同时间后的OD值(x±s,n=6)Tab1 OD value of different durations and densities of Res on BJAB(x±s,n=6)
不同浓度的Res作用于BJAB细胞24、48、72 h,均可不同程度地抑制细胞的增殖。其中5μg/mLRes与对照组比较,在24 h作用不明显,而其余各浓度组在各时间点与对照组比较,对细胞都有明显的抑制作用(P<0.05或P<0.01)。结果可见,Res对BJAB细胞的抑制作用呈时间依赖性和剂量依赖性(图4)
图4 不同浓度Res对BJAB作用不同时间的抑制率Fig 4 Inhibition ratio of different durationsand densitiesof Reseffected on BJAB
2.3 流式细胞仪检测Res对BJAB细胞周期的影响 以浓度为 0、25、50、100μg/mL处理细胞 24 h后,用流式细胞仪检测BJAB细胞周期,结果见表2。可见随着Res浓度增大,G1期细胞百分数增多,而S、G2期的细胞数量逐渐减少,计算增殖指数可见,随着用药浓度增大而BJAB细胞增殖指数呈下降趋势(P<0.05)。
表2 不同浓度Res作用24 h对BJAB细胞周期的影响Tab2 Influence of cell cycle of BJAB which affected by different densitiesof Res for 24 h
用 50μg/mL Res分别处理 BJAB细胞 0、24、48、72 h,流式细胞仪检测结果显示随着Res作用时间延长,G1期细胞百分数增多,而S、G2期的细胞百分比逐渐减少(表3)。
表3 50μg/m L Res在不同作用时间对BJAB细胞周期的影响Tab3 Influence of cell cycle of BJAB which affected by different durationsof 50μg/m L Res
Res化学名 3,5,4-三羟基芪 (3,5,4-trihydroxystilbene),是一种植物防御素(phytoalexin),具有广泛的生物学活性,如抗肿瘤、抗动脉粥样硬化、抗凝血、抗氧化、抗菌、免疫调节及神经保护等[10-11]。近年来研究发现Res在抗肿瘤方面具有较好的效果,其抗肿瘤作用机制主要体现在以下各方面:(1)防止正常细胞癌变[12-13]:抑制细胞色素P450 1A1(CYP 1 A1);抑制环氧酶(COX);抗氧化损伤。(2)抑制肿瘤细胞增殖[14-15]:抑制DNA复制过程的关键酶;拮抗雌激素;改变自分泌生长调节因子;抑制肿瘤细胞自分泌活性氧。(3)促进肿瘤细胞凋亡[16-17]:作用于细胞周期蛋白及细胞周期蛋白依赖性激酶而致凋亡;通过p53引发凋亡;影响bcl-2家族诱导凋亡;通过线粒体介导凋亡。本实验研究发现,高浓度及长时间Res作用可使BJAB细胞形态发生改变,胞体变为梭形,两极尖细,胞质浑浊,核固缩,甚至消失,胞间增宽,细胞碎片增多。5μg/mLRes在短时间内对BJAB细胞增殖抑制作用不明显,当时间延长至48 h,可显著抑制BJAB细胞的增殖(P<0.05),而25、50、75、100μg/mL 组在各时间点与对照组比较,对细胞都有明显地抑制作用(P<0.01)。同一浓度的药物随着作用时间的延长,抑制作用逐渐加强,表明Res对BJAB细胞的抑制作用呈时间依赖性。而同一时间内,随着药物浓度的增加,抑制作用也增强,表明Res对细胞增殖的抑制作用具有剂量依赖性。
Jazirehi等[18]认为,Res可以抑制非霍奇金淋巴瘤以及多发性骨髓瘤细胞的增生,并促进其凋亡,原因在于Res可以使肿瘤细胞的细胞周期停留在G1期,此外,Res还可以选择性地下调抗凋亡蛋白Bcl-xL和骨髓细胞分化因子1(Mcl-1),并可以上调凋亡前体蛋白Bax和凋亡蛋白酶激活因子Apaf-1。本实验研究发现用不同浓度的Res处理细胞24 h后,用FCM检测BJAB细胞周期,可发现随着Res浓度增大BJAB细胞G1期细胞百分数增多,而S、G2期的细胞逐渐减少,并且随着用药浓度增大而BJAB细胞增殖指数呈下降趋势。用50μg/mLRes分别处理BJAB细胞0、24、48、72 h,流式细胞仪检测结果显示随着Res作用时间延长BJAB细胞G1期细胞百分数增多,而S、G2期细胞逐渐减少。
Res对BJAB细胞的作用可能涉及多种机制,本实验证实Res直接抑制BJAB细胞增殖,并导致其产生细胞周期的改变。本实验仅在细胞水平上观察了Res对BJAB细胞的作用,有待进一步在分子及蛋白质水平研究其作用机制,并且需要进行动物实验来证实Res针对淋巴瘤动物模型治疗的有效性和安全性,将这一相对经济、有效、低副作用的植物活性成分应用于淋巴瘤患者的临床治疗。
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