肿瘤防治研究  2014, Vol. 41 Issue (11): 1200-1204
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

宋妮,周京旭,林丽珠. 2014.
SONG Ni,ZHOU Jingxu,LIN Lizhu. 2014.
益气除痰方对A549细胞增殖抑制并诱导凋亡的研究
Yiqi Chutan Decoction Inhibits Proliferation and Induces Apoptosis of A549 Cells
肿瘤防治研究, 2014, 41(11): 1200-1204
Cancer Research on Prevention and Treatment, 2014, 41 (11): 1200-1204
http://www.zlfzyj.com/CN/10.3971/j.issn.1000-8578.2014.11.042

文章历史

收稿日期:2013-08-20
修回日期:2014-01-24
益气除痰方对A549细胞增殖抑制并诱导凋亡的研究
宋妮1, 周京旭2, 林丽珠2    
1.510507 广州,武警广东省总队医院肿瘤
2.510405 广州,广州中医药大学第一附属医院肿瘤科
摘要目的 研究益气除痰方含药血清对肺腺癌A549细胞的增殖抑制作用和诱导凋亡的影响。方 法 益气除痰方汤剂给大鼠灌胃,制备含药血清;通过MTT比色法观察A549细胞增殖,并确定血清 添加量;通过琼脂糖凝胶电泳和流式细胞仪检测A549细胞凋亡。结果 益气除痰方含药血清对A549 细胞活性具有抑制性,且有时间和浓度依赖性,与空白组比较差异有统计学意义(P<0.05),最终 确定10%、20%、30%为实验浓度;琼脂糖凝胶电泳中高剂量组及阳性组可见明显凋亡DNA Ladder 条带,而阴性组、低剂量组、中剂量组均未明显特征性凋亡条带出现;流式细胞仪检测结果提示中 低、中、高剂量组、阳性组中A549细胞凋亡率分别为(8.40±1.67)%、(15.80±2.95)%、(27.4± 0.96)%、(39.00±1.11)%,均高于阴性组,与阴性组比较差异有统计学意义(P<0.01)。结论 益 气除痰方含药血清对A549细胞具有明显的抑制增殖和诱导凋亡的作用。
关键词益气除痰方     含药血清     增殖     凋亡    
Yiqi Chutan Decoction Inhibits Proliferation and Induces Apoptosis of A549 Cells
SONG Ni1, ZHOU Jingxu2, LIN Lizhu2    
1.Department of Oncology, Guangdong Provincial Corps Hospital of Armed Police, Guangzhou 510507,China
2.The First Affiliated Hospital of Guangzhou University of Chinese Medicine, Guangzhou 510405, China
AbstractObjective To investigate the effect of medicated serum of Yiqi Chutan Decoction on the proliferation and apoptosis of human lung carcinoma cells A549. Methods Rats were given Yiqi Chutan Decoction by gavage to get serum containing herb. The proliferation of A549 cells were detected by MTT assay, and the additive amount of serum was determined. The apoptosis of A549 cells was observed by agarose gel electrophoresis and flow cytometry. Results Medicated serum of Yiqi Chutan Decoction could inhibit the activity of A549 cells in a time and concentration dependent manner, with significant difference compared with the blank group (P<0.05). Final concentrations of serum for the experiment were 10% (low dose), 20% (medium dose), and 30% (high dose). Agarose gel electrophoresis results showed obvious apoptotic DNA Ladder bands were found in medium and high dose groups and positive group, while no obvious apoptotic DNA Ladder bands was found in negative group, low or medium dose group. FCM showed the apoptosis of A549 cells in low, medium, high dose groups and positive group were (8.40 ± 1.67)%, (15.80 ± 2.95)%, (27.4 ± 0.96)% and (39.00 ± 1.11)%, which were all higher than that in negative group (P<0.01). Conclusion Medicated serum of Yiqi Chutan Decoction could inhibit the proliferation and induce the apoptosis of A549 cells.
Key words: Yiqi Chutan Decoction     Medicated serum     Proliferation     Apoptosis    
0 引言

益气除痰方由党参、法夏、白术、云苓、栝 蒌皮、鱼腥草、露蜂房、枳实等组成。君药为党 参、半夏益气健脾化痰;臣药白术、云苓健脾化 痰,鱼腥草清热化痰,露蜂房消积化痰;佐药枳 实破气行痰消积;使药栝蒌皮化痰理气宽胸;各 药作用共发挥益气健脾、宣肺化痰等功效。在前 期临床研究[1]中已发现该方加减用于中晚期老年非 小细胞肺癌患者可显著延长中位生存期至13月, 具有一定的临床疗效。本文采用血清药理学方法 进一步研究其抗肿瘤作用机制。

1 材料与方法 1.1 材料 1.1.1 实验动物

SPF级SD大鼠30只,150~180 g, 雌雄各半,动物质量合格证号:0045100,许可证 号:SCXK(粤)2006~0015,由南方医科大学实 验动物中心提供;饲养于广州中医药大学第一附 属医院实验中心,实验动物使用许可证号:SYXK (粤)2008-0092。

1.1.2 药物与试剂

中药材购自广州中医药大学第 一附属医院门诊部;RPMI1640培养液购自Gibco公 司;MTT [溴化-3(4,5-二甲基-2-噻唑基-2,5-二苯 基四氮唑丁)] (以三蒸水配制成5 mg/ml浓度)、 二甲基亚枫(DMSO)和PI染液购自Sigma公司; 顺铂注射液购自南京制药厂有限公司(批号: 20071105)。

1.1.3 细胞株

人肺腺癌A549细胞株由南方医科 大学惠赠。将肺腺癌A549细胞接种于含10%灭活 新生小牛血清的RPMI1640培养液中,置培养箱于 5%CO2、37℃、100%湿度条件下培养传代,取对 数生长期细胞进行实验。

1.2 方法 1.2.1 益气除痰方汤剂的制备

按益气除痰方组 成准确称取各药材,以纯净水浸泡中药高出药面 约3 cm,浸泡约30 min,按常规煎煮三次[2],将所 有的药液混合后于文火煎煮,浓缩制成每毫升含 有1.5 g生药材的汤剂。分装后4℃保存。

1.2.2 益气除痰方含药血清的制备

(1)灌胃量 计算: 根据粗略估算法[3],给予益气除痰方药量= 70×0.018×5×10g/(kg·d)=63g/(kg·d)(相当于成 人用药剂量的10倍),灌胃量=42 ml/(kg·d)。 (2)分组及给药: 大鼠标号、称重、随机分两组: 益气除痰方药物组和阴性对照组。益气除痰方药物 组灌胃益气除痰方汤剂,阴性对照组灌胃0.9%氯化 钠溶液。每天剂量分两次灌胃,间隔约8 h,连续 灌胃5天[4],第4天晚上开始禁食不禁水,于末次灌 胃后1 h取血;3%戊巴比妥钠麻醉,腹主动脉取血。 (3)血清制备: 将血液置于消过毒的离心管中,做 好标记。室温下静置2~3 h后以3 000 r/min离心10~15 min,分离血清,将同组血清混合;56℃灭活30 min;过滤灭菌;分装后于-20℃冰箱保存备用。

1.2.3 MTT法测定益气除痰方含药血清对A549细 胞增殖的抑制作用并确定血清添加量

(1)接 种、培养细胞 取对数生长期细胞制备成单个细 胞悬液,以每孔1 000个细胞接种于96孔培养板, 分10组,每组设四个复孔,每孔体积200 μl;共 3块96孔培养板。放入37℃、5%CO2培养箱中培 养,24 h观察A549细胞贴壁后,吸掉培养液,分 别加入空白对照组(35%新牛血清)、阴性对照 组(35%大鼠未加药物处理血清)、5%、10%、 15%、20%、25%、30%、35%(益气除痰方含药 血清)、3 μg/ml DDP(阳性对照组),各组分别设 四个复孔,继续培养。(2)呈色、比色 分别培 养24、48、72 h后,吸掉培养液,各孔加入无血 清RPMI1640培养液40 μl+MTT溶液10 μl,37℃孵 育3 h,终止培养,弃孔内培养液,每孔加入150 μl DMSO,振荡10 min。选择490 nm波长,酶联免 疫检测仪测定各孔光吸收值,记录结果。并按照 下列公式计算细胞活性(%):细胞活性=T/D× 100%(T:各测定孔细胞的光吸收值;D:对照孔 细胞的平均光吸收值)

1.2.4 琼脂糖凝胶电泳

收集经过阴性血清、10% (低剂量)、20%(中剂量)、30%(高剂量)含 药血清及阳性对照处理的细胞,提取DNA(试剂 盒),定量后制备胶板,将琼脂糖溶液倒入电泳 支架上,放上梳子,梳子离开电泳支架底部1 mm 左右。待凝胶凝聚后,小心拔去梳子,将支架放 入装有电极缓冲液(1×TBE Buffer)的电泳槽中, 各孔加2 μl溴酚蓝和7 μl DNA样品,点样端朝负 极,通电,电压为80 V。至溴酚蓝移到距边3 cm 处停止电泳,取出凝胶,紫外灯下检测。

1.2.5 流式细胞仪(PI单染法)检测细胞凋亡

设 置含药血清培养浓度,经过阴性血清、10%(低 剂量)、20%(中剂量)、30%(高剂量)含药血 清及阳性对照处理后,收集细胞,计数,调整细 胞浓度为每毫升1×106。取1 ml细胞,1 000 r/min, 4℃离心5 min,弃上清液。PBS清洗两次后,70% 乙醇固定过夜。1周之内检测,检测前4℃条件下 PBS清洗,加入PI染液1 ml,避光30 min。流式 细胞仪上机检测,记录激发波长488 nm处红色 荧光,细胞凋亡时,G1期前出现亚二倍体峰(凋 亡峰)。

2 结果 2.1 益气除痰方含药血清对A549细胞体外生长的 抑制作用

倒置显微镜下观察空白组、阴性组、不同含 药血清组及阳性组各孔细胞生长及形态变化。24 h 除阳性组外,其余各组细胞形态变化不明显,经 顺铂处理的阳性组细胞缩小、包膜完整;48、72 h 时观察25%、30%、35%含药血清组细胞形态发生变化,细胞呈空泡状改变,且随着浓度的增高, 状态更差,但是细胞在数量上是增多的,阳性组 细胞缩小的数量增加,总体数量增多不明显。益 气除痰方含药血清及阳性组对A549细胞活性的影 响,以其空白组细胞活性为参考标准,实验结果 显示:含药血清对A549细胞活性具有抑制作用, 且时间和血清浓度对细胞的生长有显著的影响 (Univariate分析P均小于0.01),见表 1,并最终 确定10%、20%、30%含药血清为实验浓度。

表 1 益气除痰方含药血清对A549细胞体外生长的抑制作 用 (x±s) Table 1 Inhibition of medicated serum of Yiqi Chutan Decoction on the growth of A549 cells in vitro(x±s)
2.2 益气除痰方含药血清诱导A549细胞凋亡的作用 2.2.1 琼脂糖凝胶电泳后紫外线下观测并拍照, 可见高剂量组及阳性组可见明显凋亡DNA Ladder 条带,见图 1,而阴性组、低剂量组、中剂量组均 未明显特征性凋亡条带出现,定性说明益气除痰 方含药血清可诱导A549细胞凋亡。
0: Negative; 1: Low dose; 2: Medium dose; 3: High dose; 4:Positive; 5: DNA marker 图 1 A549细胞DNA琼脂糖凝胶电泳图 Figure 1 Agarose gel electrophoresis of A549 cell DNA
2.2.2 PI单染流式细胞仪检测结果提示益气除痰方 含药血清可诱导A549细胞凋亡,各浓度组均可见 明显凋亡峰,且具有浓度依赖性,见表 2图 2
表 2 益气除痰方含药血清对A549细胞凋亡率的影响(x±s) Table 2 Effect of medicated serum of Yiqi Chutan Decoction on apoptosis of A549 cells (x±s)

A: blank group (1.23±0.42)%; B: negative group(1.30±0.30)%; C: low dose group(8.40±1.67)%; D:medium dose group(15.80±2.95)%; E: high dose group(27.4±0.96)%; F: positive group(39.00±1.11)% 图 2 流式细胞仪检测A548细胞凋亡 Figure 2 Apoptosis of A548 cells detected by flow cytometry
3 讨论

肺癌为有形之块,中医以“积”“癥”名之。肺 癌是在机体气血阴阳等物质匮乏的基础上,或因 禀赋、或因六淫、或因饮食、或因邪毒,导致脏 腑经络功能失调,肺失宣降,气机不利,血行瘀 滞,津液不布,生成瘀血痰浊等病理产物,通过 邪正斗争的矛盾运动,邪胜正衰而成,是一种全 身属虚,局部属实的疾病。中晚期肺癌证型具有 多样性和复杂性,一系列对中晚期肺癌证型的调 查研究显示:在各证型中以气虚为主的兼挟证最 多[1],气虚、脾虚痰湿证常见证型之一[5, 6, 7]。《难 经》说:“损其肺者,益其气……”。周岱翰教 授、林丽珠教授在长期的临床实践中确立益气除 痰法为中晚期肺癌的治疗大法,并进行了相关 临床研究[1],结果提示益气化痰法可使Ⅲ、Ⅳ期 NSCLC的中位生存期达到9月,与化疗配合应用 可达到12月,是晚期非小细胞肺癌的一种有效疗 法。其中,脾虚痰湿型患者中位生存期达到13 月,有可能进一步提高疗效。并有研究[8, 9, 10]提示其 可以改善中晚期非小细胞肺癌患者的生存质量, 减轻化疗的不良反应。

“药物血清”的概念最早于80年代由日本昭和药 科大学田代真一教授提出[11]。所谓“药物血清”,是 指给动物或人服用一定量的药物后。经过一定的 时间采血所获得的血清,以模拟并试图替代药物 本身而供实验研究使用的一种非单体药物药理研 究的方法。近20余年,该方法在中药基础研究中 发挥着重要的作用。但目前,该方法在国内还没有 统一的规范方法,其中很多细节问题需要解决。

在本实验中,根据相关文献报道[4, 12],选用大 鼠作为含药血清的供体,并以整体模型动物的有 效剂量(为临床成人剂量的10倍量)给药,并连续 给药5天,使药物达到稳定的血药浓度。取血后置于56℃灭活血清,去除血清中存在的补体,减少对 实验的影响。但血清成分复杂,不可控的影响因素 很多,血清本身固有的活性成分常影响实验结果, 缺乏除去影响因素的理想措施[13]。故本实验设计空 白对照组(新生牛血清)与阴性对照组(大鼠空白 血清),以排除大鼠血清自身因素引起的干扰。

MTT比色实验中[14],在一定细胞数范围内, MTT结晶形成的量(光吸收值)与细胞数成正 比。利用此原理测定空白组、阴性组及不同浓度 含药血清处理组在适宜条件下培养后光吸收值变 化,以空白组光吸收值为基准,算出各组相对 量,以此来表示各实验组的细胞活性,据此建立 MTT法用于检测药物对细胞增殖的抑制作用。通 过本实验数据分析发现,益气除痰方含药血清对 肺腺癌A549细胞增殖具有抑制作用,具有明显的 剂量依赖性,高剂量组效果相对较好,但是,血 清浓度过高本身对细胞生长具有影响,35%含药 血清组对细胞生长的影响不稳定,故最终确定了 10%、20%、30%为实验浓度。琼脂糖凝胶电泳试 验可对分离的DNA进行检测,该研究中琼脂糖凝 胶电泳提示高剂量组及阳性组均可见明显的DNA Ladder条带,而阴性组及低、中剂量组均未见明显 条带,说明益气除痰方含药血清达到一定浓度后 可诱导A549细胞凋亡,而中、低剂量组未见凋亡 条带,可能因含药血清浓度低,无法诱导凋亡, 或者细胞凋亡数量较少有关。细胞凋亡在机体的 胚胎发育、组织修复、内环境的稳定等方面起着 十分重要的作用。Propidium iodide(PI)是一种核 酸染料,它不能透过完整的细胞膜,但在凋亡中 晚期的细胞和死细胞,PI能够透过细胞膜而使细 胞核红染。PI单染法中,测定不同处理的实验组 的细胞凋亡率经单因素方差分析统计后,差异有 统计学意义(P<0.05);不同浓度含药血清组之 间凋亡率比较差异有统计学意义(P<0.05),表 现为明显的剂量依赖关系;但各组与阳性组比较 差异有统计学意义(P<0.05)。

实验以顺铂为阳性对照组,其诱导凋亡作用 较中药组明显,考虑与体外实验与体内实验具有 差异、含药血清中药物浓度难以确定、化疗药物 直接作用比较强等因素相关。

综上所述,本实验研究采用含药血清体外培 养的方法证实了益气除痰方对A549细胞具有明显 的抑制增殖和诱导凋亡的作用,但其作用机制尚 需进一步的研究。

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