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      淫羊藿苷調(diào)控急性淋巴細(xì)胞白血病PI3K/Akt信號(hào)傳導(dǎo)通路的實(shí)驗(yàn)研究*

      2018-06-26 10:30:28
      中國(guó)中醫(yī)急癥 2018年6期
      關(guān)鍵詞:淫羊藿苷白血病

      王 黎 柯 鴻

      (湖北醫(yī)藥學(xué)院附屬人民醫(yī)院,湖北 十堰 442000)

      急性淋巴細(xì)胞白血?。ˋLL)是一類起源于淋巴細(xì)胞的T系或B系細(xì)胞在骨髓內(nèi)異常分化和增生的惡性克隆性疾?。?]。這些異常增生的細(xì)胞可聚集于骨髓并抑制造血干細(xì)胞的正常造血功能,同時(shí),異常增生的原始細(xì)胞也可廣泛浸潤(rùn)至骨髓外的淋巴結(jié)、肝、脾、肺、腦膜、性腺等組織,如不及時(shí)采取有效的治療,約20%的兒童和70%的成人會(huì)短期內(nèi)死亡[2]。研究表明,磷脂酰肌醇 3-激酶(PI3K)/蛋白激酶 B(Akt)信號(hào)傳導(dǎo)通路參與多種細(xì)胞功能,包括轉(zhuǎn)錄、翻譯、細(xì)胞分化、細(xì)胞周期和細(xì)胞凋亡等[3]。同源性磷酸酶-張力蛋白(PTEN)為具有磷酸酶活性的抑癌基因,在細(xì)胞生長(zhǎng)信號(hào)通路中起重要作用,在急性淋巴細(xì)胞白血病中,PTEN沉默或突變失活會(huì)失去對(duì)PI3K/Akt信號(hào)傳導(dǎo)通路的抑制作用,造成去對(duì)信號(hào)傳導(dǎo)通路活化而引起下游的Akt磷酸化[4]。而持續(xù)活化的Akt通過磷酸化下游廣泛的靶點(diǎn)蛋白,進(jìn)而促進(jìn)細(xì)胞生長(zhǎng)或抑制細(xì)胞凋亡,并最終導(dǎo)致白血病細(xì)胞大量增生[5]。另有研究表明,淫羊藿苷具有抗腫瘤、促進(jìn)間充質(zhì)干細(xì)胞增殖及遷移等作用[6-7]。但這些實(shí)驗(yàn)結(jié)論大多采用體外細(xì)胞培養(yǎng)方面,而針對(duì)活體卻鮮有報(bào)導(dǎo),對(duì)與急性淋巴細(xì)胞白血病發(fā)病極其相關(guān)的去對(duì)信號(hào)傳導(dǎo)通路方面的研究幾無涉及。有鑒于此,本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)觀察了淫羊藿苷對(duì)急性淋巴細(xì)胞白血病細(xì)胞系L1210細(xì)胞去對(duì)信號(hào)傳導(dǎo)通路的影響,為臨床發(fā)掘治療急性淋巴細(xì)胞白血病的新藥提供實(shí)驗(yàn)參考?,F(xiàn)報(bào)告如下。

      1 材料與方法

      1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物

      SPF級(jí)DBA/2近交系小鼠60只,雌雄各半,8~10周齡,體質(zhì)量25.50~27.50 g。動(dòng)物購(gòu)于北京維通利華實(shí)驗(yàn)動(dòng)物技術(shù)有限公司,飼養(yǎng)和實(shí)驗(yàn)均在人民醫(yī)院實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心 ,動(dòng)物許可證號(hào):SYXK(鄂)2017-0031。

      1.2 藥物及試劑

      淫羊藿苷購(gòu)自成都瑞芬思生物科技有限公司;胎牛血清購(gòu)自賽默飛公司;RPMI-1640細(xì)胞培養(yǎng)基購(gòu)自上海冠導(dǎo)生物工程有限公司;B細(xì)胞淋巴瘤/白血病-2單克隆抗體(Bcl-2)、磷酸化蛋白激酶(p-Akt)、PTEN、Akt檢測(cè)試劑盒均購(gòu)自上海甄準(zhǔn)生物科技有限公司。急性淋巴細(xì)胞白血病細(xì)胞系L1210購(gòu)自上海爾頓生物科技有限公司。

      1.3 L1210細(xì)胞培養(yǎng)及調(diào)制

      將L1210細(xì)胞培養(yǎng)瓶移入超菌臺(tái),加RPMI-1640培養(yǎng)液培養(yǎng),待細(xì)胞長(zhǎng)滿瓶底后棄去培養(yǎng)液進(jìn)行傳代,用PBS液洗2次,向瓶底加2.0 mL胰蛋白酶液,在倒置顯微鏡下觀察細(xì)胞消化,待細(xì)胞大部分變圓后吸取胰蛋白酶,加6 mL含10%胎牛血清的RPMI-1640培養(yǎng)液輕輕吹打,使細(xì)胞成單個(gè)懸浮狀態(tài),轉(zhuǎn)移到含10%胎牛血清、100 mg/L鏈霉素和100 U/mL青霉素G的RPMI-1640培養(yǎng)基中培養(yǎng)。細(xì)胞培養(yǎng)條件:要求培養(yǎng)箱飽和濕度、37℃并通5%CO2,每2~4天加入30%體積的新鮮培養(yǎng)基。注射前收集對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期L1210細(xì)胞,1500 r/min離心5 min,棄去上清,用無血清的DMEM 重懸細(xì)胞,再次離心 5 min(1500 r/min),細(xì)胞計(jì)數(shù)后調(diào)制成1×107個(gè)/mL的細(xì)胞懸液。

      1.4 造模與分組

      參照文獻(xiàn)[8],取近交系DBA/2小鼠60只,將上述調(diào)制好的L1210細(xì)胞懸液,按每鼠0.1 mL劑量于右側(cè)腹部皮下注射以建立L1210白血病模型,1周后即可成模。然后將小鼠用數(shù)字表編號(hào)后隨機(jī)均分為模型對(duì)照組、陽性對(duì)照組、淫羊藿苷2.5 mL/kg組、淫羊藿苷5 mL/kg組和淫羊藿苷10 mL/kg組,每組12只。

      1.5 給藥方法

      5組小鼠均于皮下注射L1210細(xì)胞懸液1周后進(jìn)行相應(yīng)的干預(yù)性治療。其中淫羊藿苷2.5 mL/kg組、5 mL/kg組和10 mL/kg組分別灌胃給予相應(yīng)劑量的淫羊藿苷(8 mg/mL)治療,模型對(duì)照組灌胃0.9%氯化鈉注射液,陽性對(duì)照組按0.2 mL/kg的劑量灌胃PI3K/Akt抑制劑 LY294002(500 μmL/L)作對(duì)照。 均每日灌胃治療1次,共治療3周。

      1.6 標(biāo)本采集與檢測(cè)

      1.6.1 靜脈血血象檢測(cè) 斷尾取小鼠靜脈血約0.05 mL,采用人工計(jì)數(shù)法檢測(cè)白細(xì)胞計(jì)數(shù)及分類,包括L1210細(xì)胞、淋巴細(xì)胞、中性粒細(xì)胞、白細(xì)胞總數(shù)。

      1.6.2 Westem blot檢測(cè)Bcl-2及p-Akt蛋白表達(dá)取血后處死動(dòng)物,仔細(xì)摘取小鼠肝、脾,剪碎并制成組織勻漿液,采用Westem blot檢測(cè)Bcl-2及p-Akt蛋白表達(dá)。檢測(cè)時(shí)取上述標(biāo)本,用聚丙烯酰胺凝膠電泳、濕轉(zhuǎn)至硝酸纖維膜,用5%脫脂奶粉封閉,然后加一抗Bcl-2及p-Akt,4℃孵育,過夜后TBST洗滌3次,加二抗,室溫下?lián)u床孵育60 min,TBST洗滌7 min,滴加ECL發(fā)光液,避光反應(yīng)曝光5 min顯影,以β-actin為內(nèi)參,用Image J軟件分析上述凝膠電泳目標(biāo)條帶光密度值。

      1.6.3 RT-PCR檢測(cè)Akt和PTEN基因表達(dá) PCR擴(kuò)增引物序列用pfimer5軟件設(shè)計(jì),標(biāo)本總RNA用RNA抽提試劑盒一步法提取,并以β-actin為內(nèi)參,PCR擴(kuò)增后進(jìn)行半定量分析。其中Akt上游引物:5′-CAGG AATCCAAATGCAGGGGTA-3′。 下游引物:5′-ATCGGACGAAACATCGGTA-3′。 β-actin 上游引物:5′-CACAAAGGGCATGGAAAGATGTC-3′。 下游引物:5′-AC CTACGGGATGGTAACGCGATC-3′。 擴(kuò)增長(zhǎng)度 260 bp;PTEN 上游引物:5′-ACCCAAATACCCGGTCCTA-3′。下游引物 5′-GCTAAGCCTCATGGACC′GACG-3′:擴(kuò)增長(zhǎng)度 270 bp;β-actin 上游引物:5′-CCAGCCACCGACCAGAAGTGAC-3′,下游引物:5′-AGCCTACCTAA TGGTCCCGCAAGAC-3′。擴(kuò)增條件:94 ℃預(yù)變性 5 min;然后94℃變性30 s;56℃退火30 s;72℃延伸1 min,35個(gè)循環(huán);72℃延伸10 min,取10 μL PCR產(chǎn)物于1.5%瓊脂糖凝膠電泳,Bio-Rad凝膠成像系統(tǒng)掃描,以目的基因灰度值/β-actin灰度值之比值表示相應(yīng)基因的OD值。

      1.7 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

      應(yīng)用SPSS17.0統(tǒng)計(jì)軟件。計(jì)量資料以(±s)表示,多組間比較采用單因素方差分析,組間兩兩比較采用配對(duì)t檢驗(yàn)。檢驗(yàn)水準(zhǔn)為0.05。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

      2 結(jié) 果

      2.1 各組小鼠存活數(shù)、體質(zhì)量、肝脾質(zhì)量和皮下瘤質(zhì)量比較

      見表1。在治療前,5組小鼠均長(zhǎng)有皮下瘤,至治療結(jié)束時(shí),陽性對(duì)照組小鼠存活數(shù)、體質(zhì)量、肝脾和皮下瘤質(zhì)量與模型對(duì)照組比較(P<0.05)。2.5 mL/kg組、5 mL/kg組和10 mL/kg組小鼠存活數(shù)、體質(zhì)量、肝脾和皮下瘤重與模型對(duì)照組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 (P<0.05)。3個(gè)淫羊藿苷組組間比較無差異統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。

      表1 各組小鼠存活數(shù)、體質(zhì)量、肝脾和皮下瘤質(zhì)量比較(±s)

      表1 各組小鼠存活數(shù)、體質(zhì)量、肝脾和皮下瘤質(zhì)量比較(±s)

      與模型對(duì)照組比較,*P<0.05。

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      2.2 各組小鼠尾靜脈血細(xì)胞分類及血象比較

      見表2。經(jīng)FCM檢測(cè),陽性對(duì)照組小鼠尾靜脈血細(xì)胞淋巴細(xì)胞、白細(xì)胞和L1210細(xì)胞總數(shù)均明顯降低,而中性粒細(xì)胞升高,與模型對(duì)照組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。淫羊藿苷2.5 mL/kg組、淫羊藿苷5 mL/kg組和淫羊藿苷10 mL/kg組小鼠尾靜脈血細(xì)胞淋巴細(xì)胞、白細(xì)胞和L1210細(xì)胞總數(shù)均明顯降低,而中性粒細(xì)胞升高,與模型對(duì)照組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。且上述指標(biāo)中,5 mL/kg組與 2.5 mL/kg組比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);淫羊藿苷10 mL/kg與淫羊藿苷5 mL/kg組和淫羊藿苷2.5 mL/kg組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。

      表2 各組小鼠尾靜脈血細(xì)胞分類及血象比較(±s)

      表2 各組小鼠尾靜脈血細(xì)胞分類及血象比較(±s)

      與模型對(duì)照組比較,*P<0.05;與淫羊藿苷2.5 mL/kg組比較,△P<0.05;與淫羊藿苷5 mL/kg組比較,▲P<0.05。 下同。

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      2.3 各組小鼠Bcl-2及p-Akt蛋白表達(dá)相對(duì)表達(dá)量的比較

      見表3。模型對(duì)照組Bcl-2及p-Akt蛋白高表達(dá)。而陽性對(duì)照組和淫羊藿苷2.5 mL/kg組、5 mL/kg組和10 mL/kg組Bcl-2及p-Akt蛋白明顯降低表,與模型對(duì)照組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 (P<0.05)。淫羊藿苷2.5 mL/kg組、5 mL/kg組和10 mL/kg組Bcl-2及p-Akt蛋白呈劑量依賴性,淫羊藿苷5 mL/kg組與2.5mL/kg組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);淫羊藿苷10 mL/kg與5 mL/kg組與2.5 mL/kg組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。

      表3 各組小鼠Bcl-2及p-Akt蛋白表達(dá)相對(duì)表達(dá)量比較(β-actin,±s)

      表3 各組小鼠Bcl-2及p-Akt蛋白表達(dá)相對(duì)表達(dá)量比較(β-actin,±s)

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      2.4 淫羊藿苷對(duì)PTEN mRNA和Akt mRNA蛋白相對(duì)表達(dá)量的比較

      見表4。與模型對(duì)照組比較,陽性對(duì)照組和淫羊藿苷2.5 mL/kg組、5 mL/kg組和 10 mL/kg組 Akt mRNA蛋白表達(dá)水平顯著降低,PTEN mRNA則高表達(dá) (P<0.05)。淫羊藿苷2.5 mL/kg組、5 mL/kg組和10 mL/kg組PTEN mRNA和Akt mRNA蛋白呈劑量依賴性,淫羊藿苷5 mL/kg組與2.5 mL/kg組比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);淫羊藿苷10 mL/kg與5 mL/kg組和2.5 mL/kg組比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。

      表4 各組小鼠PTEN mRNA和Akt mRNA蛋白相對(duì)表達(dá)量比較(%,±s)

      表4 各組小鼠PTEN mRNA和Akt mRNA蛋白相對(duì)表達(dá)量比較(%,±s)

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      3 討 論

      PI3K/Akt信號(hào)傳導(dǎo)通路在機(jī)體生理功能中,作為經(jīng)典信號(hào)通路之一,除可介導(dǎo)正常細(xì)胞的生長(zhǎng)和存活,在淋巴瘤、急性淋巴細(xì)胞白血病等細(xì)胞增殖及凋亡方面起關(guān)鍵作用[9]。研究表明,被激活PI3K/Akt信號(hào)傳導(dǎo)通路會(huì)促使下游Akt磷酸化(p-Akt),而p-Akt通過誘導(dǎo)磷酸化凋亡調(diào)節(jié)蛋白和抗凋亡蛋白表達(dá)并間接產(chǎn)生抗細(xì)胞凋亡作用[10]。因此,尋找抑制PI3K/Akt信號(hào)通路的中藥有一定的研究意義。

      在本研究中,2.5 mL/kg組、5 mL/kg組和10 mL/kg組小鼠肝、脾組織Bcl-2、p-Akt蛋白和AKT mRNA蛋白表達(dá)水平顯著降低,PTEN蛋白和PTEN mRNA則高表達(dá),且這種作用呈劑量依賴性。Akt主要分布于細(xì)胞內(nèi)核、線粒體、微粒體和胞液中,在細(xì)胞存活和凋亡中起重要作用,因該激酶被證明是反轉(zhuǎn)錄病毒基因v-Akt的編碼產(chǎn)物,故又稱 Akt[11]。PTEN 為新發(fā)現(xiàn)的重要的抑癌基因,PTEN為脂質(zhì)磷酸酶及蛋白磷酸酶的活化酶,具有拮抗酪氨酸激酶的作用,在Akt磷酸化的過程中發(fā)揮抑制作用,從而產(chǎn)生抑制腫瘤生長(zhǎng)和侵襲效應(yīng)[12]。 另外,在 PI3K/Akt信號(hào)傳導(dǎo)通路中,PI3K 可通過激活A(yù)kt來調(diào)節(jié)細(xì)胞生長(zhǎng)周期及細(xì)胞遷移、代謝,而PTEN基因低表達(dá)能激活PI3K/Akt信號(hào)傳導(dǎo)通路,造成細(xì)胞凋亡衰減現(xiàn)象[13]。臨床檢測(cè)表明,兒童AmL的骨髓標(biāo)本中PTEN蛋白表達(dá)缺失,從本實(shí)驗(yàn)結(jié)果來看,淫羊藿苷吸收后可調(diào)節(jié)PTEN的活性,提高其蛋白表達(dá),高表達(dá)的PTEN可通過拮抗酪氨酸激酶而降低Akt磷酸化,從而發(fā)揮抑制腫瘤的生長(zhǎng)和侵襲作用[14]。Bcl-2為白血病凋亡相關(guān)基因,受PTEN調(diào)控,在腫瘤細(xì)胞凋亡相關(guān)傳導(dǎo)通路中,主要通過高表達(dá)的PTEN下調(diào)Bcl-2基因表達(dá)來實(shí)現(xiàn)[15]。在本實(shí)驗(yàn)中,小鼠肝、脾組織Bcl-2表達(dá)下調(diào)可能是通過PTEN下調(diào)Bcl-2基因表達(dá)來實(shí)現(xiàn)腫瘤細(xì)胞凋亡作用,而淫羊藿苷明顯提高PTEN蛋白及其基因表達(dá),證實(shí)淫羊藿苷是通過影響PI3K/Akt信號(hào)通路來實(shí)現(xiàn)對(duì)急性淋巴細(xì)胞白血病細(xì)胞系L1210細(xì)胞增殖的抑制作用。

      另外,與模型對(duì)照組比較,2.5 mL/kg組、5 mL/kg組和10 mL/kg組尾靜脈血細(xì)胞淋巴細(xì)胞、白細(xì)胞和L1210細(xì)胞總數(shù)均明顯降低,而中性粒細(xì)胞升高,至治療結(jié)束時(shí)3中藥組小鼠存活數(shù)、體質(zhì)量、肝脾和皮下瘤質(zhì)量與模型對(duì)照組比較差異均有統(tǒng)計(jì)意義(P<0.05)。這一結(jié)果證實(shí)淫羊藿苷具有肯定的抗急性淋巴細(xì)胞白血病細(xì)胞系L1210細(xì)胞作用。同時(shí),為證實(shí)淫羊藿苷對(duì)PI3K/Akt信號(hào)通路的抑制作用,本實(shí)驗(yàn)還用PI3K/Akt抑制劑LY294002作為陽性對(duì)照組。LY294002為PI3K/Akt信號(hào)傳導(dǎo)通路抑制劑,可通過阻斷PI3K/Akt信號(hào)傳導(dǎo)通路來實(shí)現(xiàn)抑制多種腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)、侵襲和轉(zhuǎn)移[16-17]。在本實(shí)驗(yàn)中,陽性對(duì)照組對(duì) PI3K/Akt信號(hào)傳導(dǎo)通路產(chǎn)生明顯的抑制作用,而淫羊藿苷2.5 mL/kg組、5 mL/kg組和10 mL/kg組均產(chǎn)生與陽性對(duì)照組相同的作用,這種作用雖然沒有LY294002的作用強(qiáng),但在本觀察中,這一作用所檢測(cè)到所有相關(guān)指標(biāo)均與模型對(duì)照組有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異,這進(jìn)一步證實(shí)淫羊藿苷也具有抑制PI3K/Akt信號(hào)傳導(dǎo)通路的藥理作用,且在實(shí)驗(yàn)中這種作用呈劑量依賴性。

      綜上所述,淫羊藿苷呈劑量依賴性地阻斷PI3K/Akt信號(hào)傳導(dǎo)通路而實(shí)現(xiàn)抑制L1210細(xì)胞增殖效應(yīng),這一結(jié)果為后期開發(fā)治療急性淋巴細(xì)胞白血病的新藥提供了一定的活體實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

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