赖家玲,付文垚,何欣,肖川云,曹俊
(江西省九江学院 1.临床医学院,2.药学与生命科学学院,3.基础医学院,江西 九江 332000)
香菜挥发油体外抑制Saos-2细胞生长与迁移*
赖家玲1,付文垚2,何欣2,肖川云2,曹俊3
(江西省九江学院 1.临床医学院,2.药学与生命科学学院,3.基础医学院,江西 九江 332000)
目的探讨香菜挥发油对Saos-2肿瘤细胞株体外生长及迁移的影响。方法采用超声波辅助醇提法制备香菜挥发油;M TT法检测香菜挥发油对Saos-2细胞生长抑制作用;Trans w el l趋化小室检测细胞迁移抑制作用;定量PC R检测细胞内P21C i p1/W af1、P27Ki p1、N M23H1和S100A4的表达变化。结果使用超声辅助醇提法,香菜挥发油得率为0.424%;香菜挥发油可明显抑制Saos-2细胞的生长与迁移,伴随细胞内P21 C i p1/W af1及P27Ki p1的升高及S100A4降低,显示具有较强的抗成骨肉瘤活性。结论香菜挥发油可体外抑制Saos-2细胞生长及迁移,其可能机制与P21C i p1/W af1、P27Ki p1及S100A4有关。
香菜挥发油;抗肿瘤;P21C i p1/W af1;P27Ki p1;S100A4
香菜又名芫荽、胡荽、香荽等,属伞形科芫荽属。香菜营养丰富,并有强烈气味,其茎叶常作为日常蔬菜和调香料。研究显示香菜还具有多种药理作用,其主要药理成分包括挥发油及黄酮等,已知香菜挥发油具有抗菌、抗氧化、抗肿瘤和促毛发生长等多种活性[1-4]。本研究采用超声波辅助醇溶剂法制备香菜挥发油,探讨其对人成骨肉瘤细胞株Saos-2的生长及迁移的作用,同时检测胞内抑癌基因P21Ci p1/W af1、P27Ki p1及肿瘤迁移相关基因NM23H1和S100A4含量的变化,从分子水平明确香菜挥发油抑制细胞生长及迁移的机制。
1.1材料
香菜(购自九江市超市),Saos-2细胞株(来自江西省系统生物医学重点实验室),槲皮素(购自美国 Si gm a公司),FBS(购自 H ycl one公司),RPM I 1640培养基(购自吉诺生物医药技术有限公司),Transwel l cam ber(购于 Corni ng公司),噻唑蓝(m et hyl t hi azol yl t et razol i um,M TT)(Am resco公司,由北京索莱宝分装),GoScri pt Reverse Transcri pt i on Syst em(购自Prom ega公司),Tri zol(购自Invi t rogen公司),SYBR Prem i x Ex TaqⅡ(Tl i RNaseH Pl us)(购自TaKaRa公司)。
1.2仪器与设备
超声波清洗机(南昌市化学仪器有限公司),旋转蒸发仪(巩义市宇翔仪器有限公司),粉碎机(上海市亚荣生化仪器厂),重光IBE2000型倒置荧光显微镜(中国重庆光电仪器有限公司),5420-1型二氧化碳CO2培养箱(日本Napco公司),Bi o-Rad 550型酶标仪(美国伯乐公司),ABI7500型荧光定量PCR仪(美国ABI公司),NanoDrop2000超微量分光光度计(美国赛默飞世尔公司)。
1.3方法
1.3.1香菜挥发油的制备香菜茎叶经太阳照射6 h除去表面的水分,放入恒温干燥箱中干燥24 h,粉碎后超低温条件下保存。取粉末50 g放入500 m l的烧杯并加入200 m l无水乙醇。搅拌至粉末充分浸润,并盖上保鲜膜。70℃超声波提取3次,每次20 m i n,超声工作频率为99 H z。加入无水硫酸钠干燥,制得0.212 g挥发油固体。加入无水乙醇使挥发油溶解,配制成浓度为1.0、0.8、0.6及0.4 m g/m l的香菜挥发油母液,取上述母液分别加入RPM I 1640培养基,配成浓度为5、4、3及2μg/m l的细胞培养液,各组培养液中乙醇的终浓度均为0.5%。
1.3.2细胞培养及M TT细胞培养人成骨肉瘤细胞株Saos-2采用RPM I 1640培养基(含10%FBS、1%双抗)培养,置于37℃、5%CO2培养箱中,每隔72 h换液1次。M TT:于96孔板内培养细胞,每孔接种1万个,贴壁后分别加入4种含不同浓度的香菜挥发油(5、4、3及 2μg/m l)培养基培养,每孔200μl,空白对照组为含0.5%乙醇培养基,阳性对照组采用400μg/m l槲皮素。培养72 h后于重光IBE2000型倒置荧光显微镜拍照记录,弃去上清,每孔加入M TT试剂150μl,4 h后弃去上清再加入DM SO 200μl进行溶解,置于Bi o-Rad 550型酶标仪,测其OD值,计算出细胞生长活性度。细胞生长活性度=[1-(对照组平均OD值-实验组平均OD值)/对照组平均OD值]×100%。
1.3.3细胞迁移抑制检测①Saos-2细胞消化后用含0.1%FBS培养基重悬,并调整细胞密度至1× 105,培养基中分别含终浓度5μg/m l的香菜挥发油及0.5%的乙醇。②取细胞悬液200μl加入t ranswel l cam ber趋化小室上室,下室中加入600μl含10%FBS的培养基,培养24 h。③将上室从24孔板中取出,用棉签擦去上室内的细胞,然后放入0.1%结晶紫中染色20 m i n,再用三蒸水冲洗3遍,在光镜下观察穿膜细胞数。采用10×物镜,每个小室取6个视野,计算各视野细胞数目,拍照并保存。细胞迁移抑制率=[(对照组迁移细胞数-香菜挥发油组迁移细胞数)/对照组迁移细胞数]×100%。
1.3.4荧光定量PC R5μg/ml的香菜挥发油处理Saos-2细胞72 h,以0.5%的乙醇作为对照,Tri zol法提取细胞总RNA,Nanodrop 2000测定纯度,采用GoScri ptReverse Transcri pt i on Syst em(Prom ega)进行逆转录,操作按试剂盒说明书进行;定量PCR扩增采用SYBR Prem i x Ex TaqⅡ(Tl i RNaseH Pl us),在ABI7500型荧光定量PCR仪上检测,PCR程序为95℃预变性30 s,95℃ 5 s,60℃ 34 s,共40循环。以ACTB作为内参,目的基因表达水平采用2-△△CT法进行分析,所有基因检测均重复3次(见表1)。
表1 实时PC R引物序列
1.4统计学方法
图1 香菜挥发油抑制Saos-2的生长 (×40)
图2 香菜挥发油体外抑制Saos-2的迁移 (×100)
2.1香菜挥发油得率
用电子分析天平精密称量香菜挥发油质量为0.212 g,而总的质量为50 g,计算挥发油的得率为0.424%。
2.2M TT结果
各组细胞活性与药物剂量成反比,提示抑制作用呈剂量依赖性(见表2),香菜挥发油具有明显抑制Saos-2细胞生长的作用(见图1)。
2.3迁移抑制结果
在香菜挥发油5μg/m l组,对Saos-2细胞t ranswel l趋化小室的上室底膜反面10倍物镜下6个视野细胞计数分别为2、4、3、4、0及1个,均数为2.333,下室中未见有细胞悬浮或贴壁;在乙醇对照组,显示上室底膜反面有较多细胞黏附,在10倍物镜下取6个视野计数为14、13、12、15、10及17,均数为13.500。根据公式计算,香菜挥发油对Saos-2细胞的迁移抑制率=[(对照组迁移细胞数-香菜挥发油组迁移细胞数)/对照组迁移细胞数]×100%=[(13.5-2.33)/13.5]×100%=82.716%。结果提示香菜挥发油可显著抑制体外Saos-2细胞的迁移(见图2)。定量PCR结果见图3。
表2 各组M TT实验结果
图3 定量PC R检测结果
植物挥发油为中药的重要有效成分,分布广泛,含量一般在1%以下。目前常用的挥发油提取方法有蒸馏法、溶剂提取法、压榨法、超声波辅助萃取法、微波辅助萃取法、超临界流体萃取法和酶解提取法等[5]。其中超声波辅助萃取法利用超声波产生的强烈振动和空化效应,加速药物有效成分进入溶剂,从而提高提取效率,缩短提取时间,同时还可以防止高温对提取成分的破坏[6-7]。本研究中利用该方法香菜挥发油的得率达到0.424%,可见是一种比较好的制备方法。
目前,各种植物挥发油类成分对肿瘤的作用已有报道,如花椒挥发油、姜黄挥发油、洋葱挥发油及荆芥挥发油等均有抗肿瘤作用[8-11]。研究提示香菜挥发油类可阻断亚硝酸盐的合成[12],香菜甲醇提取物对M K-1、H eLa和B16F10等多种肿瘤细胞系有生长抑制作用[13]。本研究发现香菜挥发油可明显抑制人骨肉瘤细胞Saos-2的生长,5μg/m l浓度时细胞活性度为34.519%,这种抑制作用呈剂量依赖。同时,5μg/m l浓度对细胞的迁移抑制率达到82.716%。
P21Ci p1/W af1可与 cycl i n/CDK结合而抑制CDK的活性,P21Ci p1/W af1不但阻滞细胞G1/S转换,而且也参与G2/M转换的调节[14]。P27Ki p1与P21Ci p1/W af1有一定的同源性,亦具有阻止细胞通过G1/S期转换的“关卡”作用,从而抑制细胞增殖[15]。研究还显示,P21Ci p1/W af1与P27Ki p1在肿瘤内表达水平的高低与肿瘤的恶性程度密切相关,在高分化肿瘤这两种抑癌基因的表达水平比低分化肿瘤高[16]。本研究中笔者发现香菜挥发油可明显上调Saos-2细胞中P21Ci p1/W af1及P27Ki p1的表达,说明其对细胞的生长抑制作用与这两种抑癌基因的高表达有关。S100A4基因属于S-100钙离子结合蛋白超家族,被认为与肿瘤细胞的转移与扩散密切相关[17]。研究显示S100A4可以减少骨肉瘤细胞间的黏附、促进骨肉瘤细胞外基质的降解和重塑,增加骨肉瘤细胞的运动,几乎参与了骨肉瘤的发生、发展、侵袭及转移的整个过程[18],同时S100A4还是成骨细胞分化及矿化的负性调控因子[19]。本研究发现香菜挥发油可显著抑制S100A4的表达,而另一种主要的迁移促进基因NM23H1表达无明显变化,提示香菜挥发油对迁移的抑制主要与S100A4的表达下调相关,由于S100A4是成骨分化的抑制基因,其表达下调可能同时促进了细胞的成骨分化成熟,在后续研究中将进一步关注。
综上所述,本研究首次证实香菜挥发油对人成骨肉瘤细胞株Saos-2的生长及迁移有显著抑制作用,并初步探讨了其分子机制,为香菜的进一步开发利用奠定了基础。
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(王荣兵编辑)
Coriander volatile oil inhibits growth and migration of Saos-2 cellsin vitro*
Jia-ling Lai1,Wen-yao Fu2,Xing He2,Chuan-yun Xiao2,Jun Cao3
(1.Clinical Medical College;2.College of Pharmacy and Life Sciences;3.College of Basic Medical Sciences,Jiujiang University,Jiujiang,Jiangxi 332000,China)
Objective To extract coriander volatile oil and investigate its effects on growth and migration of human Saos-2 cellsin vitro.Methods Ultrasound-assisted ethanol extraction was used to prepare coriander volatile oil.MTT assay was used to determine the growth inhibion of Saos-2 cells by volatile oil.Cell migration was examined using Boyden chamber assay.Expression ofP21Cip1/Waf1,P27Kip1,NM23H1 and S100A4 were examined by real-time PCR.Results The results showed that the yield of coriander volatile oil was 0.424%using ultrasound-assisted ethanol extraction.Coriander volatile oil inhibited the growth and migration of Saos-2 cells,along with the decrease in the expression levels ofP21Cip1/Waf1,P27Kip1 and S100A4.Conclusions Coriander volatile oil can inhibit Saos-2 cell growth and migration in vitro,which may involveP21Cip1/Waf1,P27Kip1 andS100A4.
coriander volatile oil;anti-tumour;P21Cip1/Waf1;P27Kip1;S100A4
R 282.71
A
1005-8982(2016)05-0017-05
10.3969/j.i s s n.1005-8982.2016.05.004
2015-07-27
*
江西省卫生厅科技计划项目(No:20157101);江西省教育厅科学技术研究项目(赣教技字GJJ08441)
曹俊,E-m ai l:caoj un002@al i yun.com