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鳄嘴花正丁醇提取物对小鼠Heps肝癌的抑制作用

2014-08-04刘旭郭文洁黄丹民高静

江苏大学学报(医学版) 2014年3期
关键词:荷瘤正丁醇环磷酰胺

刘旭,郭文洁,黄丹民,2,高静

(1.江苏大学药学院,江苏镇江212013;2.马来西亚百年生命科技有限公司,吉隆坡57000)

鳄嘴花正丁醇提取物对小鼠Heps肝癌的抑制作用

刘旭1,郭文洁1,黄丹民1,2,高静1

(1.江苏大学药学院,江苏镇江212013;2.马来西亚百年生命科技有限公司,吉隆坡57000)

目的:研究鳄嘴花正丁醇提取物[Clinacanthusnutans(Burm.f.)Lindau n-butanol extracts,CN-N]对荷瘤小鼠的体内抑瘤作用及延长生存时间作用。方法:肝癌细胞接种至ICR小鼠右侧腋下,建立Heps小鼠肝癌模型,随机分成4组,对照组、环磷酰胺组、CN-N低剂量组(3 mg·kg-1·d-1)、CN-N高剂量组(10 mg·kg-1·d-1),每组10只,观察CN-N对荷瘤小鼠的抑瘤率、体质量、脾脏及胸腺指数、生存时间的影响。蛋白质印迹法检测增殖细胞核抗原(proliferating cell nuclear antigen,PCNA)的表达,TUNEL法检测细胞凋亡情况。结果:与对照组比较,CN-N低剂量组和高剂量组肿瘤质量明显降低(t分别为2.261,3.140,P均<0.05),荷瘤小鼠脾脏指数、胸腺指数差异无统计学意义(P均>0.05),PCNA表达均明显减少;CN-N高剂量组生命延长率为54.8%,较对照组明显延长荷瘤小鼠生存期(t=3.416,P=0.003 1)。结论:鳄嘴花正丁醇提取物具有良好的抗肿瘤作用,高剂量CN-N能提高荷瘤小鼠的生存期。

鳄嘴花;正丁醇提取物;抗肿瘤;细胞凋亡

肝癌是全世界最普遍最致命的恶性肿瘤之一,且治疗手段非常有限[1]。目前,肝癌的治疗方法主要为外科手术切除及肝移植,但只适用于10%~25%的患者[2],因为大部分患者被确诊时已是肝癌晚期[3]。治疗肝癌的一线药物主要有有5-氟尿嘧啶、长春新碱、环磷酰胺、顺铂和阿霉素等,但大多是非选择性的细胞毒药物,毒副作用强[4]。大部分肝癌患者因条件限制无法接受有效治疗,因此,研发高效低毒的抗肝癌新药极为必要。

鳄嘴花[Clinacanthus nutans(Burm.f.)Lindau]属于爵床科鳄嘴花属,是泰国传统药物中广泛应用的药用植物,分布于中南半岛、马来半岛以及我国的广西、广东、云南、海南等地。在马来西亚,泰国等地,鳄嘴花作为一种传统的药材用于治疗蛇叮咬,精神紧张,糖尿病,类风湿关节炎,肝炎以及抗病毒等。鳄嘴花氯仿提取物对肿瘤细胞有显著的抑制作用[5],但鳄嘴花正丁醇提取物(Clinacanthus nutans(Burm.f.)Lindau n-butanol extracts,CN-N)是否有抗肿瘤作用,未有公开报道。本研究旨在建立小鼠Heps肝癌实体瘤模型,探讨CN-N的抗肿瘤效果并初步研究其可能机制。

1 材料与方法

1.1 实验材料

实验用小鼠肝腹腔积液瘤Heps细胞由江苏省肿瘤医院提供,小鼠腹腔积液传代;注射用环磷酰胺购自通化茂祥制药有限公司(产品批号130601);TUNEL试剂盒购自南京诺维赞生物科技有限公司;β-肌动蛋白、PCNA抗体购自Santa Cruz公司。

环磷酰胺用生理盐水配成2 mg·mL-1的溶液,备用;鳄嘴花由马来西亚百年生命科技有限公司提供。鳄嘴花全株干品粉末1.5 kg,于5 L 95%乙醇浸泡2周,抽滤取滤液,料渣烘干,95%乙醇提取2次,料液比分别为1∶5,1∶3,时间分别为2.5、2 h,抽滤取滤液。料渣烘干,用60%乙醇提取2次,料液比分别为1∶5,1∶3,时间分别为2.5、2 h,抽滤取滤液。合并所有滤液,浓缩得浸膏。冷冻干燥得干粉,正丁醇提取,冷冻干燥得干粉,配成所需浓度,备用。

1.2 动物分组及处理

ICR小鼠94只,SCXK(苏)2013-0011,4~5周龄,体质量18~22 g,由江苏大学动物中心提供;建立肿瘤皮下移植瘤模型[6]:在腹腔积液瘤模型鼠腹腔内培养Heps腹腔积液瘤株,7 d后,将腹腔积液瘤模型鼠颈椎脱臼处死,75%乙醇浸泡5 min,腹腔穿刺取腹腔积液,计数并用生理盐水稀释至细胞密度为2 ×107个/mL;取0.2 mL Heps(4×106个/只)瘤细胞悬液接种于ICR小鼠右侧腋下,48 h后,游标卡尺测量瘤体的长径和宽径,计算肿瘤体积。

将造模成功的小鼠根据肿瘤体积平均分成4组,每组11只,分别为对照组,环磷酰胺组,CN-N低剂量组,CN-N高剂量组;分别给予生理盐水,20 mg/kg环磷酰胺,3、10 mg/kg CN-N。环磷酰胺组于腹腔注射给药,其余组灌胃给药,每只小鼠的注射量均为0.2 mL,1次/d,连续11 d。每天观察小鼠的生长、体质量、饮食和活动度;游标卡尺测量肿瘤长径(a)和宽径(b),计算肿瘤体积,V=1/2·a·b2。

11 d后颈椎脱臼处死小鼠,剥离肿瘤,称重。取小鼠脾脏、胸腺并称重。计算公式:抑瘤率(%)=(对照组平均瘤重-给药组平均瘤重)/对照组平均瘤重×100%;脾脏指数=脾脏质量(g)/体质量(g);胸腺指数=胸腺质量(g)/体质量(g)。

1.3 生命延长实验

实验方法同上,将造模成功的50只ICR小鼠根据肿瘤体积平均分成5组,每组10只,分别为对照组,环磷酰胺组,CN-N1组,CN-N2组,CN-N3组;分别给予生理盐水,20mg/kg环磷酰胺,1、3、10mg/kg CN-N,方法同“1.2”。记录小鼠死亡天数,绘制存活曲线,计算延长率,延长率=(给药组平均存活时间-对照组平均存活时间)/对照组平均存活时间。

1.4 肿瘤组织形态学观察

取肿瘤组织,4%低聚甲醛固定、脱水、石蜡包埋、切片。苏木精 伊红(HE)染色,普通光镜下观察肿瘤组织坏死,血管充血等情况。

1.5 TUNEL法检测肝癌细胞凋亡

实验方法参照TUNEL试剂盒说明书进行。

我国政府必须加快完善社会保障体系,逐步提高中央和地方财政对社会保障的支出比重;统筹推进国家基本养老保险、企业补充养老保险和个人储蓄性养老保险体系改革;完善失业保险制度,扩大覆盖面;积极稳妥地推进城镇医疗保障制度改革;推进农村社会保障工作并对老弱病残、鳏寡孤独等实行社会救济,建立新型农村合作医疗和医疗救助制度。建立包括养老、医疗、失业、工伤和生育保险在内的社会保障体系,使全体人民学有所教、劳有所得、病有所医、老有所养、住有所居,推动以改善民生为重点的和谐社会建设,使改革发展的成果惠及更多的劳动者。

1.6 蛋白质印迹法检测PCNA的表达

取“1.2”中对照组,CN-N低剂量组(3 mg/kg),CN-N高剂量组(10 mg/kg)肿瘤组织,每组随机抽取3个样,提取蛋白,BCA法测定蛋白含量。进行SDS-PAGE凝胶电泳后,转移到硝酸纤维素膜,封闭后分别加入β-肌动蛋白、PCNA,4℃孵育过夜,洗膜以后加入对应二抗,室温摇床孵育2 h后,TBST洗3次,每次10 min。ECL发光剂显示阳性条带,在Typhoon分子成像系统上记录结果。

1.7 统计学分析

2 结果

2.1 CN-N对Heps肝癌生长的作用

给药第11天时存活小鼠的肿瘤形态见图1。肉眼观,与对照组相比,其他3组肿瘤体积减小。给药到第11天时,环磷酰胺组小鼠死亡3只。环磷酰胺组,CN-N低剂量组,CN-N高剂量组3组抑瘤率分别为73.4%,41.0%,61.7%,与对照组比较,肿瘤质量明显降低(F=9.069,P=0.001)。与CN-N低剂量组比较,CN-N高剂量组肿瘤质量更低(t=2.695,P=0.013 6)。从第3天开始,给药组肿瘤体积增速放缓。从第4天开始,药物显著抑制肿瘤生长,表明CN-N有明显的抑制肿瘤生长的作用,且高剂量效果更佳。见图1。

图1 鳄嘴花正丁醇提取物对小鼠肿瘤生长的作用

2.2 CN-N对小鼠体质量及免疫器官指数的影响

与对照组比较,CN-N低剂量组和高剂量组小鼠体质量差异无统计学意义,表明CN-N对小鼠体质量没有明显抑制作用。见图2。

与对照组比较,环磷酰胺组荷瘤小鼠的脾脏指数明显降低(t=3.914,P=0.000 9),CN-N低剂量组和高剂量组荷瘤小鼠脾脏指数差异无统计学意义(t=0.3012,1.366,P均>0.05),初步表明CN-N对荷瘤小鼠脾脏可能没有明显的毒副作用。见表1。

与对照组比较,环磷酰胺组胸腺指数明显降低(t=4.549,P=0.000 2),CN-N低剂量组和高剂量组荷瘤小鼠胸腺指数差异均无统计学意义(t=0.685 1,0.5055,P均>0.05),初步表明CN-N对荷瘤小鼠胸腺可能没有明显的毒副作用。见表1。

图2 鳄嘴花正丁醇提取物对荷瘤小鼠体质量的影响

表1 各组小鼠去瘤体质量及免疫器官指数的比较n=10,±s

表1 各组小鼠去瘤体质量及免疫器官指数的比较n=10,±s

a:P<0.05,与对照组比较

组别 去瘤体质量(g) 脾脏指数(%) 胸腺指数(%)25.0±3.6 0.64±0.21 0.34±0.17环磷酰胺组 20.7±2.0a 0.37±0.08a 0.095±0.05a低剂量组 24.0±2.4 0.66±0.21 0.38±0.10高剂量组 23.9±1.7 0.54±0.12 0.37±0.11 F值对照组0.001 5 0.000 5 0.000 1 6.163 7.389 15.59 P值

2.3 CN-N对荷瘤小鼠的寿命延长效果

对照组,环磷酰胺组,CN-N1组、N2组、N3组存活时间分别为(19.9±5.9)d,(29.9±7.2)d,(21.8±7.1)d,(25.4±7.2)d,(30.8±10.4)d(F=4.716,P=0.002 9)。环磷酰胺组延长率达50.3%,较对照组显著延长荷瘤小鼠生存期(t=3.465,P=0.002 8);CN-N1组和N2组延长率分别为9.5%,27.6%,与对照组比较差异均无统计学意义(t=0.667 8,1.909,P均>0.05);CN-N3组延长率为54.8%,与对照组比较延长作用明显(t=3.416,P=0.003 1)。结果表明,CN-N高剂量可明显延长荷瘤小鼠的存活时间。见图3。

2.4 各组肿瘤组织的形态结构

对照组肿瘤细胞体积大,呈多边形或类圆形,细胞核大深染,核质比增大,核分裂象易见。肿瘤细胞密集排列呈实体团块,浸润于周围的肌肉和脂肪组织内。肿瘤间质无明显炎细胞浸润,可见充血、出血现象,多数为轻、中度。环磷酰胺组肿瘤细胞形态与对照组相同,但肿瘤细胞异型性明显,肿瘤凋亡和(或)坏死程度较对照组明显,肿瘤间质无明显炎细胞浸润,充血、出血较对照组轻。CN-N给药组肿瘤细胞形态与对照组相同,肿瘤凋亡和(或)坏死程度较对照组明显,并且呈一定剂量依赖的趋势。见图4。

2.5 肿瘤组织凋亡情况

结果显示,对照组凋亡不明显,环磷酰胺组凋亡明显,CN-N低剂量组凋亡较对照组多但较环磷酰胺组少;CN-N高剂量组凋亡同环磷酰胺组,表明CN-N可能引起肿瘤细胞的凋亡从而发挥抗肿瘤作用。见图5。

2.6 蛋白质印迹法检测CN-N对PCNA的影响

结果显示,CN-N给药组PCNA表达量低于对照组,且高剂量组表达比低剂量组更低,表明CN-N能够降低PCNA的表达。见图6。

图3 鳄嘴花正丁醇提取物对荷瘤小鼠存活时间的影响

图4 各组肿瘤组织的形态结构(HE染色×100)

图5 TUNEL法检测细胞凋亡结果(×100)

图6 各组PCNA蛋白的表达

3 讨论

全球每年有超过50万患者被确诊患有肝癌[7-8]。临床上治疗肝癌的药物以化疗药物为主,但其毒副作用较大。在预防肝癌发生,减轻患者痛苦,提高生存质量,延长生存时间等方面,植物来源的药物有独特的优势。其中,紫杉醇、长春新碱、鬼臼毒素是较成功的抗肿瘤药物,例如,拓扑替康和伊立替康(喜树碱半合成的衍生物)用于治疗卵巢癌、小细胞肺癌和结肠癌[9-10]。

在泰国、马来西亚等东南亚国家,鳄嘴花作为一种传统草药用于治疗带状疱疹、蚊虫叮咬、肝炎和蛇咬伤,其主要成分有豆甾醇,羽扇豆醇,β-谷甾醇,桦木醇,异牡荆素,6种碳苷黄酮和牡荆素等;其中,羽扇豆醇、桦木醇、异牡荆素有抗肿瘤作用,这为本研究提供了一定基础。本实验表明,CN-N对异体移植瘤有很好的抑制作用,给药后第3天开始,肿瘤体积增长速度放缓。给药11 d后,高剂量组抑瘤率高达61.7%。

生存期的延长是考察抗肿瘤药的一个重要指标,本实验显示CN-N高剂量组荷瘤小鼠的生存期明显延长,生命延长率达54.8%,显示出CN-N具有较好的应用前景。

CN-N对小鼠去瘤体质量、胸腺指数、脾脏指数无影响,不排除其有较小毒副作用的可能。CN-N显示出了良好的抗肿瘤作用,其抑瘤作用可能与诱导凋亡和抑制细胞增殖有关,但其有效成分到底是什么,以及诱导凋亡、抑制细胞增殖的分子机制还有待进一步研究。

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Inhibitive effect of Clinacanthus nutans(Burm.f.)Lindau n-butanol extracts on Heps hepatoma in m ice

LIU Xu1,GUOWen-jie1,HUANG Dan-min1,2,GAO Jing1
(1.School of Pharmacy,Jiangsu University,Zhenjiang Jiangsu 212013,China;2.Bio Nice Industry Sdn Bhd,Kuala Lumbur 57000,Malaysia)

Objective:To investigate the anti-tumor activity and life extention effect of Clinacanthus nutans(Burm.f.)Lindau n-butanol extract(CN-N)on tumor loaded mice.M ethods:Mice hepatoma carcinoma cells(Heps,grown in donormice)were transplanted subcutaneously into armpit of the ICR mice to establish the tumor xenograftsmodel.Tumormicewere randomized into four groups:control group,cytoxan group,CN-N low dose group(3 mg·kg-1·d-1),CN-N high dose group(10 mg·kg-1·d-1).Tumor inhibition rate,bodyweights,immune organs index and life-prolonging effectwere recorded.Proliferation of tumor cellswere detected by western blotting and apoptosiswas examined by TUNEL assay.Results:Compared with the control group,CN-N low dose group and high dose group showed remarkable inhibition of tumor weight(t=2.261,3.140,both P<0.05);no significant differences on spleen and thymus index of tumor-bearingmice(both P>0.05).PCNA expression levelswere greatly reduced when treated with low or high concentration of CN-N.Compared with the control group,CN-N high dose group significantly extended the survival time(t=3.416,P=0.003 1).Conclusion:CN-N exhibited good antitumor activity and significantly prolonged the survival time of the tumor-bearingmice.

Clinacanthus nutans;n-butanol extracts;antitumor;apoptosis

R965

A

1671-7783(2014)03-0211-05

10.13312/j.issn.1671-7783.y140002

刘旭(1988—),男,硕士研究生;高静(通讯作者),教授,博士生导师,E-mail:jinggao@ujs.edu.cn

2014-01-17 [编辑]刘星星

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