本發(fā)明屬醫(yī)藥技術(shù)領(lǐng)域,涉及中藥制劑蟾毒靈新的藥用用途,具體涉及蟾毒靈在制備靶向抑制胰腺癌干細(xì)胞制劑中的用途,所述的制劑抑制腫瘤干細(xì)胞自我更新,逆轉(zhuǎn)胰腺癌的耐藥。
背景技術(shù):
現(xiàn)有技術(shù)公開了胰腺癌作為腫瘤患者死亡原因的第四位,5年生存率僅為5%,調(diào)查顯示胰腺癌患者中大部分在發(fā)現(xiàn)時已失去手術(shù)機會,即使其中部分患者有機會接受手術(shù)治療,但仍有大部分患者會出現(xiàn)局部病灶復(fù)發(fā)或轉(zhuǎn)移。因此,尋求新的治療策略以抑制胰腺癌的發(fā)生發(fā)展顯得十分必要。有研究公開了腫瘤干細(xì)胞在腫瘤的發(fā)生發(fā)展中起重要作用;研究顯示,在胰腺癌中,約有0.2%-0.8%的腫瘤細(xì)胞屬于腫瘤干細(xì)胞,其在胰腺癌細(xì)胞生長、侵襲轉(zhuǎn)移和復(fù)發(fā)中扮演關(guān)鍵角色;有研究發(fā)現(xiàn)在胰腺癌干細(xì)胞中,cd44、cd24和esa有明顯的表達上調(diào);然而,目前臨床實踐中尚無有效的藥物能抑制胰腺癌干細(xì)胞的分布。
蟾毒靈是從中醫(yī)藥蟾酥中提取的一種強心苷類藥,研究顯示,蟾毒靈具有明顯的抗肝癌,肺癌,前列腺癌等癌癥,廣泛應(yīng)用于臨床抗腫瘤的治療;迄今,未見蟾毒靈抑制胰腺癌干細(xì)胞的報道。
2007年li等首次報道了胰腺癌csc的分離和鑒定,他們將手術(shù)獲得的人胰腺癌標(biāo)本分離出了一類表型為cd44+cd24+esa+的癌細(xì)胞,成瘤率高達50%,比cd44-cd24-esa-癌細(xì)胞致瘤能力至少提高了100倍,證實了胰腺癌腫瘤干細(xì)胞的存在。目前流式細(xì)胞分選系統(tǒng)是比較成熟和公認(rèn)的胰腺csc分離方法,其中,將人胰腺癌sw1990/gem耐藥細(xì)胞株制備成單細(xì)胞懸液,加入cd44+cd24+esa+相應(yīng)的熒光標(biāo)記抗體孵育后,流式細(xì)胞分離系統(tǒng)分選胰腺癌csc;裸鼠腫瘤移植實驗是較理想的鑒定腫瘤干細(xì)胞體內(nèi)增殖能力的方法,有研究經(jīng)nod/scid鼠成瘤實驗表明,cd44+cd24+esa+細(xì)胞較陰性細(xì)胞具有更強的成瘤能力,且能分化出cd44+cd24+esa+亞群細(xì)胞,表明胰腺癌中cd44+cd24+esa+亞群細(xì)胞具有自我更新和分化的干細(xì)胞樣特性;有研究通過體外實驗,顯示無血清懸浮培養(yǎng)法培養(yǎng)sw1990/gem細(xì)胞株成球率低。
基于現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ),本申請的發(fā)明人擬提供中藥制劑蟾毒靈新的藥用用途,具體涉及蟾毒靈在制備靶向抑制胰腺癌干細(xì)胞制劑中的用途,該制劑能抑制腫瘤干細(xì)胞自我更新,達到逆轉(zhuǎn)胰腺癌的耐藥狀況。
與本發(fā)明相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)有:
1.pandols,gukovskayaa,edderkaouim,dawsond,eiblg,lugeaa.epidemiology,riskfactors,andthepromotionofpancreaticcancer:roleofthestellatecell.jgastroenterolhepatol2:127-134,2012.
2.onkendie.o.,boostroms.y.,sarrm.g.15-yearexperiencewithsurgicaltreatmentofduodenalcarcinoma:acomparisonofperiampullaryandextra-ampullaryduodenalcarcinomas.jgastrointestsurg16:682-69,2012.
3.liy,kongd,ahmada,baob,sarkarfh.pancreaticcancerstemcells:emergingtargetfordesigningnoveltherapy.cancerlett338:94-100,2013.
4.lic,heidtdg,dalerbap,burantcf,zhangl,adsayv,wicham,clarkemf,simeonedm.identificationofpancreaticcancerstemcells.cancerres67:1030-1037,2007.。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷與不足,提供中藥制劑蟾毒靈新的藥用用途,具體涉及蟾毒靈在制備靶向抑制胰腺癌干細(xì)胞制劑中的用途,該制劑能抑制腫瘤干細(xì)胞自我更新,達到逆轉(zhuǎn)胰腺癌的耐藥狀況。
本發(fā)明還提供了采用無血清懸浮培養(yǎng)法培養(yǎng)miapaca2/gem,獲得較高的干細(xì)胞球比例的方法。
本發(fā)明進行了體外實驗和體內(nèi)試驗,實驗結(jié)果顯示,所述的蟾毒靈能抑制胰腺癌耐藥細(xì)胞系的干細(xì)胞球形成比例,以及蟾毒靈可明顯抑制miapaca2/gem移植瘤裸小鼠的腫瘤生長;以及抑制胰腺癌miapaca2/gem裸小鼠皮下移植瘤體內(nèi)的轉(zhuǎn)移,以及抑制移植瘤組織腫瘤干細(xì)胞標(biāo)記蛋白的表達和影響hedgehog信號通路相關(guān)蛋白的表達。
本發(fā)明從腫瘤干細(xì)胞角度,經(jīng)試驗表明了蟾毒靈可抑制胰腺癌耐藥細(xì)胞系miapaca2/gem中腫瘤干細(xì)胞的比例,在一定程度上證實了蟾毒靈抗胰腺癌的潛在機制,所述實驗結(jié)果不但為研發(fā)有效抗胰腺癌藥物提供了科學(xué)的實驗依據(jù),而且為蟾毒靈進入臨床應(yīng)用提供了重要的實驗基礎(chǔ)。
本發(fā)明的目地通過下述技術(shù)方案實現(xiàn),
1)采用無血清懸浮培養(yǎng)法培養(yǎng)miapaca2/gem,獲得較高的干細(xì)胞球比例,利于后續(xù)實驗;
2)采用體內(nèi)外試驗明確蟾毒靈對胰腺癌干細(xì)胞表達率的影響;
3)實驗證實hedgehog信號通路在蟾毒靈抑制胰腺癌干細(xì)胞自我更新的調(diào)控作用,
本發(fā)明中通過應(yīng)用rt-pcr方法檢測cd44+cd24+esa+細(xì)胞亞群中hedgehog信號通路重要基因ptch,shh,gii-1和smoh的表達情況,提供蟾毒靈抑制胰腺癌干細(xì)胞自我更新的實驗基礎(chǔ)。
本發(fā)明從腫瘤干細(xì)胞角度,經(jīng)試驗顯示,中藥制劑蟾毒靈在制備靶向抑制胰腺癌干細(xì)胞制劑中的用途,所述制劑能抑制腫瘤干細(xì)胞自我更新,尤其抑制胰腺癌耐藥細(xì)胞系miapaca2/gem中腫瘤干細(xì)胞的比例,從而達到逆轉(zhuǎn)胰腺癌的耐藥狀況。
附圖說明
圖1顯示了富集的球細(xì)胞具有腫瘤干細(xì)胞的特征。
圖2顯示了胰腺癌干細(xì)胞標(biāo)記蛋白cd24和esa明顯下調(diào),
其中,(a)cck8實驗篩選蟾毒靈作用濃度;(b)成球比例明顯下降;(c,d)胰腺癌干細(xì)胞標(biāo)記蛋白cd24和esa明顯下調(diào)。
圖3顯示了建立的裸小鼠皮下移植瘤模型,
其中,(a,b)為腹腔給藥蟾毒靈,裸小鼠的腫瘤體積明顯變小,(c)顯示了蟾毒靈延長了腫瘤形成時間(d)顯示兩組裸小鼠體重沒有明顯變化。
圖4顯示了胰腺癌耐藥細(xì)胞具有更高的腫瘤干細(xì)胞比例,
其中,(a)蟾毒靈預(yù)處理組中腸道轉(zhuǎn)移,(b)蟾毒靈預(yù)處理組中肺轉(zhuǎn)移,(c)顯示對照組中蟾毒靈預(yù)處理組沒有發(fā)現(xiàn)。
圖5顯示蟾毒靈用藥后,胰腺癌干細(xì)胞標(biāo)記蛋白cd24和esa表達下調(diào)(a,b)。
圖6顯示了蟾毒靈預(yù)處理胰腺癌耐藥細(xì)胞系后,hedgehog信號通路的相關(guān)蛋白受到影響。
具體實施方式
實施例1用無血清懸浮培養(yǎng)富集胰腺癌干細(xì)胞
實驗方法:
1).常規(guī)培養(yǎng)人胰腺癌miapaca2/gem細(xì)胞,
0.25%胰酶消化對數(shù)生長期細(xì)胞,制成單細(xì)胞懸液,pbs沖洗2次,接種于含堿性成纖維細(xì)胞生長因子(basicfibroblastgrowthfactor,bfgf)、表皮生長因子(epidermalgrowthfactor,egf)和白血病抑制因子(leukaemiainhibitoryfactor,lif)生長因子的無血清dmem/f12培養(yǎng)基(csc培養(yǎng)液)培養(yǎng),25cm2低粘附培養(yǎng)瓶添加上述培養(yǎng)基10ml,調(diào)節(jié)細(xì)胞濃度至1x105/ml.37℃恒溫、5%c02培養(yǎng)箱中培養(yǎng),24h輕晃1次,每3天采用半量換液法換液,兩周后基本可以看到成球的細(xì)胞;
2).胰腺癌干細(xì)胞球干性鑒定:
流式篩選鑒定
用0.25%胰蛋白酶消化佐加機械消化的方法消化miapaca2/gem干細(xì)胞球細(xì)胞,制備單細(xì)胞懸液,1000r/min離心5min,棄上清,5ml無菌hanks液洗兩次,1000rpm離心10min,棄上清重懸于300ul的hanks液中,加入相應(yīng)的熒光標(biāo)記抗體cd44、cd24和esa,震蕩3秒后置于4℃冰箱20min,加入3ml無菌hanks液洗兩次,1000rpm離心10min,棄上清重懸于5ml無菌hanks液中開始流式細(xì)胞儀檢測胰腺癌干細(xì)胞比例;
克隆形成實驗
用0.25%胰蛋白酶消化佐加機械消化的方法消化miapaca2/gem干細(xì)胞球細(xì)胞,制備單細(xì)胞懸液.六孔培養(yǎng)皿每孔接種2000個細(xì)胞,兩周后觀察克隆形成能力;
球分化實驗
將富集得到的miapaca2/gem干細(xì)胞球細(xì)胞接種到常規(guī)培養(yǎng)基中,半小時后球細(xì)胞貼壁,每日觀察球細(xì)胞分化能力;
nod/scid裸鼠腫瘤移植實驗
將正常的miapaca2/gem細(xì)胞以及富集出的球細(xì)胞,分別制成不同濃度(5×106ml~5×103/ml)的單細(xì)胞懸液,各取0.1ml接種于裸鼠(雌性,6~8周齡,體重20±2g)雙側(cè)腋下的皮下,共接種3只小鼠。兩周后觀察成瘤能力;
實驗結(jié)果顯示:采用無血清懸浮培養(yǎng)的方法成功富集了胰腺癌干細(xì)胞球(a),并通過克隆形成實驗(b),動物成瘤實驗(c),流式細(xì)胞實驗(d),westernblot實驗(e)以及腫瘤細(xì)胞球分化實驗(f)進行了驗證,證明了富集的球細(xì)胞具有腫瘤干細(xì)胞的特征(如圖1所示);
本發(fā)明中采用無血清懸浮培養(yǎng)的方法篩選胰腺癌中干細(xì)胞,較現(xiàn)有技術(shù)的方法,能較快較多的得到較純的干細(xì)胞,本方法能克服現(xiàn)有技術(shù)存在的胰腺癌中干細(xì)胞比例十分低,大約0.1%左右,用流式細(xì)胞儀篩選耗時費力等缺陷。
實施例2蟾毒靈抑制胰腺癌耐藥細(xì)胞系的干細(xì)胞球形成比例實驗
將胰腺癌細(xì)胞制成5x103/ml細(xì)胞懸液,接種于96孔板,每孔100μl。根據(jù)課題組前期體外實驗結(jié)果,蟾毒靈組設(shè)1000nm,500nm,100nm,50,10nm,0nm共4個濃度,每個濃度設(shè)5個復(fù)孔;將96孔板置于37℃、5%co2飽和濕度培養(yǎng)箱分別培養(yǎng)24,48,72h,按照cck8實驗說明書測定細(xì)胞增殖曲線,取平均值計算藥物的中效濃度(即ic50)。計算細(xì)胞存活率(%)=(a1—a)/(a0-a)×100%,a1為蟾毒靈組od值,a為空白對照組od值,a0為陰性對照組od值。取ic50作為后續(xù)干預(yù)濃度。并預(yù)處理胰腺癌耐藥細(xì)胞株后,用無血清懸浮培養(yǎng)的方法培養(yǎng)干細(xì)胞球,并統(tǒng)計比例,同時用westernblot以及免疫熒光的方法進行干細(xì)胞標(biāo)記蛋白的觀察;
實驗結(jié)果顯示:用cck8實驗篩選蟾毒靈作用濃度(a),然后用蟾毒靈對胰腺癌耐藥細(xì)胞系miapaca2/gem預(yù)處理,然后用無血清懸浮培養(yǎng)法重新富集干細(xì)胞球,結(jié)果顯示其成球比例明顯下降(b),westernblot和免疫熒光實驗進一步證明胰腺癌干細(xì)胞標(biāo)記蛋白cd24和esa明顯下調(diào)(c,d)(如圖2所示);
本實施例中,用蟾毒靈預(yù)先處理胰腺癌耐藥細(xì)胞株miapaca2/gem,這是由于,如果蟾毒靈可以對干細(xì)胞有抑制作用,那么采用無血清懸浮培養(yǎng)的方法培養(yǎng)干細(xì)胞球后,成球比例應(yīng)該會更低;在本實驗中,沒有采用在培養(yǎng)基中直接加藥的方法來驗證蟾毒靈對胰腺癌耐藥細(xì)胞株中干細(xì)胞的抑制作用,因為如果在實驗過程中直接加藥,可能會造成細(xì)胞數(shù)量的不一致,導(dǎo)致實驗結(jié)果的不嚴(yán)密;另外,由于用流式細(xì)胞儀對干細(xì)胞球進行驗證后,發(fā)現(xiàn)耐藥細(xì)胞株miapaca2/gem以及富集的干細(xì)胞球細(xì)胞中cd44陽性的比例基本一致,所以在后續(xù)的實驗中選擇cd24以及esa去驗證蟾毒靈的效果。
實施例3蟾毒靈明顯抑制miapaca2/gem移植瘤裸小鼠的腫瘤生長實驗
將胰腺癌耐藥細(xì)胞株miapaca2/gem,制成濃度為1×106/ml的單細(xì)胞懸液,各取0.1ml接種于裸鼠(雌性,6~8周齡,體重20±2g),右側(cè)腋下的皮下。在接種的第二天根據(jù)體重隨機分為2組,每組6只:對照組,蟾毒靈組。蟾毒靈組(1.5mg/kg/d)腹腔注射蟾毒靈0.2ml,d1-28,每日1次;對照組:腹腔注射生理鹽水0.2ml,d1-28,每日1次;(以上腹腔注射均每日固定時間9∶00am)。末次用藥結(jié)束后次日脫椎處死裸小鼠,分離皮下腫瘤。每隔三天用游標(biāo)卡尺測量腫瘤最大直徑和橫徑,估算腫瘤體積(v),取各組平均值,繪制生長曲線:v=1/2(直徑×橫徑2)。治療結(jié)束后次日處死裸小鼠,稱量體重和瘤重。計算實體腫瘤生長抑制率(ir):ir(%)=(1-治療組平均瘤重/對照組平均瘤重)×100%。
實驗結(jié)果顯示:建立的裸小鼠皮下移植瘤模型,腹腔給藥蟾毒靈(1.5mg/kg),發(fā)現(xiàn)裸小鼠的腫瘤體積明顯變小(a,b),并且發(fā)現(xiàn)蟾毒靈延長了腫瘤形成時間(c)。另外,在實驗中還發(fā)現(xiàn),兩組裸小鼠體重并沒有明顯變化(d)(如圖3所示);由于胰腺癌干細(xì)胞具有更高的成瘤能力,因此接種后顯示蟾毒靈組的成瘤時間明顯長于對照組,驗證了蟾毒靈對胰腺癌干細(xì)胞的抑制作用。
實施例4蟾毒靈抑制胰腺癌miapaca2/gem裸小鼠皮下移植瘤體內(nèi)的轉(zhuǎn)移實驗
將胰腺癌耐藥細(xì)胞株miapaca2/gem,制成濃度為1×106/ml的單細(xì)胞懸液,然后尾靜脈注射的方法,每只0.1ml接種于雌性,6~8周齡,體重20±2g,)。在接種的第二天根據(jù)體重隨機分為2組,每組6只:對照組、蟾毒靈組。蟾毒靈組為蟾毒靈體外預(yù)處理胰腺癌耐藥細(xì)胞miapaca2/gem。四周后用取裸小鼠肺組織,腸道組織進行腫瘤轉(zhuǎn)移灶的統(tǒng)計并行病理驗證;
實驗結(jié)果顯示:由于胰腺癌耐藥細(xì)胞具有更高的腫瘤干細(xì)胞比例,因此更容易形成腫瘤轉(zhuǎn)移,本實驗中通過尾靜脈注射胰腺癌耐藥細(xì)胞miapaca2/gem發(fā)現(xiàn),蟾毒靈預(yù)處理組中腸道轉(zhuǎn)移(a)和肺轉(zhuǎn)移(b)的情況較少;在對照組中的一只裸小鼠出現(xiàn)了肌肉轉(zhuǎn)移,而蟾毒靈預(yù)處理組沒有發(fā)現(xiàn)(c)(如圖4所示);
本發(fā)明經(jīng)體外研究顯示蟾毒靈對胰腺癌干細(xì)胞的抑制作用,由于腫瘤干細(xì)胞具有更強的轉(zhuǎn)移能力,因此,進一步采用體外預(yù)先給予蟾毒靈處理的胰腺癌耐藥細(xì)胞通過尾靜脈注射于裸小鼠,實驗結(jié)果證實蟾毒靈組中的裸小鼠出現(xiàn)肺轉(zhuǎn)移以及腸道轉(zhuǎn)移的情況更低,其中在對照組的一只裸小鼠出現(xiàn)了肌肉轉(zhuǎn)移。
實施例5蟾毒靈抑制移植瘤組織腫瘤干細(xì)胞標(biāo)記蛋白的表達試驗
免疫組織化學(xué)以及免疫熒光實驗:按照實驗試說明書的要求,經(jīng)常規(guī)病理組織切片,脫蠟、水化、抗原修復(fù)后,一抗過夜,二抗再結(jié)合反應(yīng),dab顯色,蘇木素復(fù)染后,顯微鏡檢分析;
實驗結(jié)果顯示:在之前的裸小鼠皮下移植瘤模型中,取下移植瘤組織并行免疫組織化學(xué)染色,結(jié)果顯示蟾毒靈用藥后,胰腺癌干細(xì)胞標(biāo)記蛋白cd24和esa表達下調(diào)(a,b)(如圖5所示);在體外實驗已經(jīng)證實蟾毒靈用藥后胰腺癌干細(xì)胞標(biāo)記蛋白cd24,esa降低的基礎(chǔ)上,對取下移植瘤組織行免疫組織化學(xué)及免疫熒光實驗驗證。結(jié)果顯示在組織層面上,蟾毒靈用藥后,胰腺癌干細(xì)胞標(biāo)記蛋白cd24,esa同樣會降低,體內(nèi)外實驗的結(jié)果基本一致。
實施例6蟾毒靈影響hedgehog信號通路相關(guān)蛋白的表達實驗
以用胰腺癌干細(xì)胞及裸鼠移植瘤組織為研究對象,細(xì)胞裂解后提取細(xì)胞總蛋白,取變性樣品進行sds-page蛋白電泳,通過電轉(zhuǎn)儀將蛋白轉(zhuǎn)移至硝酸纖維素膜,50g/l脫脂奶粉封閉1h,tbst洗3次,每次5min;50g/l脫脂奶粉稀釋一抗(1:300),4℃孵育過夜,tbst洗3次,每次5min;50g/lbsa稀釋二抗(1:100),孵育1h,tbst洗3次,hrp-avidin(1:200)室溫孵育1h;化學(xué)發(fā)光法(ecl)顯影檢測。實驗步驟按照eclwestern免疫印跡分析說明書進行;
實驗結(jié)果顯示:hedgehog信號通路在胰腺癌干細(xì)胞中扮演重要作用,用蟾毒靈預(yù)處理胰腺癌耐藥細(xì)胞系后,發(fā)現(xiàn)hedgehog信號通路的相關(guān)蛋白受到影響(如圖6所示);本實驗采用westernblot的實驗方法結(jié)果顯示hedgehog信號通路的相關(guān)蛋白受到不同程度的上調(diào)和下調(diào),表明蟾毒靈可以通過調(diào)控hedgehog信號通路以達到抗胰腺癌干細(xì)胞的作用。