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罗哌卡因经原癌基因信号通路抑制胃癌细胞增殖和迁移的机制

2020-09-17周民伟徐化交

东南国防医药 2020年5期
关键词:罗哌卡因胃癌

洪 勇,周民伟,徐化交

0 引 言

化疗是胃癌最常用的治疗方法,但5-氟尿嘧啶、顺铂、阿霉素等多数化疗药物疗效不满意,不良反应严重[1-2]。因此,迫切需要寻找新效药物以提高胃癌的治疗效果。研究发现,罗哌卡因具有影响人癌细胞侵袭的能力[3]。在直结肠癌细胞中,罗哌卡因通过抑制基质金属蛋白酶-2(matrix metalloproteinase-2,MMP-2)和MMP-9的表达,在体外抑制细胞的侵袭和迁移[4]。此外,持续输注罗哌卡因还可抑制小鼠骨肉瘤LM8细胞的肺转移[5]。蛋白激酶C(protein kinase C,PKC)途径在癌症化疗中的作用受到研究者的关注。PKC在肿瘤增殖和生存过程中发挥作用,它也被认为具有致癌活性[6]。原癌基因(proto-oncogene,c-MYC)是PKC通路的下游靶基因之一,参与细胞周期进展、细胞生长、分化、代谢和凋亡的基因的主要调控因子,也是一种有效的细胞致癌基因,在人类癌症中经常发现其异常[7]。因此,在本研究探讨罗哌卡因对胃癌MGC-803细胞增殖、迁移的影响,并探讨其潜在机制。

1 材料与方法

1.1 主要试剂与仪器主要试剂:罗哌卡因(瑞典AstraZeneca AB公司,批号:6903065.77);顺铂(美国sigma公司,批号:P4394);人胃癌MGC-803细胞(中国科学院典型培养物保藏委员会细胞库);RPMI-1640培养基和胎牛血清(美国HyClone公司);青链霉素溶液(美国Corning公司);细胞计数试剂盒8 (cell count kit 8,CCK-8)(美国Amresco公司,规格:96T);细胞蛋白抽提试剂盒(碧云天生物技术研究所);PKC、c-MYC、MMP-9、磷脂酰肌醇3激酶(phosphatidylinositol 3 kinase,PI3K)、蛋白激酶B(protein kinase B,AKT)、哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mammalian Target of rapamycin,mTOR)和β-actin抗体(美国Santa Cruz公司);辣根过氧化物酶HRP标记亲和纯化山羊抗小鼠IgG二抗(武汉艾美捷科技有限公司)。主要仪器:Multiskall MK3酶标仪(美国Thermo scientific公司);CO2培养箱(美国Ther-mo Revco公司);倒置显微镜(日本Olympus公司);BD垂直电泳仪(美国BD公司);凝胶成像仪(美国UVP公司)。

1.2 方法

1.2.1 细胞培养和分组用含胎牛血清(10%)和50 U/mL青链霉素(50 U/mL青霉素和50 μg/mL链霉素)的RPMI-1640培养液在37 ℃、5%CO2条件下培养MGC-803细胞,选择对数生长期细胞进行实验。实验分为对照组、罗哌卡因低剂量组、罗哌卡因中剂量组、罗哌卡因高剂量组和顺铂组。对照组无处理,罗哌卡因低、中、高剂量组分别给予终浓度为100、200、400 μg/mL的罗哌卡因[8],顺铂组给予终浓度为10 mmol/mL的顺铂[9],继续培养24 h后进行相关检测。

1.2.2 CCK-8法检测细胞增殖率以5×103/孔接种于96孔板中(200 μL/孔),待细胞融合后,按1.2.1给予受试物干预20 h,继续培养20 h,向培养板中加入10 μL CCK-8试剂,37 ℃继续培养4 h,用酶标仪在630 nm处测定吸光度值,细胞增殖率计算公式如下:

细胞增殖率=(实验组OD值-空白组OD值)/(对照组OD值-空白组OD值)

1.2.3 细胞划痕法检测MGC-803细胞迁移能力以5×104/孔接种于6孔板中(2 mL/孔),待细胞融合,用100 μL灭菌枪头在单层细胞上呈“一”字划痕,用无血清的RPMI-1640培养基清洗3次,按1.2.1给予受试物干预24 h后,用显微镜下拍照,用图像分析仪测量测量划痕宽度。

1.2.4 Western blot法检测PKC、c-MYC、MMP-9、PI3K、AKT和mTOR表达以5×104/孔接种于6孔板内(3 mL/孔),待细胞融合加入按1.2.1分组分别处理MGC-803细胞24 h,收获细胞,根据细胞量加入细胞蛋白抽提液,进行电泳(每孔上样量为20 μg),将印迹转移到聚偏氟乙烯膜上,然后用5%脱脂牛奶在室温下封膜1 h,将膜与PKC(1∶200)、c-MYC(1∶100)、MMP-9(1∶400)、PI3K(1∶300)、AKT(1∶400)、mTOR(1∶200)和β-actin(1∶1000)抗体进行孵育,4 ℃过夜,用TBST缓冲液对膜进行2次冲洗,将二抗(1∶5000)在室温下孵育30 min。进行显色,采集图像进行分析。

2 结 果

2.1 罗哌卡因对MGC-803细胞增殖和迁移能力的影响与对照组比较,各罗哌卡因剂量组和顺铂组MGC-803细胞增殖率和迁移能力降低,且各罗哌卡因剂量组降低强度呈剂量依赖性,但细胞增殖率和迁移能力仍高于顺铂组,差异有统计学意义(P<0.05)。见表1,图1、图2。

表1 罗哌卡因对MGC-803细胞增殖和迁移能力的影响

a:对照组;b-d:分别为罗哌卡因低剂量、中剂量、高剂量组;e:顺铂组图示随着罗哌卡因剂量的增加,细胞增殖率降低图1 罗哌卡因对MGC-803细胞增殖影响的透射电镜图( ×3000)

a:对照组;b-d:分别为罗哌卡因低剂量、中剂量、高剂量组;e:顺铂组图示随着罗哌卡因剂量的增加,细胞迁移能力降低图2 罗哌卡因对MGC-803细胞迁移能力影响的划痕实验结果( ×200)

2.2 罗哌卡因对MGC-803细胞中PKC、c-MYC、MMP-9、PI3K、AKT和mTOR表达的影响与对照组比较,各罗哌卡因剂量组和顺铂组MGC-803细胞中PKC、c-MYC、MMP-9、PI3K、AKT和mTOR表达均降低,且各罗哌卡因剂量组降低强度呈剂量依赖性,但各指标表达仍高于顺铂组,差异有统计学意义(P<0.05)。见表2,图3。

表2 罗哌卡因对MGC-803细胞中PKC、c-MYC、MMP-9、PI3K、AKT和mTOR表达的影响

1:对照组;2-4分别为:罗哌卡因低剂量、中剂量、高剂量组;5:顺铂组图3 罗哌卡因对MGC-803细胞中PKC、c-MYC、MMP-9、PI3K、AKT和mTOR表达影响的电泳图

3 讨 论

既往大量报道显示,罗哌卡因对癌症具有一定的治疗作用,且其安全性令人满意[10]。为了进一步了解罗哌卡因对胃癌的分子机制,本研究进行了一系列的体外实验。通过CCK-8检测结果可以看出,罗哌卡因对胃癌MGC-803细胞有生长抑制作用。

转移是癌症的标志之一,抑制转移已成为治疗癌症的有吸引力的治疗选择。 在转移中,细胞迁移是关键步骤。最近的报告显示,罗哌卡因既可以起到抗肿瘤作用,又可以起到抗血管生成作用[11]。有研究显示,罗哌卡因降低了人纤维肉瘤HT-1080细胞中MMP-9的水平[12]。本研究结果表明,罗哌卡因抑制人胃癌细胞的迁移,并与抑制MMP-9的表达有关,从而扩大了罗哌卡因的生物活性。在此,本研究证实了罗哌卡因通过c-MYC信号通路在体外抑制细胞的增殖和迁移。

罗哌卡因除了体外抑制细胞的增殖和迁移,本研究发现罗哌卡因降低了PKC水平。这些数据表明,PKC是罗哌卡因的抗肿瘤作用的主要关键目标。为了进一步验证这一假设,本研究检测了c-MYC水平的变化。原癌基因PKC的致癌途径与下游c-MYC表达增加相关联[13]。c-MYC是人类癌症中最普遍的致癌基因之一,在约50%的肿瘤中被失调,尤其是在淋巴瘤中,并且还存在于子宫颈癌、结肠癌、乳腺癌、胃癌中[14]。尽管有一些研究报道c-MYC的阳性表达与不良预后显着相关,如食管鳞状细胞癌样品中存在c-MYC过表达,并且c-MYC mRNA的水平是淋巴结转移的危险因素,是食管鳞状细胞癌患者生存的指标,但其潜在机制尚未得到很好的了解[15]。研究显示,c-MYC是细胞生长的重要调控因子,并在多种细胞类型中响应生长促进因子而被激活[16]。癌基因表达的变化在细胞癌变和逆转运动中起重要作用,相关基因的扩增和失活是人胃癌细胞的主要指标。因此,c-MYC基因表达的改变是细胞转化和增殖的重要事件。PI3K/Akt/mTOR信号转导通路由PI3K、Akt和mTOR三个蛋白酶组成。PI3K/Akt/mTOR信号转导通路的激活可通过多种刺激抑制凋亡的触发,促进肿瘤细胞的周期进展、存活和增殖[17]。此外,PI3K/Akt/mTOR信号通路还具有多种功能,包括参与血管生成、恶性肿瘤的发生、发展和耐药,以及肿瘤的侵袭转移[18]。研究显示,罗哌卡因通过PI3K/Akt/mTOR诱导人脐血管内皮细胞自噬并抑制血管生成能力,而过表达c-MYC可显著增加黑色素瘤B16F10细胞中mTOR蛋白的表达[19]。在本研究中,我们发现罗哌卡因的加入明显抑制了c-MYC的表达,从而抑制PI3K/Akt/mTOR信号通路的激活。因此,c-MYC可能成为胃癌治疗的新靶点。

综上所述,本研究显示罗哌卡因通过抑制c-MYC信号通路在体外抑制人胃癌MGC-803细胞增殖和迁移。这些结果突出了罗哌卡因作为抗增殖和抗迁移剂的重要性,并可能提供抗胃癌的治疗潜力,但其作为临床治疗药物还要大量的研究进行论证。

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