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基于PI3K/Akt 信号通路探讨槲皮素增强顺铂对人宫颈癌顺铂耐药细胞HeLa/DDP 的作用

2022-12-03申昌梅廖振蓉余瑛

中成药 2022年11期
关键词:槲皮素宫颈癌试剂盒

申昌梅 廖振蓉余瑛

(江西省赣州市肿瘤医院, 江西 赣州341000)

宫颈癌是危害女性健康的恶性肿瘤之一,其发病率和死亡率高[1],主要危险因素包括高危人类乳头瘤病毒(hrHPV)感染、年龄、吸烟、分娩、使用口服避孕药和饮食,其中hrHPV 持续感染是宫颈癌发展的主要因素,在早期阶段,hrHPV 相关的宫颈癌并无症状[2]。尽管在过去的几十年中,宫颈癌的预防和治疗策略得到了迅速发展,但是晚期和复发性宫颈癌患者的预后生存率仍然很低,其1年生存率仅为10%~20%[3]。化学疗法已被广泛应用于宫颈癌的临床治疗[4],顺铂是最常见的化学治疗药物,大多数宫颈癌患者在早期可以通过顺铂化疗获得良好的疗效,但在治疗过程中会逐渐产生耐药性,是宫颈癌长期治疗的主要限制[5]。

槲皮素是石斛中的一种主要类黄酮,具有治疗癌症、心血管疾病和神经退行性疾病的潜力[6]。Bishayee 等[7]研究发现,槲皮素可以促进宫颈癌细胞凋亡,抑制细胞增殖。Che 等[8]研究表明,抑制PI3K/Akt 信号通路的活性可以抑制子宫颈癌细胞的增殖和上皮⁃间质转化(EMT),而激活PI3K/Akt 信号通路可以促进宫颈癌细胞的生长并抑制其凋亡[9]。本实验将探究槲皮素对人宫颈癌顺铂耐药细胞株HeLa/DDP 顺铂耐药的影响,以及PI3K/Akt 信号通路在其中起到的调控作用。

1 材料和方法

1.1 试剂与药物 槲皮素(纯度≥98%,货号B20527⁃20 mg,上海源叶生物科技有限公司);顺铂(纯度98.0~102.0%,货号MZ3502⁃100 mg,上海集奇生物科技有限公司)。二甲基亚砜(DMSO,山东伊维化工科技有限公司);CCK⁃8 试剂盒、PI3K 抗体、p⁃PI3K 抗体、Akt 抗体、p⁃Akt抗体、Survivin 抗体、MMP⁃2 抗体、二抗山羊抗兔IgG(英国Abcam 公司);TRIzol(货号15596026,美国Invitrogen公司);转录试剂盒(货号RR047A,日本TaKaRa 公司);Transwell 染色试剂盒(货号BL710A,北京白鲨易科技有限公司)。

1.2 细胞株 人宫颈癌顺铂耐药细胞株HeLa/DDP(货号CL0677),购自湖南丰晖生物科技有限公司,培养于含20%牛血清(FBS)和10%DMSO 的培养基中,胰酶常规消化、传代。

1.3 细胞分组及给药 取对数生长期的HeLa/DDP 细胞,调整细胞密度,接种于96 孔培养板中,在培养箱中培养24 h,将细胞分为对照组(PBS)、顺铂组(10 μmol/L)和槲皮素低、中、高剂量(20、40、80 μmol/L)+顺铂(10 μmol/L)组,给予相应剂量药物干预处理。

1.4 CCK⁃8 法检测细胞增殖情况 取对数生长期HeLa/DDP 细胞,调整密度为1×105/mL,并以每孔100 μL 体积接种到96 孔板中,常规培养过夜,按“1.3”项下分组处理,分别在24、48、72 h 时加入10 μL CCK⁃8 检测液,放入培养箱中继续孵育4 h,通过酶标仪检测450 nm 波长处的吸光度值,以吸光度值表示细胞活力。

1.5 克隆形成实验 取对数生长期HeLa/DDP 细胞,制备成单细胞悬液并计数,每皿中接种1 000 个细胞,于CO2培养箱内培养,每3 d 换液1次,14 d后,弃去培养基,PBS 清洗3次,甲醇固定15 min,结晶紫染色15 min,于显微镜下计数大于50 个细胞的集落数。

1.6 Transwell 实验检测细胞迁移能力 对数生长期HeLa/DDP 细胞饥饿24 h,次日消化细胞,离心后重悬,调整细胞密度为3×105/mL,取0.2 mL 悬液加入Transwell 上室,下室加入700 μL 含10%FBS 的预冷DMEM 细胞培养液,置于5% CO2、37 ℃的细胞培养箱中培养,24 h 后湿棉签拭去上室及基底膜上的细胞,甲醇固定30 min,0.1%结晶紫染液染色20 min,流水冲洗,倒置,自然晾干,于倒置显微镜下观察并拍照。

1.7 RT⁃qPCR 法检测细胞PI3K、Akt、Survivin、MMP⁃2 mRNA 表达 收集各组细胞,TRIzol 法提取总RNA,使用逆转录试剂盒将RNA 反转录成cDNA,20 μL 体系,反应条件为37 ℃15 min,85 ℃5 s。使用SYBR Premix EX Taq试剂盒配置上样体系,通过实时荧光定量PCR 仪进行RT⁃qPCR 反应,反应体系为SYBR Mix 9 μL、正反向引物各0.5 μL、cDNA 2 μL、RNase Free dH2O 8 μL。记录各孔CT值,以β⁃actin为内参,采 用2-ΔΔCT法计算PI3K、Akt、Survivin、MMP⁃2 mRNA 相对表达量。

1.8 Western blot 法检测细胞PI3K、p⁃PI3K、Akt、p⁃Akt、Survivin、MMP⁃2 蛋白表达 收集各组细胞,加入全蛋白裂解液后冰上裂解10 min,提取得到的总蛋白采用BCA 定量试剂盒进行定量,加入上样缓冲液于95 ℃煮沸10 min 进行变性。蛋白样本SDS⁃PAGE 电泳后转移至NC膜,封闭液封闭60 min,加入PI3K、p⁃PI3K、Akt、p⁃Akt、Survivin、MMP⁃2 抗体,4 ℃孵育过夜,TBST 洗膜3次,加辣根过氧化酶标记的二抗山羊抗兔IgG H&L(HRP),室温下杂交2 h,TBST 洗膜3次,ECL 试剂盒进行发光反应,曝光拍照,并进行图像分析,实验重复3 次。

1.9 统计学分析 通过SPSS 21.0 软件进行处理,计量资料以()表示,服从正态分布,多组间比较采用方差分析,2 组间比较采用t检验。P<0.05 表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 槲皮素联合顺铂对HeLa/DDP 细胞增殖能力的影响与对照组比较,48、72 h 各药物处理组细胞增殖能力降低(P<0.05);与顺铂组比较,槲皮素联合顺铂处理组细胞增殖能力降低,并呈剂量依赖性(P<0.05),见表1。

表1 各组细胞增殖情况(,n=3)

表1 各组细胞增殖情况(,n=3)

注:与对照组比较,∗P<0.05;与顺铂组比较,#P<0.05;与槲皮素低剂量+顺铂组比较,$P<0.05;与槲皮素中剂量+顺铂组比较,&P<0.05。

2.2 槲皮素联合顺铂对HeLa/DDP 细胞克隆形成能力的影响 与对照组比较,各药物处理组细胞克隆形成能力降低(P<0.05);与顺铂组比较,槲皮素联合顺铂处理组细胞克隆形成能力降低,并呈剂量依赖性(P<0.05),见表2、图1。

图1 各组细胞克隆形成能力

表2 各组细胞菌落形成率比较(,n=3)

表2 各组细胞菌落形成率比较(,n=3)

注:与对照组比较,∗P<0.05;与顺铂组比较,#P<0.05;与槲皮素低剂量+顺铂组比较,$P<0.05;与槲皮素中剂量+顺铂组比较,&P<0.05。

2.3 槲皮素联合顺铂对HeLa/DDP 细胞迁移能力的影响与对照组比较,各药物处理组细胞迁移能力降低(P<0.05);与顺铂组比较,槲皮素联合顺铂处理组细胞迁移能力降低,并呈剂量依赖性(P<0.05),见表3、图2。

图2 各组细胞迁移能力(×200)

表3 各组细胞迁移率比较(,n=3)

表3 各组细胞迁移率比较(,n=3)

注:与对照组比较,∗P<0.05;与顺铂组比较,#P<0.05;与槲皮素低剂量+顺铂组比较,$P<0.05;与槲皮素中剂量+顺铂组比较,&P<0.05。

2.4 槲皮素联合顺铂对HeLa/DDP 细胞PI3K、Akt、Survivin、MMP⁃2 mRNA 表达的影响 与对照组比较,各药物处理组细胞PI3K、Akt、Survivin、MMP⁃2 mRNA 表达降低(P<0.05);与顺铂组比较,槲皮素联合顺铂处理组细胞PI3K、Akt、Survivin、MMP⁃2 mRNA 表达降低,并呈剂量依赖性(P<0.05),见图3。

图3 各组细胞PI3K、 Akt、 Survivin、 MMP⁃2 mRNA 表达比较(,n=3)

2.5 槲皮素联合顺铂对HeLa/DDP 细胞PI3K/Akt 信号通路活性的影响 与对照组比较,各药物处理组细胞PI3K、p⁃PI3K、Akt、p⁃Akt、Survivin、MMP⁃2 蛋白表达降低(P<0.05);与顺铂组比较,槲皮素联合顺铂处理组细胞PI3K、p⁃PI3K、Akt、p⁃Akt、Survivin、MMP⁃2 蛋白表达降低,并呈剂量依赖性(P<0.05),见图4。提示,槲皮素联合顺铂可以降低PI3K/Akt 信号通路活性。

图4 各组细胞PI3K、p⁃PI3K、Akt、p⁃Akt、Survivin、MMP⁃2 蛋白表达比较(,n=3)

3 讨论

宫颈癌的死亡率位居全球癌症死亡率第4,全球新发病例数为52.8 万[10],我国宫颈癌的发生率与死亡率呈现上升趋势[11]。顺铂是最常用的化学治疗药物,已被证明是治疗晚期或复发性宫颈癌的最有效药物之一[12],然而顺铂耐药性仍是长期疗效的最大挑战,宫颈癌中对顺铂耐药的机制尚不清楚。

槲皮素是植物界分布广泛,具有多种生物活性的黄酮醇类化合物,已被证明有抗氧化、抗炎和抗增殖作用,具有潜在的抗癌特性[13]。有大量研究表明,槲皮素在肿瘤治疗方面有一定的效果。在前列腺癌中,槲皮素可以下调hnRNPA1、AR⁃V7 表达,拮抗雄激素受体信号传导,并使enzalutamide 治疗小鼠异种移植重新敏感[14];在宫颈癌中,槲皮素通过依赖p53 的机制,调控核形态,磷脂酰丝氨酸外化,线粒体膜去极化,调节细胞周期调控蛋白,NF⁃过依家族成员和促凋亡的Bcl⁃2 家族蛋白,诱导G2/M 期细胞周期停滞和线粒体凋亡,以剂量依赖的方式抑制了宫颈癌细胞的活力[15]。槲皮素能够减少细胞内活性氧和脂质过氧化的产生,维持了线粒体膜电位和DNA 的完整性[16],并以剂量依赖性方式调节各种染色质修饰剂的表达,并降低DNA 甲基转移酶(DNMT),组蛋白脱乙酰基酶(HDAC),组蛋白甲基转移酶(HMT)的活性,从而抑制肿瘤的进一步发生[17]。

PI3K/Akt 通路在调控各种细胞功能(包括代谢、生长、增殖、存活、转录以及蛋白质合成)方面发挥重要作用,在肿瘤调控中同样扮演着重要角色。在前列腺癌中,PI3K/Akt 通路被激活,可促进肿瘤形成、疾病进展和治疗耐药性[18],PI3K/Akt/mTOR 通路在宫颈癌中经常失调,表明它可能是治疗这种恶性肿瘤的潜在靶标[19]。人乳头瘤病毒(HPV)诱发的宫颈癌中,PI3K/Akt/mTOR 在常氧和低氧HPV 阳性癌细胞中对病毒/宿主细胞串扰起关键作用[20]。

本研究结果发现,槲皮素联合顺铂处理能降低增殖能力、克隆形成能力、迁移能力及PI3K、Akt、Survivin、MMP⁃2 mRNA 和蛋白表达,并呈剂量依赖性。提示,槲皮素可能通过调控PI3K/Akt 信号通路增强顺铂对人宫颈癌顺铂耐药细胞株HeLa/DDP 的抗癌作用,为宫颈癌顺铂耐药的研究提供了新的思路。

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