Effect of Ammonium Molybdate on Cell Proliferation and Cycle of Hepatoma and Colon Cancer
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摘要: 目的 观察钼酸氨对体外培养人肝癌和结肠癌细胞的增殖抑制和诱导凋亡作用。方法 采用不同浓度钼酸氨（0.101、0.202、0.404 mmol·L-1）分别对人肝癌细胞株HepG2和结肠癌细胞株HCT-116作用 24、48、72 h后，利用显微镜观察细胞形态学变化，CCK-8法检测细胞增殖抑制，流式细胞仪分析细胞周期变化。结果 随着钼酸氨浓度的增加和作用时间的延长，其对HepG2细胞和HCT-116细胞的增殖抑制作用和诱导凋亡作用愈加明显，存在着显著的量-效和时-效关系，且低浓度（0.101 mmol·L-1）HepG2细胞受抑制显著于HCT-116细胞，高浓度（0.404 mmol·L-1）则相反，差异有统计学意义(P<0.05)；钼酸氨不仅阻止HCT-116细胞由G1/G0期向S期移行，而且阻止HCT-116细胞由G2/M期向G1/G0期移行,将细胞阻滞在G1/G0期和G2/M期,而对HepG2细胞仅将细胞特异性地阻滞在G1/G0 期。钼酸氨可促进HepG2细胞和HCT-116细胞凋亡，并且细胞调亡和坏死率随钼酸氨浓度增加和作用时间延长而逐渐升高。结论 钼酸氨对结肠癌和肝癌细胞均有增殖抑制、诱导凋亡和改变细胞周期作用，且高浓度钼酸氨对结肠癌细胞作用强于肝癌细胞，钼酸盐具有抗癌活性。Abstract: Objective To observe the effect of ammonium molybdate on inhibiting cell proliferation and inducing cell apoptosis of human hepatoma and colon cancer. Methods After human hepatoma cell line HepG2 and colon cancer cell line HCT-116 were treated respectively with 0.101, 0.202 and 0.404 mmol·L-1 of ammonium molybdate for 24, 48 and 72 h, the morphological change was observed by optical microscope, the proliferation inhibition were detected by CCK-8 method, and the change of cell cycle was detected by flow cytometry. Results With the increased concentration and action time of ammonium molybdate, its effect on inhibiting proliferation and inducing apoptosis of HepG2 cells and HCT-116 cells was significantly enhanced, in a significant dose- and time-dependent manner. And HepG2 proliferation was inhibited more obviously than HCT-116 at low concentration of 0.101 mmol·L-1, while it was opposite at high concentration of 0.404 mmol·L-1, with statistical significance(P<0.05). Ammonium molybdate prevented not only the migration of HCT-116 cells from G1/G0 to S period, but also from G2/M to G1/G0 period. Cell cycle of HCT-116 was retarded in G1/G0 and G2/M periods and that of HepG2 was retarded in G1/G0 period. Ammonium molybdate could induce the apoptosis of HepG2 and HCT-116 cells, and the rates of apoptotic and necrotic cells were increased gradually with the increased concentration of ammonium molybdate and prolonged action time. Conclusion Ammonium molybdate has antitumor activity and could inhibit the proliferation, induce the apoptosis and change the cell cycle of colon cancer and hepatoma cells. And the effect of ammonium molybdate at high concentration on colon cancer cells is greater than that on hepatoma cells.
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Key words:
- Ammonium molybdate /
- Colon cancer /
- Hepatoma /
- Proliferation inhibition /
- Cell cycle /
- Cell apoptosis
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0 引言
白血病发病率相对较小[1]，但生存率较低（19.6%）[2]，因此，严重影响儿童及老年人的身体健康，是造成居民巨大疾病负担的癌症之一[3-4]。昆山市位居上海与苏州之间，特殊的区位优势使得近20年经济社会快速发展，在昆山市肿瘤粗死亡率明显上升的背景下[5]，本研究利用1993—2014年昆山市死因监测的白血病死亡数据，以探究其死亡率的时间趋势。
1 资料与方法
1.1 研究对象来源
江苏省昆山市于1981年全面开展全人群死因监测工作[5]。昆山市所有社区卫生服务机构及医院开展死因常规监测，同时疾控中心通过定期与公安、殡葬、妇幼保健及福利院等多部门合作，多途径收集死亡名单并开展死亡原因调查；市镇两级从业人员通过定期举办培训班、认真规范填写死亡证、逐条数据审核、现场督导检查及定期开展漏报调查等方式，来保证全市死因监测工作的质量。此外，也与苏州市范围内的其他县（市）进行数轮的数据质量互审，重点对数据的完整性、原始数据的逻辑性、统计分类及ICD-10编码以及是否重卡等进行检查、修正。昆山市所有死亡病例开具《居民死亡医学证明（推断）书》其登记报告项目包括：（1）病例人口学特征（姓名、性别、出生日期、民族、婚姻、文化程度、职业等）。（2）死亡信息：死亡原因（直接死因、间接死因、根本死因以及其他重要医学情况）、死亡日期、死亡地点等。（3）诊断信息：疾病最高诊断单位、疾病最高诊断依据等内容。（4）调查记录。年初与年末人口数来源于昆山市公安局，以计算年均观察人年数，1981—2013年年均观察人年数（年均人口数）详参文献[5]。
按照《国际疾病分类》（ICD-10）对所有恶性肿瘤疾病进行编码，白血病ICD-10编码为C91-95。根据《中国肿瘤登记工作指导手册》，并参照国际癌症研究中心（IARC）/国际癌症登记协会（IACR）对登记材料的有关要求，对肿瘤登记的完整性和可靠性进行了评估。
1.2 数据分析
采用SAS9.3统计软件进行数据分析，计算年份、性别粗死亡率与年龄标化死亡率，以及绘制时间趋势图和年龄别死亡率序列图。按照第五次全国人口普查（2000年）人口结构为标准计算年龄标化死亡率。应用年度变化百分比（annual percentage change, APC）及其95%可信区间（confidence intervals, CI）分析粗死亡率与年龄标化死亡率等时间趋势，以APC其95%CI是否包含0为统计学检验标准，同时给出回归系数检验的P值[6]。
2 结果
2.1 江苏省昆山市1993—2014年白血病死亡趋势分析
江苏省昆山市1993—2014年期间白血病死亡总例数为570例（男312例，女258例），占全肿瘤比例为2.19%；总的来看昆山市1993—2014年白血病死亡数明显上升（APC=3.0, 95%CI: 1.6~4.4, P=0.0007）。
江苏省昆山市白血病粗死亡率由1993年的4.01/10万上升到2014年的4.99/10万，上升趋势没有统计学意义（APC=1.5, 95%CI: 0.0~3.0, P=0.0604）。在男性人群中白血病粗死亡率由1993年的4.53/10万上升到2014年的5.02/10万，上升趋势无明显统计学意义（APC=0.8, 95%CI: -0.6~2.2, P=0.2756）；女性人群中白血病粗死亡率由1993年的3.49/10万上升到2014年的4.96/10万，上升趋势无统计学意义（APC=2.7, 95%CI: 0.0~5.4, P=0.0622）。1993—2014年白血病中标死亡率在男女合计人群中无明显变化趋势（APC=1.5, 95%CI: 0.0~3.0, P=0.0604）；男性（APC=-0.7, 95%CI: -2.4~1.0, P=0.4087）和女性（APC=0.4, 95%CI: -2.3~3.1, P=0.7612）人群中白血病中标死亡率没有明显变化趋势，见图 1、表 1。
1993—2014年白血病死亡率其0~74岁累积死亡率由1993年的0.33%上升到2014年的0.38%（APC=0.7, 95%CI: -0.9~2.3, P=0.4168），没有发现白血病死亡的风险在0~74岁年龄组随着时间有明显变化，见表 1。
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图 1 江苏省昆山市1993—2014年白血病死亡率趋势图Figure 1 Age standardized rate of mortality of leukemia in Kunshan City, Jiangsu Province, 1993-2014表 1 江苏省昆山市1993—2014年白血病死亡率分析Table 1 Mortality of leukemia in Kunshan City, Jiangsu Province, 1993-2014
2.2 江苏省昆山市1993—2014年白血病年龄别死亡率分析
1993—2004年，白血病年龄别死亡率在60之前处于低水平，60岁以后缓慢上升，至65~69岁达到高峰，70岁以后白血病死亡率明显下降。2005—2014年，白血病年龄别死亡率在60之前处于低水平，60岁以后开始明显抬升，至70~74岁达到高峰，75岁以后白血病死亡率略有下降。与1993—2004年相比，2005—2014年白血病年龄别死亡率明显偏高，特别是60岁以上年龄段，见图 2、表 2。
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图 2 江苏省昆山市白血病年龄别死亡率在两个时期的比较Figure 2 Age-specific mortality of leukemia in Kunshan City, Jiangsu Province, 1993-2004 and 2005-2014表 2 江苏省昆山市白血病年龄别死亡率分析Table 2 Age-specific mortality of leukemia by gender in Kunshan City, Jiangsu Province
3 讨论
在江苏省昆山市肿瘤中标死亡率总体呈现下降趋势的情况下[5]，人口老龄化与其他危险因素一起促进了肿瘤死亡的变化。在昆山市肿瘤死亡率明显上升的肺癌中这种促进因素最为明显[7]。虽然昆山市白血病占全肿瘤死亡（2.19%）的比例较低；但是由于发病年龄较早、生存率较低及预后差[2]，造成的疾病负担较大。
昆山市白血病死亡率位居肿瘤死亡顺位第9位[8-9]。同期与全国白血病死亡率相比，昆山地区死亡率明显低于全国2009年水平（世标率，2.66/10万 vs. 3.35/10万）[10]，也低于全国2012年水平（2.48/10万 vs. 3.13/10万）[11]。就死亡率趋势来看，昆山市1993—2014年白血病中标死亡率趋势则没有明显的变化（APC=1.5, 95%CI: 0.0~3.0, P=0.0604）。浙江省2000—2009年白血病死亡率明显上升（APC=5.09, 95%CI: 1.13~9.21）[12]，此外还有山东省（1970—2005年）[13]。除了单独看白血病死亡率，白血病发病率的高低不容忽视。与昆山市相邻的浙江省2000—2009年白血病的发病率明显上升（APC=3.21, 95%CI: 0.20~6.30）[12]，此外上海[14]与南京地区[4]白血病发病率也明显上升。
从白血病年龄别死亡率来看，本研究显示白血病年龄别死亡率呈现明显的两个高峰，即20岁以下年龄组与65岁以上年龄组，与上海和浙江等地区的研究结果基本一致[4, 12, 14]；也与全国肿瘤登记的结果一致[15]。年龄别死亡率的差异提示白血病的发病可能是暴露因素的差异所致。白血病的发生是基因与环境共同作用的结果。经济社会状态也是影响白血病发生的因素[16]。环境因素中饮食模式是影响白血病发生的因素之一[17-18]；父母早期的不良生活方式暴露是影响儿童白血病的因素，如烟草、酒精等[19-20]。
虽然江苏省昆山市1993—2014年白血病死亡率趋势变化不明显；但是随着户籍人口逐年增加，因白血病而死亡的例数明显上升，疾病负担加大。在继续强化监测工作以观察其时间趋势的同时，也要考虑进一步加强监测工作质量控制。江苏省昆山市于1981年全面开展死因监测[5]；在2013年加入国家疾病监测点，在加入监测点之前于2011—2012年开展了死亡漏报调查，结果显示漏报率为0.34%，提示既往的死因监测处于可接受区间[21]。
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