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姜黄素对人结肠癌Lovo细胞VEGF表达的影响

寒假社会实践报告 时间:2023-07-20 08:30:28

[摘要] 目的 研究姜黄素体外对人结肠癌Lovo细胞血管内皮生长因子VEGF表达的影响。方法 不同浓度(0 μmol/L、5 μmol/L、10 μmol/L、20 μmol/L、40 μmol/L)姜黄素处理2013年8月—2014年2月中南大学提供的人结肠癌细胞株Lovo24 h后,用Real-time PCR检测姜黄素对人结肠癌细胞株血管内皮生长因子VEGF mRNA表达的变化,用Western blot法检测姜黄素对人结肠癌细胞株VEGF蛋白表达的变化。 结果 人结肠癌Lovo细胞经过姜黄素处理24 h后,5 μmol/L、10 μmol/L、20 μmol/L、40 μmol/L姜黄素组VEGF mRNA及蛋白的表达均明显下降,与对照组比较差异有统计学意义(P<0.05)。结论 姜黄素能下调人结肠癌Lovo细胞VEGF的表达,并呈剂量依赖,这可能是姜黄素抑制结肠癌Lovo细胞增殖及侵袭性的机制之一。

[关键词] 姜黄素;结肠癌;血管内皮生长因子

[中图分类号] R587.1 [文献标识码] A [文章编号] 1674-0742(2014)12(b)-0035-03

姜黄素是从姜科姜黄属植物姜黄、莪术、郁金等的根茎中提取的一种天然有效成分,具有抗肿瘤、抗炎、抗氧化等多种药理作用,且毒性低,具有良好的临床应用潜力,尤其是其抗肿瘤作用受到国内外广泛关注。结肠癌是常见的恶性肿瘤之一,虽然近年来以手术、化疗、放疗、免疫等的综合治疗手段取得了一定的进展,但其死亡率仍居高不下,毒性作用依然限制着化疗药物和免疫制剂等的应用和疗效。有研究表明,姜黄素能显著抑制结肠癌HCT-116细胞的生长[1],姜黄素能显著抑制人结肠癌Lovo细胞的增殖并促进其凋亡[2],研究证实在肿瘤的侵袭、转移过程中,血管内皮生长因子(VEGF)起到了极其重要的作用[3]。该实验以2013年8月—2014年2月中南大学提供的结肠癌Lovo细胞作为研究对象,观察了不同浓度姜黄素对结肠癌Lovo细胞VEGF表达的影响,以求从多角度对姜黄素对结肠癌细胞的作用进行研究,对结肠癌临床治疗提供有益的理论依据,现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

人结肠癌Lovo细胞由中南大学肿瘤研究所提供;姜黄素购自Sigma公司,称取3.684 mg的原料药充分溶解于1 mL DMSO中,得到终浓度为10 mmol/L的母液,临用时用完全细胞培养液稀释到所需浓度。 Trizol、逆转录试剂盒购自大连宝生物公司, 引物由大连宝生物公司合成。蛋白提取液及ECL发光试剂盒购自Pierce公司, 兔抗人VEGF多克隆抗体及羊抗兔二抗lgG购自Santa Cruz公司。

1.2 细胞的培养及处理

人结肠癌Lovo细胞接种于含10%胎牛血清1640培养基,置于37℃、5%CO2、饱和湿度的培养箱中培养,隔天换液,待细胞长至对数生长期时,用0.25%胰蛋白酶消化传代。取对数生长期的Lovo细胞,实验分组为对照组(姜黄素0 μmol/L,加入等量DMSO),姜黄素5 μmol/L,10 μmol/L,20 μmol/L,40 μmol/L组,处理后再置于37℃、5%CO2、饱和湿度的细胞培养箱中培养24 h。

1.3 Real-time PCR

采用Trizo1试剂一步法提取细胞总RNA ,紫外分光光度计测定总RNA浓度,计算OD260/ 280,比值在1.8~2.0的RNA标本用于反转录。总RNA按说明书进行逆转录反应合成cDNA, 逆转录产物cDNA用于Real-time-PCR扩增。VEGF引物:5"端:5"-GGGGGATCCGCCTCCGAA-ACCATGAACTT-3"及3"端:5"-CCCGAATTCTCCTGGTGAGAGA-TCTGGTT-3",变性、退火温度为94℃与72℃,40个循环。利用标准曲线,根据样品CT值计算出样品中所含的模板量。

1.4 Western Blot

用蛋白提取液提取细胞蛋白, BCA测总蛋白质浓度。蛋白样品用10%SDS聚丙烯酰胺凝胶进行电泳,上样量为20 μg。5%脱脂奶粉TBS缓冲液封闭,4℃过夜,加兔抗人VEGF多克隆抗体( 1:500)室温2 h, 洗膜30 min, 加入羊抗兔二抗( 1:1000)室温结合1 h, ECL显色, 内参采用β-actin。采用Image-Pro Plus6.0图像分析软件对蛋白条带进行灰度分析。以VEGF条带与内参β-actin条带的灰度比值代表VEGF蛋白的表达水平。

1.5 统计方法

实验所得计量数据以(x±s)表示, 采用SPSS13.0软件进行方差分析和t检验,以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 不同剂量姜黄素对人结肠癌Lovo细胞VEGF mRNA表达的影响

利用Primer 3.0软件分别设计出扩增人VEGF和GAPDH mRNA的引物, Real-time PCR检测VEGF mRNA的表达,见表1,并用EXCEL做出各组VEGF mRNA相对表达量柱状图表达,见图1,姜黄素5 μmol/L、10 μmol/L、20 μmol/L、40 μmol/L组与对照组相比,VEGF mRNA的表达均明显降低,差异有统计学意义(P<0.05),且呈剂量依赖性。

表1 姜黄素处理后,Lovo细胞VEGF mRNA和蛋白的相对表达(x±s)

2.2 不同剂量姜黄素对人结肠癌Lovo细胞VEGF蛋白表达的影响

不同剂量姜黄素处理Lovo细胞,收集细胞总蛋白,用Western Blot检测VEGF蛋白的表达(结果见图2),并用Image-Pro Plus6.0对图像进行灰度分析(结果见表1,图3),姜黄素5 μmol/L、10 μmol/L、20 μmol/L、40 μmol/L组与对照组相比VEGF蛋白表达均明显降低,差异有统计学意义(P<0.05),且呈剂量依赖性。

3 讨论

血管内皮生长因子VEGF随着肿瘤增殖、侵袭和转移而表达明显升高[4]。VEGF信号还与肿瘤细胞的淋巴管、淋巴结侵袭及远端转移密切相关[5]。梁启廉等研究发现VEGF表达水平与大肠癌组织学分化程度、浸润深度、TNM分期、淋巴结转移有关[6]。且临床观察发现大肠癌患者术前血清VEGF水平与大肠癌的浸润、转移密切相关[7]。有研究者利用同源重组将结肠肠癌细胞系中VEGF-A敲除后发现,当细胞缺失了VEGF信号后,细胞的生长受到了明显的抑制,且细胞对化疗药物5-氟尿嘧啶的敏感性增强[8],而在临床上仅仅通过阻断细胞表面的VEGF受体来治疗结直肠癌效果是有限的。

目前研究发现,姜黄素能够对消化系肿瘤有很好的抑制作用,其药理活性主要表现在能够下调核转录因子(NF-k B)的活性,诱导细胞周期停滞和细胞凋亡,抑制血管生成[9]。在人结肠癌HCT116细胞中,姜黄素可有效抑制结肠腺癌细胞集落生长和侵袭能力[10]。不同浓度姜黄素作用人结肠癌SW620细胞24 h,增殖抑制显著[11]。

该研究用4种不同浓度的姜黄素分别作用Lovo细胞24 h后,利用Real-time PCR及Western Blot方法检测VEGF的mRNA及蛋白的表达,发现各姜黄素组(5 μmol/L、10 μmol/L、20 μmol/L、40 μmol/L)与对照组比较,VEGF的mRNA及蛋白的表达明显下降,差异有统计学意义(P<0.05),且姜黄素的作用浓度越高,VEGF的表达量越低,该作用呈剂量依赖,提示姜黄素能通过抑制人结肠癌细胞Lovo中VEGF的表达来抗结肠癌血管形成,抑制结肠癌细胞的生长和转移。此结果与贾佳等的观点一致,他们发现姜黄素能够下调结肠癌细胞HT-29中β-catenin、VEGF的表达[12]。在多个结肠癌细胞系中,均有研究证实姜黄素能下调VEGF的表达,进一步可利用建立的结肠癌裸鼠移植瘤模型,从体内水平研究姜黄素能否下调瘤组织VEGF的表达,且姜黄素是否通过NF-KB信通路来下调人结肠癌细胞VEGF的表达,该机制也有待进一步研究。VEGF是抗癌药物治疗的新靶点,姜黄素作用后的人结肠癌Lovo细胞VEGF水平下降,提示姜黄素可能通过下调VEGF的表达抑制了VEGF促进肿瘤新生血管的作用,从而抑制了结肠癌的增殖和转移。该研究为姜黄素的临床应用提供新的理论依据。

[参考文献]

[1] 王倩, 赵刚. 姜黄素对结肠癌HCT-116细胞生长的抑制作用[J]. 湖北中医药大学学报,2012,14(1): 18-20.

[2] 郭立达,焦振霞,宋瑛,等.姜黄素诱导结肠癌LoVo细胞凋亡的作用及机制研究[J].中国中药杂志,2013,38(13): 2191-2196.

[3] N Ferrara HPG, LeCouter J. The biology of VEGF and its receptors[J]. Nat Med,2003,9(6):669-676.

[4] 尤程程, 黄利鸣. VEGF及其调控因素的研究进展[J].临床与实验病理学杂志,2011,27(12):1344-1346.

[5] 刘桂君,陈国江,黎燕,等.血管内皮生长因子在肿瘤生长转移中的作用机制研究进展[J].国际药学研究杂志,2012,39(5):391-395.

[6] 梁启廉, 陈小东,王三明,等.VEGF和metastin在大肠癌组织中的表达[J].南方医科大学学报,2007,27(10):1584-1587.

[7] 李德川,冯海洋,徐笑红.大肠癌患者血清VEGF水平的临床研究[J]. 癌症,2001,20(3):314-316.

[8] Samuel S,Fan F,Dang LH,et al. Intracrine vascular endothelial growth factor signaling in survival and chemoresistance of human colorectal cancer cells[J].Oncogene,2011,30(10):1205-12.

[9] 赵鹏,蔡辉.姜黄素药理作用研究进展[J].中医药临床杂志,2012,24(4):380-382.

[10] 范钰, 张尤历, 许则丰. 姜黄素抑制结肠癌SW620细胞侵袭的体外实验研究[J].江苏大学学报:医学版,2006,24(4):298-300.

[11] 罗强, 孙黎, 张力,等. 姜黄素对人结肠癌SW620细胞凋亡机制的影响[J].中国老年学杂志,2011,24(16): 3108-3109.

[12] 贾佳,赵逵,张银萍,等.姜黄素对人结肠癌细胞HT-29中β-catenin、血管内皮生长因子的影响[J].中国老年学杂志,2014,24(14):3940-3942.

(收稿日期:2014-09-16)

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