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人生长激素对人乳腺癌细胞增殖和凋亡的影响

2012-02-24崔乐,余和平,潘跃进

中国实验诊断学 2012年6期
关键词:生长激素细胞周期乳腺癌

乳腺癌是严重危害妇女健康的常见的恶性肿瘤之一,占女性恶性肿瘤的首位。近年来,乳腺癌发病率呈上升趋势[1]。国内外研究表明,重组人生长激素(recombinant human growth hormone,rh GH)能显著改善晚期恶性肿瘤患者的营养状况,使其代谢调理和免疫调节作用加强[2],提高患者治疗效果及耐受性[3]。但rh GH作为恶性肿瘤患者的免疫、营养辅助治疗剂应用于临床,至今仍存在争议[4],以至于医生及患者对rh GH安全性存在顾虑[5]。本研究旨在探讨人生长激素对人乳腺癌细胞增殖和凋亡的影响,希望能为临床治疗乳腺癌提供实验及理论依据。

1 材料与方法

1.1 实验材料

4-6周龄健康雌性BALB/c裸鼠40只,体质量14-25 g,购自中国科学院上海实验动物中心;人乳腺癌细胞株MCF-7购自中国科学院细胞生物库;rh GH购自上海联合赛尔生物工程有限公司,批号:20070621);5-氟尿嘧啶(5-FU,0.025 g/m L,天津金耀氨基酸有限公司生产);流式细胞仪(上海净化设备公司);原位末端转移酶标记技术(TUNEL)试剂盒(北京中杉金桥生物技术公司)。

1.2 实验方法

1.2.1 模型建立、分组及给药方法 以含10%小牛血清的MEM培养基培养,根据细胞生长情况进行传代。待至细胞数量足够时,将1×107株人乳腺癌细胞 MCF-7悬浮于1 m L的细胞悬液,以0.1 m L/只接种于裸鼠的右臀部皮下。待瘤体长至长径1.0 cm左右,处死裸鼠,取出移植瘤,把2 mm×2 mm×2 mm的瘤体包块接种于裸鼠右侧腋窝皮下,于无特定病原体(SPF级)条件下饲养,接种后10 d,选取瘤体生长良好的裸鼠采用简单随机分组方法随机分成4组:对照组、rh GH 组、5-FU组和rh GH+5-FU组,每组10只裸鼠。分组后当日给药,对照组皮下注射与rh GH组等体积的生理盐水0.2 m L,5-FU 组按2 mg/kg 5-FU 溶液给予皮下注射,rh-GH组按2.5 IU/kg rh GH溶液给予皮下注射,rh-GH+5-FU组同5-FU组和rh GH组,每天1次,连续给药2周。

1.2.2 指标测定 (1)移植瘤瘤重:将剥出的肿瘤去除血污、脂肪等非瘤组织,称量瘤质量。(2)病理组织学检查:取移植瘤组织约0.3 cm。,用4%甲醛固定、脱水,常规石蜡包埋切片,HE染色,光学显微镜观察计数5个以上不少于1 000个细胞的高倍视野。免疫组法检测移植瘤核增殖抗原(PCNA),TUNEL法检测凋亡细胞,计算凋亡指数(AI)。PCNA阳性细胞判断:细胞核出现明显的深棕色,凋亡细胞细胞核出现棕黄色。AI计算公式如下:AI=(阳性细胞数/总细胞数)×100%。(3)流式细胞术:分组培养同上,rh GH培养24 h后消化、离心,PBS洗涤2次,70%乙醇固定并4℃过夜。测定前先用PBS洗涤,重悬于缓冲液中,各组细胞浓度约1.5×105/m L。加入1 g/L RNA酶100μL,室温放置1 h,再加入50 mg/L碘化丙啶100μL,避光放置1 h,立即行流式细胞仪定量检测G0/G1期、S期和G2M期人乳腺癌细胞数目,计算细胞凋亡率。细胞增殖指数(proliferation index,PI)按公式计算;PI=(S+G2M)/(G0/G1+S+G2M)?100%。MTT法检测细胞存活率,在酶标仪上读取光密度(OD)值,检测波长620 nm。细胞存活率(%)=实验组OD值/对照组OD值×100%。

1.3 统计学处理

运用SPSS 17.0统计软件处理,计量资料用均数±标准差(±s)表示,多组间比较采用单因素方差分析,两两比较采用SNK-q法分析,两变量间相关性采用Pearson相关分析;计数资料采用例数表示,组间比较采用χ2检验,以P>0.05表示差异无统计学意义。

2 结果

实验2周后,与对照组相比,5-FU组和rhGH+5-FU组的肿瘤质量、PI及S的指标数值明显小于对照组,AI、G0/G1期的指标数值明显大于对照组(均P<0.01);与5-FU 组相比,rh GH+5-FU 组的PI及G2M期的指标数值明显小于5-FU组,G0/G1期存活率明显优于5-FU组(P<0.05或P<0.01),其余各项指标差异无统计学意义。各组人乳腺癌细胞增殖和凋亡的影响情况比较结果见表1,图1-3。

表1 各组人乳腺癌细胞增殖和凋亡的影响情况比较(n=10,±s)组别 肿瘤质量(g) PI(%) AI(%) G0/G1期(%) S期(%) G2 M期(%)对照组(1) 0.421±0.102 52.35±0.94 5.04±0.87 47.32±3.17 38.34±1.87 13.64±0.53 rhGH组(2) 0.383±0.029 53.50±0.62 5.21±1.06 46.25±5.30 39.14±1.99 14.07±1.61 5-FU组(3) 0.172±0.017** 42.07±0.54** 7.43±1.38* 60.48±6.01** 26.15±1.83** 17.82±2.59*rhGH+5-FU组(4) 0.114±0.024** 29.21±0.61** 7.95±1.29* 73.13±4.98** 21.11±1.05** 9.25±2.05*F 15.418** 15.088** 7.952* 15.296** 15.165** 8.872*q(1):(2) 1.702 1.035 1.039 1.031 1.024 1.004(10):(3) 4.825** 4.790** 3.532* 4.502** 5.150** 1.017(1):(4) 5.012** 5.123** 3.785* 5.402** 5.302** 2.098(2):(3) 4.907** 5.004** 3.603* 4.760** 4.954** 1.035(2):(4) 5.013** 4.828** 3.748* 5.108** 5.609** 3.104*(3):(4) 2.406 3.819* 1.801 3.631* 1.014 3.309**P<0.05,**P<0.01

图1 给药结束后流式细胞仪检测乳腺癌移植瘤细胞周期扫描图

由图1可看出给药结束后各组G0-G1期和G2M期细胞百分数比较均无差异。S期:5-FU组和5-FU+rh GH组比对照组或rh GH组明显降低;而rhGH组与对照组比较无差异。

在给药后,对照组和rh GH组的PCNA呈阴性,而5-FU组和rhGH+5-FU组的PCNA呈阳性,且rh GH+5-FU组的颜色较5-FU组浅,见图2。对照组和rhGH组的乳腺癌移植瘤细胞凋亡呈阴性,而5-FU组和rh GH+5-FU组的乳腺癌移植瘤细胞凋亡呈阳性,且rhGH+5-FU组的乳腺癌移植瘤细胞凋亡程度明显高于5-FU组,见图3。

图2 给药结束后检测乳腺癌移植瘤PCNA(免疫组化×400)

图3 给药结束后乳腺癌移植瘤细胞凋亡(TUNEL法×40)

3 讨论

乳腺癌的发生发展是一个多步骤、多因素的复杂过程,是妇女常见的恶性肿瘤之一。一般恶性肿瘤患者处于高分解状态,易产生严重的并发症,使患者机体免疫功能低下,影响治疗效果及康复。以往研究表明,单纯给予静脉高价营养(TPN)注射不能显著改善患者高分解代谢和免疫功能低下状态[6],而生长激素可加强肿瘤患者的代谢调理,改善患者细胞和体液性的全身防御能力[7],促进创伤患者的正氮平衡、加速伤口愈合、减少并发症,增加了患者对治疗的耐受性并提高其疗效[8]。

5-FU是一种天然存在的尿嘧啶的类似物,是临床常用化疗药物。本研究选择5-FU为实验的阳性对照药,是因5-FU作用于细胞周期的S期,与有关代谢物质发生特异性的拮抗作用,对人乳腺癌细胞及消化道癌症有较强的杀伤效果[9],本研究证实了这一观点。本研究结果显示,对照组与rhGH组间的各项指标无显著性差异(均P>0.05),表明人生长激素在体内对人乳腺癌细胞既无明显的增殖作用,也无明显的凋亡作用;rh GH+5-FU组的肿瘤质量、PI及G2M期的指标数值明显小于5-FU组,G0/G1期的指标数值明显大于5-FU组(均P<0.05),揭示rhGH不影响5-FU对人乳腺癌细胞生长的抑制作用,即不影响化疗药物的抗癌作用,且产生协同作用,与文献报道相符[10]。产生协同作用的机制为rh GH可下调乳腺癌细胞株MCF-7的Cyclin D基因表达,加强了5-FU对细胞周期G0-G1期的阻滞作用,大大减弱了S期DNA合成和细胞增殖的作用,这种作用一直延续到G2-M期,致使细胞分裂的作用也大大减弱,这就是rhGH与5-FU联合比单用5-FU更好的原因。此外,有文献报道指出rh GH可以有效提高射线对乳腺癌细胞的放射敏感性[11]。本研究结果为rh GH可安全应用于人乳腺癌患者的治疗提供了实验依据,同时也为rh-GH联合化疗药物应用于临床恶性肿瘤患者的治疗提供了理论依据。

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