Influence of CD151 Inhibition by RNAi on Lung Metastasis in Nude Mice Given Tail Veins Injection of Xuanwei Lung Adenocarcinoma XWLC-05 Cell Lines
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摘要:目的
探讨RNA干扰抑制CD151基因表达对宣威肺腺癌XWLC-05细胞侵袭和迁移的影响及裸鼠肺转移的实验。
方法构建能高效抑制CD151基因表达的3组重组干扰质粒，筛选出稳定转染干扰质粒的宣威肺腺癌XWLC-05细胞株。MTT、划痕实验、Transwell实验研究干扰CD151基因表达前后对细胞迁移和侵袭的影响。将构建的RNA干扰抑制CD151基因表达的稳转细胞XWLC-05-shRNA、XWLC-05-shNC、XWLC-05-Blank通过尾静脉注射入BALB/c裸鼠，30天后通过肉眼和HE染色后观察肺转移情况。
结果划痕实验和Transwell实验表明RNA干扰抑制CD151基因表达可能抑制宣威肺腺癌XWLC-05细胞体外迁移和侵袭作用（P < 0.05）。XWLC-05-shRNA、XWLC-05-shNC、XWLC-05-Blank各组裸鼠肺转移率及肺组织上的转移病灶数依次为75%（6/8）与（5.2±1.2）、100%（8/8）与（9.8±1.6）、87.5%（7/8）与（9.1±1.2）。XWLC-05-shNC与XWLC-05-Blank组比较差异无统计学意义（P=0.423），XWLC-05-shRNA与XWLC-05-shNC（P=0.000）和XWLC-05-Blank组比较差异有统计学意义（P=0.000）。
结论RNA干扰抑制CD151基因表达能抑制XWLC-05细胞的体外迁移和侵袭；能减少XWLC-05细胞裸鼠的肺转移。CD151可能成为抑制宣威肺癌侵袭和迁移的潜在治疗靶点之一。
Abstract:ObjectiveTo explore the influence of CD151 inhibition by RNA interference on invasion and metastasis of Xuanwei lung adenocarcinoma XWLC-05 cells, as well as lung metastasis in nude mice given tail veins injection of XWLC-05 cells.
MethodsRecombinant plasmid aimed to interfere CD151 gene was constructed and transfected into XWLC-05 cells. MTT, wound-healing assay and Transwell assay were applied to detect cell proliferation and migration abilities. Stably-expressed XWLC-05-shRNA, XWLC-05-shNC and XWLC-05-Blank cell lines were injected into the tail veins of BALB/c nude mice. Lung metastasis was measured by naked eye and microscope after HE staining.
ResultsInhibition of CD151 gene expression could reduce the migration and invasion abilities of XWLC-05 cells in vitro(P < 0.05). The proportion and number of lung metastasis were 75%(6/8) and (5.2±1.2), 100%(8/8) and (9.8±1.6), 75%(7/8) and (9.1±1.2) in XWLC-05-shRNA, XWLC-05-shNC and XWLC-05-Blank groups, respectively. There was no differences in XWLC-05-shNC vs. XWLC-05-Blank group(P=0.423). There were significant differences in XWLC-05-shRNA vs. XWLC-05-shNC group(P=0.000) and XWLC-05-shRNA vs. XWLC-05-Blank group(P=0.000).
ConclusionInhibition of CD151 gene expression could reduce lung metastasis in nude mice given tail veins injection of XWLC-05 cells. CD151 may become one of the potential therapeutic targets for inhibiting the invasion and metastasis of Xuanwei lung adenocarcinoma.
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Key words:
- CD151 /
- Xuanwei lung adenocarcinoma /
- BALB/c nude mice /
- Lung metastasis
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0 引言
根据世界卫生组织国际癌症研究机构最新数据显示，2022年全球女性乳腺癌新发病例高达230万，位居全球癌症发病率第二位，仅次于肺癌[1]。国家癌症中心2022年发布的统计数据显示，2016年我国新发女性乳腺癌30.6万例，乳腺癌位居女性恶性肿瘤发病率第1位、死亡率第4位[2]。在乳腺癌的治疗中，多项临床研究显示中医药与放疗、化疗、靶向治疗、内分泌治疗等协同治疗，可以提高疗效、减轻不良反应，且疗效确切[3]。陈焕朝教授是湖北省名老中医，从事中医药治疗恶性肿瘤的临床工作四十余年，本研究通过数据挖掘分析陈焕朝教授治疗乳腺癌的中医处方，总结其用药规律，为中医药治疗乳腺癌提供参考。
1 资料与方法
1.1 病例来源
收集2022年8月—2023年11月陈焕朝教授在湖北省肿瘤医院门诊收治乳腺癌患者的处方数据。筛选治疗有效患者185例，录入首诊处方185首。
1.2 病例筛选标准
纳入标准：（1）西医诊断为乳腺癌，且有病理诊断；（2）基本信息完整，病历资料完善；（3）治疗期间按照医嘱服药3个月以上；（4）经治疗后症状确有改善，参考《中医病证诊断疗效标准》疗效评定有效者，录入首诊处方。
排除标准：排除乳腺癌合并其他恶性肿瘤的患者。
1.3 数据收集
收集患者一般资料，包括姓名、性别、年龄、处方数据，将相关数据录入 Excel 2019，建立数据库，所有录入信息由两位医师核对，确保数据的准确性。
1.4 数据标准化
参照2020版《中华人民共和国药典》[4]和《中药学》[5]对相关中药名称进行规范化，如“南方红豆杉”规范为“红豆杉”，“山萸肉”规范为“山茱萸”，“生黄芪” 规范为“黄芪”等，药物性味归经及功效亦参照《中华人民共和国药典》、《中药学》，整理后录入数据库。
1.5 统计学方法
通过Excel 2019建立药物数据库，并对药物频次、性味归经进行分析，得到频数分布雷达图。将185首处方导入SPSS Modeler 18.0建模后，选择Apriori算法，设置最低支持度为20%、最小置信度为80%，最大前项数为1，获得关联规则。运用SPSS Modeler 18.0对高频药物关联进行网络化展示。基于 SPSS 27.0对高频药物进行聚类分析，得出组方规律。
2 结果
2.1 药物频次
185例患者共涉及处方185首，中药180味，总频次为
3880 ，将中药频次由高到低进行排列，使用频次>40次的高频药物共29味，见表1。表 1 陈焕朝治疗乳腺癌处方高频药物（频次>40）Table 1 High-frequency drugs prescribed by Chen Huanchao for breast cancer treatment (frequency>40)序号 中药 频次 百分比(%) 序号 中药 频次 百分比(%) 序号 中药 频次 百分比(%) 1 黄芪 168 90.81 11 沙棘 101 54.59 21 莪术 58 31.35 2 茯苓 156 84.32 12 菝葜 98 52.97 22 鸡血藤 56 30.27 3 通关藤 153 82.70 13 白花蛇舌草 96 51.89 23 酸枣仁 50 27.03 4 桑黄 147 79.46 14 麸炒白术 93 50.27 24 补骨脂 48 25.95 5 夏枯草 132 71.35 15 郁金 82 44.32 25 杜仲叶 47 25.41 6 红景天 131 70.81 16 猪殃殃 73 39.46 26 柏子仁 45 24.32 7 蜈蚣 113 61.08 17 地黄 70 37.84 27 醋香附 45 24.32 8 远志 108 58.38 18 太子参 69 37.30 28 白英 42 22.70 9 天葵子 106 57.30 19 麸炒枳实 66 35.68 29 百药煎 41 22.16 10 红豆杉 101 54.59 20 姜厚朴 62 33.51 2.2 药物性味归经
180味中药药性以平、寒、温居多，频次分别为
1094 次、1055 次和896次，微温、微寒次之，分别为366次、363次；药味以甘、苦、辛为主，频次分别为2263 次、2014 次和1352 次；药物归经多属肝经、肺经、脾经和肾经，频次分别为1766 次、1615 次、1387 次和1361 次，其次为胃经1058 次、心经989次，见图1。![]()
图 1 185首处方药性（A）、药味（B）和归经（C）雷达图Figure 1 Radar chart of medicinal properties (A), medicinal flavors (B), and medicinal meridian affinity (C) of the 185 prescriptions2.3 药物功效分类
将185首处方中的中药按功效进行分类统计，使用频次由高到低依次是补虚药、清热药、利水渗湿药、化痰止咳平喘药、活血化瘀药、理气药等。排名前10位的药物功效见表2。
表 2 陈焕朝治疗乳腺癌处方常用药物功效归类（前10位）Table 2 Classification of the efficacy of commonly prescribed drugs used by Chen Huanchao in the treatment of breast cancer (top 10)排序 功效分类 味数 频次 频率(%) 1 补虚药 29 775 19.97 2 清热药 42 759 19.56 3 利水渗湿药 10 399 10.28 4 化痰止咳平喘药 17 366 9.43 5 活血化瘀药 14 274 7.06 6 理气药 12 192 4.9 7 平肝熄风药 8 178 4.59 8 止血药 4 176 4.54 9 安神药 7 170 4.38 10 消食药 8 167 4.30 2.4 药物组方关联规则分析
运用SPSS Modeler 18.0对185首处方进行关联规则分析，使用Apriori建模，设置最低支持度为20%、最小置信度为80%、最大前项数为1，获得120条关联规则，提升度表示前项出现对后项出现概率的影响，提升度>1且越高表明相关性越高。将所得关联规则按提升度降序排列并去重，前20位药物组合见表3。
表 3 185首治疗乳腺癌处方药物关联规则（支持度≥20%，置信度≥80%）Table 3 Association rules for the 185 breast cancer prescription drugs (support degree≥20%, confidence coefficient≥80%)后项 前项 支持度(%) 置信度(%) 提升度 姜厚朴 麸炒枳实 35.68 90.91 2.71 郁金 醋香附 24.32 95.56 2.16 麸炒白术 太子参 37.30 89.86 1.79 远志 酸枣仁 27.03 92.00 1.59 远志 柏子仁 24.32 91.11 1.58 菝葜 白英 22.70 83.33 1.57 天葵子 猪殃殃 39.46 82.19 1.43 蜈蚣 菝葜 52.97 83.67 1.37 蜈蚣 白花蛇舌草 51.89 83.33 1.36 蜈蚣 莪术 31.35 82.76 1.35 蜈蚣 红豆杉 54.59 80.20 1.31 夏枯草 莪术 31.35 87.93 1.24 夏枯草 天葵子 57.30 85.85 1.21 夏枯草 猪殃殃 39.46 84.93 1.20 夏枯草 郁金 44.32 84.15 1.19 夏枯草 蜈蚣 61.08 84.07 1.19 红景天 鸡血藤 30.27 83.93 1.19 夏枯草 菝葜 52.97 83.67 1.18 夏枯草 白英 22.70 83.33 1.18 夏枯草 红豆杉 54.59 83.17 1.17 桑黄 白英 22.70 92.86 1.17 夏枯草 白花蛇舌草 51.89 82.29 1.16 红景天 地黄 37.84 81.43 1.15 通关藤 猪殃殃 39.46 94.52 1.14 红景天 酸枣仁 27.03 80.00 1.13 红景天 柏子仁 24.32 80.00 1.13 桑黄 猪殃殃 39.46 89.04 1.12 桑黄 莪术 31.35 87.93 1.11 桑黄 菝葜 52.97 87.76 1.10 茯苓 麸炒白术 50.27 92.47 1.10 Note: The degree of improvement represents the effect of the occurrence of the preceding item on the probability of the following item appearing, and a degree of improvement greater than 1 indicates a high correlation. 运用SPSS Modeler 18.0对185首处方进行关联网络分析，药物节点间连线粗细和颜色深度代表药物间的关联程度，连线越粗、颜色越深表明药物间的关联程度越强。高频药物（使用频次>40）关联网络化展示见图2。
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图 2 185首治疗乳腺癌处方高频药物关联网络化展示Figure 2 Network display of association among 185 high-frequency drugs prescribed for breast cancerThe thickness and color depth of the lines between drug nodes represent the degree of association between drugs. A thick line and a dark color indicate a strong degree of association between drugs.2.5 药物系统聚类分析
将185首处方中使用频次>40次的高频药物共29味进行系统聚类分析，结合临床经验，大致可归为7类药物组合，见图3。
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图 3 185首治疗乳腺癌处方高频药物聚类分析树状图Figure 3 Cluster analysis dendrogram of 185 high-frequency drugs prescribed for breast cancer3 讨论
3.1 基于药物频数、性味归经、功效分析探讨用药规律
对药物频数进行分析发现，使用频率最高的前三味药分别是黄芪、茯苓、通关藤，黄芪味甘，性微温，归脾、肺经，为补气健脾要药。茯苓味甘、淡，性平，归心、肺、脾、肾经，可健脾、渗湿、利水消肿，黄芪、茯苓常配伍治疗脾气虚弱之证。通关藤味苦，性微寒，归肺经，具有止咳平喘、祛痰、清热解毒等作用。陈焕朝教授认为癌症的发生多因本虚，所谓“正气存内，邪不可干”、“邪之所凑，其气必虚”，而乳腺癌病位在肝，“见肝之病，知肝传脾，当先实脾”，故陈焕朝最常使用黄芪、茯苓补益脾气、培养中宫。在扶正培本之时，并用清热解毒祛痰之品以治标，标本兼治，相辅相成。现代药理研究表明，黄芪具有多种活性成分，其抗肿瘤作用成分研究主要集中于多糖类、皂苷类以及黄酮类成分，且对多种癌症，包括乳腺癌、肝癌、胃癌、结直肠癌、肺癌、卵巢癌等都具有明显的抑制作用[6]。黄芪可通过调节免疫功能、阻滞肿瘤细胞周期、促进肿瘤细胞凋亡与新血管生成、调节肿瘤细胞自噬、抑制炎性反应和逆转多药耐药性等多种途径发挥抗肿瘤作用[7-8]。茯苓主要活性成分以茯苓酸为代表的三萜类、以茯苓多糖为代表的多糖类等化合物，在抑制恶性肿瘤增殖与诱导凋亡、抑制侵袭转移、调节患者免疫功能及提高生活质量等方面表现出广泛的药理作用[9]。通关藤在体内外均具有抗肿瘤活性，抗肿瘤作用机制包括直接抗肿瘤作用，体现为抑制癌细胞增殖、调节肿瘤细胞血管生成、介导细胞凋亡、促进分化等，还包括对其他抗癌药物的增效减毒作用[10]。
对药物性味归经进行分析发现，药性以平为主，其次为寒性。平性药物寒热界限不太明显，药性平和，作用和缓。陈焕朝教授认为大多数乳腺癌患者病程较长，久病耗伤正气，脏腑虚损，应以平和药物和缓补之，否则体虚不受，或致壅滞经络，脏腑失调[11]。寒性药物可清热泻火、凉血解毒、清化热痰等，气滞、痰凝、血瘀郁久化热，患者常表现为心烦发热、乳房肿块红肿疼痛、便干尿黄等，适当应用寒性药物可有效缓解症状。药味以甘味为主，其次为苦味、辛味。甘能补、能和、能缓，具有补益和中、调和药性、缓急止痛的作用；苦能泄、能燥、能坚，具有清泄火热、燥湿、坚阴的作用；辛能散、能行，具有发散、行气血的作用[5]。陈焕朝教授认为乳腺癌患者多属本虚标实，宜扶正祛邪兼施，故甘苦辛同用，既可补益和中，又能清热燥湿、行气活血。归经分析结果显示药物主归肝经，其次为肺经、脾经、肾经和胃经。乳头属足厥阴肝经，乳房属足阳明胃经，女子以肝为先天，乳腺疾病与肝经密切相关。情志不遂、郁怒伤肝，肝失疏泄、经气郁滞，肝失条达横乘脾土，脾失健运则胃脏虚弱，脾胃运化失调则痰浊内生，痰凝气聚循经入乳，发为乳岩[12]。肝藏血、肾藏精，精血皆由水谷之精化生和充养，肝肾同源、藏泻互用，肝肾阴阳互滋互制，故陈焕朝教授治疗乳腺癌多从肝、脾、肾、胃论治。肝郁易化火、肝阳易上亢，辅以归肺经药物佐金平木，且乳腺癌发生肺转移风险较高，调理肺之宣发肃降功能尤为重要，因而陈焕朝教授处方中归肺经药物亦多见。
对药物功效进行分类，发现补益类药物居多，其次包括清热药、利水渗湿药、化痰止咳平喘药、活血化瘀药等，陈焕朝认为正气亏虚始终贯穿于乳腺癌发生、发展及转归的整个过程，邪实者，以气滞血瘀、湿聚痰积、毒踞为主，故应从虚、瘀、痰、毒论治[11]。正气亏虚多为脾肾虚衰、气血不足，予以健脾补肾、益气养血之品培本固元，瘀、痰、毒则以活血化瘀、化痰消积、清热解毒之品分消。乳腺癌发生发展的不同阶段，正气亏虚程度及夹杂有形实邪有所不同，临证过程中需仔细斟酌、辨证施治。
3.2 基于中药关联规则分析用药规律
药物关联规则中，姜厚朴-麸炒枳实置信度为90.91%，乳腺癌患者的最常见中医证型是肝郁气滞证[13]，厚朴苦燥辛散，可消积导滞、燥湿消痰，既可除无形之湿满，又可消有形之实满。枳实辛行苦降，善破气行滞、化痰消积，二药合用可加强行气、化痰、消积之功。郁金-醋香附置信度为95.56%，郁金味辛，能行能散，既能入气分行气，又能入血分活血，香附主入肝经气分，芳香辛散，善散肝经之郁结，味苦疏泄可平肝气之横逆，为疏肝解郁、行气止痛之要药。麸炒白术-太子参置信度为89.86%，白术归脾、胃经，以补气、健脾、燥湿为主要作用，被誉为“补气健脾第一要药”，太子参补气健脾，兼以生津润肺，属补气药中清补之品，作用平和，陈焕朝教授认为，癌症为慢性疾病，补虚不宜太过，平补为主。
3.3 基于聚类分析探讨用药规律
通过高频药物聚类分析树状图可见，根据中医理论与临床实际，陈焕朝教授治疗乳腺癌常用药物聚拢较好的药物组合有两类。第一类组方为菝葜、白花蛇舌草、蜈蚣、天葵子、红豆杉。菝葜、蜈蚣、红豆杉通络散结、解毒散瘀，白花蛇舌草、天葵子清热解毒、消肿散结。此类药物均为陈焕朝教授治疗乳腺癌常用抗肿瘤中药，现代药理学研究均证实其具有抑制肿瘤作用。实验证明菝葜醇提物及其不同极性萃取部位对人乳腺癌细胞株MCF-7的增殖有抑制作用且呈现明显的量-效关系[14]；白花蛇舌草总黄酮和蜈蚣提取液均可明显抑制乳腺癌MDA-MB-231细胞系增殖及促进细胞凋亡[15-16]；天葵子抗肿瘤的有效部位为天葵子总生物碱，其抗肿瘤药效显著，药效机制可能与干预肿瘤炎性微环境，调控炎性因子表达以及相关蛋白的表达有关[17]；红豆杉对PI3K/Akt/mTOR信号通路各靶点表达均有显著影响，对VEGF也有显著抑制作用[18]。陈焕朝教授认为在遵循辨证论治的基础上应用现代药理研究证实有抗肿瘤作用的中药，往往能收获更好的疗效。第二类组方为黄芪、茯苓、通关藤、桑黄、夏枯草、红景天。黄芪、茯苓、红景天健脾益气补中，脾胃为后天之本，气血生化之源，气血津液的化生均有赖于脾胃运化的水谷精微，李东垣《脾胃论·脾胃盛衰论》有云：“百病皆由脾胃衰而生也”，陈焕朝教授认为顾护脾胃应始终贯穿于乳腺癌治疗的整个过程。通关藤性微寒，有清热解毒、祛痰之功，桑黄亦性寒，有活血、化饮、软坚之效，夏枯草辛能散结、苦寒泄热，可治肝郁化火、痰火凝聚之证，在扶正的同时，应用清热解毒、化痰软坚之品，可谓攻补兼施，标本兼治，扶正而不留邪，祛邪而不伤正。
另外可得出五组药对，第一组为麸炒枳实、姜厚朴。第二组为郁金、醋香附。第三组为麸炒白术、太子参，与关联规则中得出的前三位药物组合一致。第四组药对为鸡血藤、补骨脂，晚期乳腺癌骨转移的发生率可高达75%[19]，补骨脂温补脾肾，鸡血藤舒筋活络，两药相得益彰，可有效缓解骨转移导致的骨痛。第五组药对为酸枣仁、柏子仁，乳腺癌患者肝气郁结，肝郁化火，邪火扰动心神，神不安而不寐，酸枣仁、柏子仁养心益肝安神，常相须为用，为陈焕朝教授治疗失眠常用药对。
综上所述，本研究从客观数据资料出发，运用现代统计学方法，归纳总结了陈焕朝教授治疗乳腺癌的用药规律。陈教授认为乳腺癌基本病机为本虚标实，故以补虚类药物使用频率最高，顾护脾胃，培育先后天之本，始终贯穿于乳腺癌治疗的整个过程，热毒、痰湿、血瘀为标实，兼以清热解毒、化痰消积、活血化瘀等治法，攻补兼施，可取得良好疗效。本研究仅对陈焕朝教授治疗乳腺癌用药经验进行初步探析，以期为中医药治疗乳腺癌提供思路。
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图 1 pGPU6/GFP/Neo-CD151-271转染XWLC-05细胞普通显微镜(A)和荧光显微镜(B)的同一视野下照片(×200)
Figure 1 Images of XWLC-05 cells under the same vision of ordinary microscope(A) and fluorescence microscope(B) after pGPU6/GFP/Neo-CD151-271 transfcetion (×200)
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图 2 Blank、pGPU6/GFP/Neo-CD151-271、450、728和shNC转染XWLC-05后CD151蛋白的变化
Figure 2 CD151 protein expression in XWLC-05 cells transfected with Blank, pGPU6/GFP/Neo-CD151-271, 450, 728 and shNC measured by Western blot
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图 3 划痕实验检测XWLC-05细胞的迁移能力(×200)
Figure 3 XWLC-05 cells migration ability was detected by wound-healing assay (×200)
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图 4 Transwell检测XWLC-05细胞侵袭能力(×200)
Figure 4 XWLC-05 cells invasion ability was detected by Transwell assay (×200)
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图 6 Bouin's液浸泡24 h后肺组织标本
Figure 6 Lung tissue specimens after soaked in Bouin's fluid for 24h
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图 7 肺组织标本HE染色典型图片(×200)
Figure 7 Representative HE staining pictures of lung tissue specimens (×200)
表 1 实时荧光定量PCR检测XWLC-05细胞系CD151基因的干扰效果
Table 1 Relative expression of CD151 mRNA in XWLC-05 cells after transfection tested by qPCR
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表 2 Western blot检测各组细胞CD151蛋白表达水平灰度值
Table 2 Gray value of CD151 protein expression detected by Western blot
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表 3 MTT法测定抑制CD151基因表达对XWLC-05细胞增殖能力的影响
Table 3 Influence of inhibiting CD151 gene expression on proliferation ability of XWLC-05 cells by MTT test
下载: 导出CSV
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