肿瘤防治研究  2014, Vol. 41 Issue (10): 1074-1077
本刊由国家卫生和计划生育委员会主管,湖北省卫生厅、中国抗癌协会、湖北省肿瘤医院主办。
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文章信息

崔同建,华杭菊,张桂枫,陈峥,戴永美,陈静波,郑建萍. 2014.
CUI Tongjian, HUA Hangju, ZHANG Guifeng, CHEN Zheng, DAI Yongmei, CHEN Jingbo, ZHENG Jianping. 2014.
膈下逐瘀汤逆转裸鼠移植瘤MDR-1表达的实验
Experiment of Diaphragmatic Stasis Expelling Decoction Reversing MDR-1 Expression
肿瘤防治研究, 2014, 41(10): 1074-1077
Cancer Research on Prevention and Treatment, 2014, 41(10): 1074-1077
http://www.zlfzyj.com/CN/10.3971/j.issn.1000-8578.2014.10.004

文章历史

收稿日期:2013-10-25
修回日期:2014-03-03
膈下逐瘀汤逆转裸鼠移植瘤MDR-1表达的实验
崔同建1, 华杭菊2, 张桂枫1, 陈峥1, 戴永美1, 陈静波1, 郑建萍1    
1. 350001 福州,福建省立医院肿瘤内科 福建医科大学省立临床医学院;
2.福建省人民医院脑病肿 瘤内科
摘要目的 探讨膈下逐瘀汤对HCT-8/5-Fu裸鼠移植瘤多药耐药基因MDR-1表达的影响。方法 MTT 法确认人结肠腺癌细胞HCT-8/5-Fu的耐药性及对其他化疗药VCR、VP-16、DDP的交叉耐药性后,将耐 药细胞HCT-8/5-Fu接种于BABL/c无胸腺裸鼠右腋下,建立耐药性稳定的裸鼠移植瘤模型。移植瘤裸鼠模 型随机分为四组:空白对照组(对照组)、5-Fu组、膈下逐瘀汤组(DSED组)、膈下逐瘀汤+5-Fu组(DSED+5- Fu组)。其中对照组予0.9%氯化钠溶液灌胃给药,其余组予腹腔注射5-Fu和(或)中药灌胃。连续给药14 天后颈椎脱臼处死裸鼠。观察各组裸鼠移植瘤生长情况;RT-PCR法检测各瘤组织MDR-1 mRNA表达。结果 膈下逐瘀汤+5-Fu组、膈下逐瘀汤组、5-Fu组对裸鼠移植瘤的抑瘤率分别为54.9%、32.4%和7.0% (P<0.01)。RT-PCR结果显示膈下逐瘀汤+5-Fu组及膈下逐瘀汤组MDR-1 mRNA的表达量与对照组相 比明显下降(P<0.01),5-Fu组与对照组相比MDR-1 mRNA表达量略有升高,但差异无统计学意义。结论 膈下逐瘀汤对大肠癌多药耐药裸鼠移植瘤生长具有抑制作用,其机制可能与膈下逐瘀汤通过逆转耐 药移植瘤多药耐药基因表达,增强肿瘤细胞对药物的敏感度。
关键词裸鼠     HCT-8/5-Fu     MDR-1     膈下逐瘀汤    
Experiment of Diaphragmatic Stasis Expelling Decoction Reversing MDR-1 Expression
CUI Tongjian1, HUA Hangju2, ZHANG Guifeng1, CHEN Zheng1, DAI Yongmei1, CHEN Jingbo1, ZHENG Jianping1    
1.Department of Oncology Medicine, Fujian Provincial Hospital, Fuzhou Provincial Clinical College, Fujian Medical University, Fuzhou 350001,China;
2.Department of Oncology Medicine, People’s Hospital of Fujian
AbstractObjective To investigate the effects of diaphragmatic stasis expelling decoction on the multidrug resistance gene expression in transplantable tumor cells in nude mice bearing cell line HCT-8/5-Fu. Methods MTT was applied to confirm the drug resistance of human colonic carcinoma cell line HCT-8/5- Fu and the cross resistance towards other chemotherapy drugs, such as VCR, VP-16 and DDP. The model of transplantable tumor in nude mice with stable drug resistance was established by planting resistant cell line HCT-8/5-Fu into the right armpit of BABL/c nude mice without thymus. A total of 28 nude mice were randomly divided into four groups: control group, diaphragmatic stasis expelling decoction group(DSED group), 5-Fu group and diaphragmatic stasis expelling decoction plus 5-Fu group(DSED+5-Fu group). The control group received an intragastric administration of 0.9% sodium chloride solution and others received an intraperitoneal injection of 5-Fu or an intragastric administration of traditional Chinese medicine. Drug delivery was lasted for 14 days before the mice were executed. The growth of transplantable tumors in nude mice in all groups was observed. MDR-1 expression in all tumor tissues was detected by RT-PCR. Results Tumor inhibition rates of DSED+5-Fu group, DSED group and 5-Fu group were 54.9%, 32.4%, and 7.0% respectively(P<0.01). RT-PCR results showed that the expression amounts of MDR-1 mRNA in DSED+5- Fu group and DSED group were obviously less than that in control group (P<0.01). The expression amount of MDR-1 mRNA in 5-Fu group was increased slightly compared with the control group with no statistical significance. Conclusion Diaphragmatic stasis expelling decoction has inhibitory effect on the growth of transplantable tumor in nude mice with multi-drug resistance to colon carcinoma. The mechanism may be related to diaphragmatic stasis expelling decoction reversing MDR-1 mRNA expression of transplantable tumor in nude mice, therefore to enhance the sensitivity to drugs of tumor cells.
Key words: Nude mice     HCT-8/5-Fu     MDR-1     Diaphragmatic stasis expelling decoction(DSED)    
0 引言

大肠癌是我国常见的消化系统恶性肿瘤,其 发病率近年来呈逐年上升趋势,在我国已居恶性 肿瘤发病率的第3位[1]。大肠癌治疗早期以手术治 疗为主,但对于晚期及术后复发转移的患者化疗 仍为主要治疗方法[2]。以5-Fu为基础的FOLFOX、 FOLFIRI方案为晚期大肠癌常用国际标准化疗方 案,但是肿瘤细胞对这些高选择、多靶点的化疗药 存在多药耐药性,肿瘤细胞的多药耐药是化疗失败 的主要原因。因此寻找高效低毒的多药耐药逆转剂 是当前肿瘤化疗亟待解决的难题。膈下逐瘀汤出自 清代王清任《医林改错》,具有活血化瘀,行气止 痛之功。现代研究表明,膈下逐瘀汤能够抑制肿瘤 细胞增殖、促进肿瘤细胞凋亡、提高抑瘤率、提高 肿瘤晚期患者生活质量的作用[3, 4, 5]。本实验通过建 立耐药性稳定的HCT-8/5-Fu裸鼠移植瘤模型,观察 膈下逐瘀汤对耐药移植瘤MDR-1 mRNA的表达, 为膈下逐瘀汤逆转恶性肿瘤耐药,提高化疗效果提 供客观依据。 1 材料与方法 1.1 细胞培养

人结肠腺癌细胞HCT-8/5-Fu、HCT-8细胞购买 于南京凯基生物科技发展有限公司。 1.2 实验动物

BALB/C-nu/nu裸小鼠(4~6周),雄性,体质 量17~21 g,共28只,购于上海斯莱克实验动物有限 公司,合格证号:SCXK(沪)2012-0002。饲养于福 建中医药大学实验动物中心屏障环境,饲料、饮水 机垫料、笼具均经高压蒸汽灭菌后使用。 1.3 实验药物

膈下逐瘀汤主方组成为:五灵脂、当归、牡 丹皮、赤芍、乌药、延胡索、甘草、香附、红 花、枳壳、川芎、桃仁等纯中药材,购于福建 省立医院,按照常规煎药方法水煎两次,合并 两次水煎药,浓缩至1 g/ml中药浓缩液。氟尿 嘧啶(5-Fu)、长春新碱(VCR)、依托泊苷 (VP-16)、顺铂(DDP)均购于福建省立医院。 1.4 实验试剂

RPMI 1640培养液、胰蛋白酶、胎牛血清、 MTT液购于美国Gibco公司。RT-PCR试剂盒购 于日本TaKaRa公司。MDR-1、β-actin引物由 GenBank数据库中获得基因序列:MDR1基因引 物序列为(扩增产物大小为:144 bp):上游引 物 5'-TCGCTGCTATTATCCATGGAACATT-3’, 下游引物5'-TGCTGATGATCAGAGTACTGTTGGG- 3 ’ ,内参照β - a c t i n 引物序列为( 扩增 产物大小为:157 bp):上游引物5' -GAGAGGGAAAATCGTGCGTGACA- 3’,下游引物 5'-ACCCAAGAAGGAAGGCTGGAAAC-3’。 1.5 实验方法 1.5.1 细胞培养

将人结肠腺癌耐药细胞HCT-8/5-Fu、敏感细 胞HCT-8用RPMI 1640培养液(含10%胎牛血清、 100 u/ml青霉素、100 μg/ml的链霉素)常规细胞培 养。耐药培养体系中加入终浓度为2.0 mg/L的5-Fu 以维持耐药细胞的耐药性。皮下接种前2周,耐药 细胞停用5-Fu,进行常规细胞培养。 1.5.2 MTT检测细胞耐药性

取对数生长期贴壁细胞 HCT-8、HCT-8/5-Fu, 0.25%胰酶消化、离心后,经细胞计数板计数后调 至1×105/ml的细胞悬液。接种于96孔培养板中,每 孔加入100 μl上述细胞悬液,孵育24 h后分别加入 5种不同浓度的VCR、5-Fu、DDP、VP-16四组化 疗药,每种化疗药设5个复孔,设不加化疗药物的 实验对照组和不加细胞的空白对照组。再次孵育 24 h,弃上清液,每孔再次加入10 μl 5 mg/ml MTT 液,孵育4 h。弃上清液,每孔加入100 μl DMSO, 均匀振荡10 min。用酶联仪OD570 nm处测各孔的 吸光值。计算抑制率、耐药倍数。SPSS16.0计算 药物半数抑制浓度(IC50),抑制率(%)=(对照组 OD值-实验组OD值)/对照组OD值×100%,耐药 倍数=耐药细胞IC50/敏感细胞IC501.5.3 裸鼠移植瘤模型的建立及给药

将对数生长期HCT-8/5-Fu细胞4×107/ml接种 于28只裸小鼠右腋下,12天后,肿块平均体积为 100 mm3,将上述裸鼠随机分为四组:对照组、 5-Fu组、膈下逐瘀汤组、膈下逐瘀汤+5-Fu组,四 组均每天给药1次,连续给药14天后颈椎脱臼处 死裸鼠,给药剂量及途径,见表 1。接种后第3、 6、9、12天、给药后第3、6、9、12天及处死,当 天用游标卡尺测量每组裸鼠移植瘤长径(a)、短径 (b),计算瘤体体积。肿瘤体积计算:V=a×b2/2。 末次给药24 h后,剥离瘤体组织。称瘤重,计算抑 瘤率。抑瘤率(%)=(对照组平均瘤重-实验组 平均瘤重)/对照组平均瘤重×100%。

表 1 各组给药方案 Table 1 Dosage regimen in each group
Notes: DSED: diaphragmatic sstasis expelling decoction
1.5.4 RT-PCR检测MDR-1 mRNA的表达

用 Trizol法提取移植瘤总RNA。内参照采用β-actin基 因,引物为根据Gibco公司说明书配置20 μl的反应 体系。采用1 μl进行PCR扩增。扩增条件为95℃预 变性5 min,95℃变性30 s,60℃退火30 s,72℃延 伸30 s,共35个循环,72℃再延伸5 min。扩增产物 大小为144 bp。取PCR扩增产物上样于2%琼脂糖凝 胶电泳(80V,3 min)。凝胶图像系统扫描成像, 扩增条带用Quantity One软件分析,用MDR-1与 β-actin灰度比值表示MDR-1基因表达水平。 1.6 统计学方法

采用SPSS16.0统计软件进行分析,计量资料用 均数±标准差(x±s)表示,组间比较采用单因素方 差分析,P<0.05为差异有统计学意义。 2 结果 2.1 耐药细胞HCT-8/5-Fu多药耐药性的确立

HCT-8/5-Fu细胞株具有多药耐药特性,5-Fu对 耐药细胞的耐药倍数41.94。见表 2。同时该耐药细 胞对结果不同、机制各异的化疗药VCR、DDP和 VP-16均产生不同程度的耐药性。符合肿瘤细胞对 一种化疗药产生耐药性后,对机制不同、结构各 异其他化疗药产生交叉耐药的特性。

表 2 HCT-8、HCT-8/5-Fu组细胞对化疗药物的敏感度(x±s) Table 2 Sensitivity to chemotherapy drugs in two groups(x±s)
2.2 各组瘤体的生长情况

裸鼠右腋下接种HCT-8/5-Fu,观察裸鼠接种部 位变化。刚接种时裸鼠接种部位肿胀,第三天可 看到米粒大小的小结节、质硬、可移动,肿块逐 日增大,与周围组织粘连,肿块表面可见丰富的 血管网分布。各组裸鼠肿瘤的生长曲线,见图 1

图 1 裸鼠肿瘤生长曲线 Figure 1 Growth curves of the tumor in nude mice
2.3 肿瘤抑制率

给药14天后颈椎脱臼处死裸鼠。剥取瘤组织 称瘤重,见表 3

表 3 各组裸鼠平均瘤重、抑瘤率(x±s) Table 3 Average tumor weight and inhibition rates in all groups(x±s)
Notes: a: P>0.05, compared with 5-Fu and DSED group; b: P<0.03, compared with control group
2.4 多药耐药基因MDR-1 mRNA表达情况

RT-PCR结果显示,与对照组、5-Fu组相比, 膈下逐瘀汤+5-Fu组及膈下逐瘀汤组裸鼠移植瘤中 MDR-1 mRNA表达量均显著降低(P<0.01),5-Fu 组MDR1 mRNA的表达与对照组之间差异无统计 学意义(P> 0.05),见图 2表 4

1: 5-Fu group; 2: DSED group; 3: control group; 4: DSED +5-Fu grouP</span> 图 2 RT-PCR检测瘤组织内MDR-1及β-actin的表达 Figure 2 Expression of MDR1 and β-actin in all groups detected by RT-PCR
表 4 各组裸鼠移植瘤MDR-1mRNA的相对表达量比较(x±s) Table 4 MDR-1mRNA expression in all groups of transplantation tumor in nude mice(x±s)
Notes: a: P<0.01, compared with control group; b: P>0.05, compared with control group
3 讨论

多药耐药是化疗失败的主要原因,肿瘤多药 耐药是指肿瘤细胞对一种抗肿瘤药产生耐药后, 同时对一些未接触过的结构和机制各异的抗肿瘤 药产生交叉耐药现象[6]。目前逆转MDR-1的化学药 物主要为针对MDR-1的编码产物P-gp的逆转剂, 共包括3代,第一代为环孢素、维拉帕米和奎尼丁 等。第二代主要有:右维拉帕米、右尼古地平、 Psc833和Vx710。第三代包括苯甲酰亚胺衍化物和环丙基二苯并环庚烷化物质等,此外还包括免疫逆 转MDR-1、基因技术逆转MDR-1、核酶逆转MDR 等逆转方法。这些逆转剂等因存在心脏毒性、肾脏 毒性、肝毒性、免疫功能抑制等不良反应而限制了 其临床应用[7]。中医药由于不良反应小而受到广大 学者的关注,现代分子生物学研究表明丹皮、姜黄 素、三七、毛冬青等[8-11]对耐药均有不同程度的逆 转作用。针对西药单体靶点单一的特点,我们力图 寻找多靶点、多途径、高效低毒的复方中药逆转化 疗耐药,提高化疗效果。

本实验先用MTT法检测耐5-Fu人结肠腺癌细 胞HCT-8/5-Fu的耐药性,结果显示,本细胞株对 5-Fu具有良好的耐药性,耐药倍数为41.94。通过 对DDP、VP-16、VCR的三种结构及机制不同的化 疗药进行耐药性分析,结果显示耐药细胞对三种 化疗药均产生不同程度的耐药性。符合肿瘤细胞 对一种化疗药产生耐药性后,对机制不同、结构 各异其他化疗药产生交叉耐药的特性[12],明确了 体外诱导人结肠耐药细胞HCT-8/5-Fu耐药性稳定 的特点。通过造模裸鼠耐药人结肠腺癌移植瘤, 药物干预后结果显示:膈下逐瘀汤+5-Fu组肿瘤抑 制率54.9%高于膈下逐瘀汤组及5-Fu组肿瘤抑制 率,差异具有统计学意义。而膈下逐瘀汤+5-Fu组 肿瘤抑制率与膈下逐瘀汤组相比,差异具有统计 学意义(P<0.01)。从而说明膈下逐瘀汤能够提 高化疗有效率,与化疗药合用对大肠癌耐药裸鼠 移植瘤生长具有抑制作用。

RT-PCR检测MDR-1 mRNA表达,结果发现,膈 下逐瘀汤+5-Fu组和膈下逐瘀汤组的逆转和翻译水 平显著下降,初步证实膈下逐瘀汤通过逆转MDR-1 基因的表达,增强肿瘤细胞对药物的敏感度。

综上所述,膈下逐瘀汤对大肠癌多药耐药裸鼠 移植瘤生长具有明显抑制作用,能够减缓肿瘤体 积的增长,抑制肿瘤生长,其机制可能为通过逆转 MDR-1的表达而提高肿瘤细胞对药物敏感度。但同 时,耐药问题与Bcl-2蛋白、肺耐药蛋白、谷胺甘肽 S转移酶(GSTs)、拓扑异构酶II(Topo II)等多种因 素有关,下一步我们将更加完善其他耐药指标的检 测,以进一步明确耐药机制及其发挥祖国医学逆转 恶性肿瘤耐药的临床应用。

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