Research on the Mechanism of Induced Apoptosis of SPC-A1
Yang Qinjian(杨勤建)
(Hubei College of Traditional Chinese Medicine, Hubei 430061)
ABSTRACT: Objective: Approach to the effect of composed Chinese drug 892 on inducing the apoptosis of SPC-A1. Methods: According to the basic TCM theory, the pathologic characteristic of lung cancer is stagnation of phlegm and turbid qi. Drug 892, composed of Banxia (Rhizoma Pinelliae), Tiannanxing (Rhizoma Arisaematis), and Sanqi(Radix Notoginseng). After incubating SPC-A1 and drug-bearing rabit serum which at different concentration with serologic pharmacological method, observed and detected the growth and apoptosis of cells, cell cycle and apoptosis rate. Results: By the action of drug-bearing rabit serum, SPC-A1 grew against the wall and then peeled off gradually; fluorescence microscope showed the nucleus broke into pieces, and cell split into apoptosis bodies in different size; FCM showed a typical peak of apoptosis, which was most obvious after 48 hours' action with 5% drug-bearing rabit serum at the rate of 42.82%. Conclusion: One of the antineoplastic molecular mechanism of composed Chinese drug 892 may be its effect on inducing the apoptosis of SPC-A1 by serologic pharmacological method.
KEY WORDS: Drug 892/Chinese drug; Serologic pharmacological test; SPC-A1; Apoptosis
细胞凋亡与肿瘤的发生、发展密切相关,诱导肿瘤细胞凋亡将是寻找抗肿瘤药物的新靶点[1]。本实验在化痰散结方(原名892号药液)具有提高荷癌小鼠的NK细胞活性和血清TNF含量作用以及可抑制肺腺癌细胞生长的基础上[2],又通过血清药理学方法,以观察其诱导人肺癌细胞(SPC-Al)凋亡的作用。
1材料与方法
1.1动物和药物
纯种新西兰家兔,雄性,体重2.5~3 kg,由湖北省医药工业研究所提供。人肺癌细胞株(SPC-Al)、人胚肺细胞(HEL)由武汉大学中国典型培养物保藏中心提供。化痰散结方,由半夏、天南星、马钱子、三七等中药组成,生药由湖北省药材公司饮片厂提供,制成含生药1 g/mL的浸膏。DMEM培养液、胎牛血清、胰酶,购自美国Gibco公司;二苯酰胺Hoechst33258、硫柳汞thsmertsol,购自美国Sigma公司。DAPI、SR101染色剂,由德国Partec公司提供。
1.2仪器
倒置相差显微镜、荧光显微镜BH-213(日本O1ympus公司),流式细胞仪PAS-ⅢⅠ(德国Partec公司),CO2培养箱DODEL2300型(美国Shellab公司)。
1.3含药血清制备
选用纯种雄性新西兰家兔5只,每日给予化痰散结方药液浸膏7 g/kg灌胃,10 d后,于最后1次灌药后1 h(灌药前禁食不禁水12 h),乙醚麻醉,颈动脉采血,无菌分离血清,经56℃,30 min处理后,置-20℃冰箱备用。
1.4含药血清药物成分的定性检测
为了了解药物灌胃后是否经胃肠吸收进入血液,取化痰散结方中代表性成分马钱子(含士的宁)作含药血清定性检测。取含药血清样本2份,空白兔血清样本1份,各50 mL,分别用25O mL甲醇超声提取30 min,离心,收集溶剂,蒸干,用1 mL甲醇溶解;化痰散结方制剂对照组,取制剂20 mL,用氯仿提取2次,每次20 mL,提取液回收溶剂,蒸干,溶解于1 mL甲醇中;马钱子对照药:取马钱子1 g破碎,用20 mL甲醇冷浸48 h,过滤,回收溶剂,蒸干,溶解于1 mL甲醇中。用硅胶G加入9 mL 0.5%CMC-Na溶液,研匀,均匀铺在洁净的10cm×20cm玻璃板上,晾干,于105℃活化30min,置干燥器中冷却备用。分别取含药血清样1、样2,空白兔血清、化痰散结方制剂、马钱子对照药材供试液各10 μL,点于同一块备好的硅胶G薄层板上;向双槽层析缸的一槽中加入20 mL展开剂(苯、乙酸乙酯、二乙胺比例为1∶2∶0.05),另一槽中加10 mL浓氨水,然后将点好样的薄层板置于展剂槽中,盖好层析缸盖,上行展开,展距10 cm,取出晾干,喷改良的Dragendorff试剂显色。
1.5人肺癌细胞培养
将传代的人肺癌细胞(SPC-Al)接种于含1%青、链霉素和10%胎牛血清的DMEM培养液中(下同),细胞浓度为2×108L-1,置于含5%CO2、37℃温度培养箱中培养。培养24h至细胞生长旺盛后,去培养液,加入含药血清5%、10%浓度的培养液各5mL(另设无含药血清对照组、正常人胚肺细胞+含药血清5%、10%浓度培养液组),置培养箱中培养24 h,去含药血清培养液,再加入不含药血清的DMEM培养液分别培养24、48 h(简称5%24 h、10%24 h、5%48 h、10%48 h),将培养皿在倒置相差显微镜下作细胞生长状态的观察。
1.6荧光染色细胞的制备
将培养24、48 h的细胞上清液收集;用胰酶消化培养皿的贴壁细胞,将二者细胞培养液收集合并,离心去上清液。一部分加入含甲醇、冰乙酸的固定液固定,反复2次,每次5 min,离心去固定液后,取细胞沉淀液玻璃滴片,干燥,加二苯酰胺荧光液染色1 h(避光),三蒸水反复冲洗3次,置常温下自然干燥,甘油封片,O1ympus荧光显微镜(10×20倍)下作细胞凋亡的形态学观察。
1.7流式细胞仪检测细胞的制备
将另一部分细胞沉淀液用PBS冲洗2次,在震荡状态下缓慢滴入75%乙醇2 mL左右,过夜,用DAPI、SR101染色剂双染色30 min,滤网过滤,作流式细胞仪检测。每份样品测10000个以上细胞。
2结果
2.1含药血清检测
含药血清样1、样2及制剂样品色谱,经与马钱子对照药材色谱比较,在相应的位置上显现出3个相同的棕黄色斑点;空白兔血清样品则无棕黄色斑点显示,表明兔血清中含有化痰散结方的某些药物成分。
2.2人肺癌细胞、人胚肺细胞生长形态观察
经含药血清处理24 h后,再加培养液培养12~24 h,即可见细胞由贴壁而脱落,浮悬于培养液中,细胞体积缩小、变圆,核颜色加深,折光性增强,24~48 h的脱落细胞更加增多;无含药血清培养液培养的癌细胞贴壁生长,几乎无脱落,胞浆饱满,舒展生长,相邻细胞生长融合成片。正常人胚肺细胞经含药血清处理24~48 h,细胞仍贴壁生长,培养液中未见浮悬细胞,胞浆饱满,生长旺盛。
2.3荧光染色细胞核形态
荧光显微镜下见含药血清处理的人肺癌细胞细胞核在24、48 h时间段中均有破裂,呈大小不等、形态不规则的碎片或呈梅花状,此为典型的细胞凋亡形态(见图1);含药血清处理的人胚肺细胞和无含药血清培养的人肺癌细胞均完整,未见有凋亡形态。
图15%含药血清处理24 h的人肺癌细胞凋亡形态(10×20倍)
2.4流式细胞仪检测凋亡细胞
不同含药血清浓度和不同时间处理的人肺癌细胞均有细胞凋亡,其中以5%48 h组的凋亡峰(AP峰)在DNA组方图上显示最为明显(见图2),凋亡率达42.82%;而无含药血清处理的人肺癌细胞组无凋亡峰(见图3)。
图25%含药血清处理48 h的人肺癌细胞,
流式细胞仪检测直方图,可见一凋亡峰(AP峰)
图3无含药血清处理48 h的人肺癌细胞,
流式细胞仪检测直方图,无凋亡峰
2.5细胞周期分布分析
从流式细胞仪检测分析可知,以含药血清处理的人肺癌细胞,主要表现为S期细胞的百分比增高,G2/M期细胞的百分比下降,出现明显的<
