本發(fā)明涉及抗腫瘤藥物領(lǐng)域,具體涉及竹節(jié)香附素A在制備抗人骨肉瘤的藥物中的應(yīng)用。
背景技術(shù):
骨肉瘤又稱為骨瘤,是青少年及兒童中最常見的原發(fā)性惡性腫瘤之一,也是最常見于骨組織的原發(fā)性惡性腫瘤?;颊叱0殡S截肢、肺轉(zhuǎn)移、死亡等后果,其對(duì)放療不敏感,化療和手術(shù)治療為其主要的治療手段,而單純手術(shù)治愈率僅15%~20%。雖然配合化療藥物使用可以有效的提升患者的生存周期,但是骨瘤的高轉(zhuǎn)移病人的治愈率仍然只有30%。其中腫瘤浸潤(rùn)及轉(zhuǎn)移是惡性腫瘤導(dǎo)致患者死亡的主要原因之一。通過調(diào)控細(xì)胞凋亡,降低骨肉瘤的轉(zhuǎn)移,從而提高骨肉瘤治療效果,是降低骨肉瘤死亡率,改善患者遠(yuǎn)期預(yù)后的重要途徑?,F(xiàn)有技術(shù)中,缺少能夠有效抗人骨肉瘤的藥物。
竹節(jié)香附素A是一種三萜皂苷,是從毛莨科銀蓮花屬植物多被銀蓮花(Anemone Raddeana Regel)的干燥根莖提取出的主要活性成分,具有祛風(fēng)濕的功效。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是提供竹節(jié)香附素A在制備抗人骨肉瘤的藥物中的應(yīng)用。
本發(fā)明提供竹節(jié)香附素A在制備抗人骨肉瘤的藥物中的應(yīng)用。
本發(fā)明還提供抗人骨肉瘤的藥物組合物,其活性成分為竹節(jié)香附素A。
細(xì)胞增殖實(shí)驗(yàn),Hoechst 染色及Annexin V-FITC/PI流式細(xì)胞儀檢測(cè)結(jié)果顯示竹節(jié)香附素A高于1μmol/L的濃度可以誘導(dǎo)骨肉瘤細(xì)胞MG-63凋亡,并呈現(xiàn)劑量依賴性和時(shí)間依耐性。
Western Blot及免疫熒光實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí),竹節(jié)香附素A通過誘導(dǎo)ROS(活性氧簇),激活JNK(c-Jun氨基末端激酶)的磷酸化,促發(fā)線粒體凋亡通路,有效抑制人骨肉瘤細(xì)胞MG-63的增殖。
竹節(jié)香附素A(0.25-1μmol/L)濃度范圍內(nèi)能夠有效地抑制人骨肉瘤細(xì)胞的劃痕傷口愈合,Transwell小室中的遷徙和侵襲。
本發(fā)明提供竹節(jié)香附素A在制備抗人骨肉瘤的藥物中的應(yīng)用。通過大量實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),竹節(jié)香附素A可通過上調(diào)ROS,調(diào)節(jié)線粒體中相關(guān)基因的表達(dá),如抑制抗凋亡基因Bcl-2和促進(jìn)促凋亡基因Bax的蛋白表達(dá),激活Caspase級(jí)聯(lián)反應(yīng),誘導(dǎo)MG-63細(xì)胞凋亡。竹節(jié)香附素A還通過激活JNK通路誘導(dǎo)MG-63細(xì)胞凋亡。低濃度的竹節(jié)香附素A可以抑制骨肉瘤MG-63細(xì)胞劃痕愈合,可以顯著抑制骨肉瘤MG-63細(xì)胞Transwell穿膜能力和穿過Matrigel膠的侵襲能力,從而抑制MG-63細(xì)胞的轉(zhuǎn)移。綜上所述,竹節(jié)香附素A可以應(yīng)用于制備抗人骨肉瘤的藥物。
附圖說明
圖1顯示不同濃度竹節(jié)香附素A對(duì)MG-63細(xì)胞抑制作用,C表示竹節(jié)香附素A的濃度;其中圖1(A)中竹節(jié)香附素A對(duì)MG-63細(xì)胞的作用時(shí)間為24h,圖1(B)中竹節(jié)香附素A對(duì)MG-63細(xì)胞的作用時(shí)間為48h。
圖2 是Annexin V/PI雙染色法檢測(cè)得到的細(xì)胞凋亡率圖,RA表示竹節(jié)香附素A;其中圖2(A)是藥物作用24小時(shí)后的細(xì)胞凋亡率圖,圖2(B)是藥物作用48小時(shí)后的細(xì)胞凋亡率圖,圖2(A)、圖2(B)上方的濃度是各細(xì)胞處理過程中竹節(jié)香附素A的濃度。
圖3稀釋了不同濃度竹節(jié)香附素A對(duì)MG-63細(xì)胞內(nèi)ROS水平的影響,圖下方的濃度為各細(xì)胞處理過程中竹節(jié)香附素A的濃度。Raddeanin A表示竹節(jié)香附素A。
圖4 竹節(jié)香附素A對(duì)MG-63細(xì)胞中Bcl-2,Bax,caspase-3和PARP蛋白表達(dá)的影響,每一行條帶左邊或右邊顯示了蛋白的名稱,圖的上方顯示了各細(xì)胞處理過程中竹節(jié)香附素A的濃度。Raddeanin A的意思是竹節(jié)香附素A。第5、6行條帶分別為胞漿和線粒體中細(xì)胞色素C的表達(dá)。
圖5 竹節(jié)香附素A對(duì)MG-63細(xì)胞中JNK蛋白表達(dá)的影響,其中每個(gè)膠條左邊顯示了蛋白條帶的名稱,上方顯示了各細(xì)胞處理過程中竹節(jié)香附素A的濃度。
圖6 竹節(jié)香附素A對(duì)MG-63細(xì)胞劃痕愈合能力的影響,圖片左邊的時(shí)間表示各細(xì)胞采用竹節(jié)香附素A處理的時(shí)間,圖片下方顯示了各細(xì)胞處理過程中竹節(jié)香附素A的濃度。
圖7 Transwell實(shí)驗(yàn)檢測(cè)竹節(jié)香附素A對(duì)MG-63細(xì)胞遷移能力的影響,小圖下方的濃度為各細(xì)胞處理過程中竹節(jié)香附素A的濃度。
圖8 Matrigel實(shí)驗(yàn)檢測(cè)竹節(jié)香附素A對(duì)MG-63細(xì)胞侵襲能力的影響,各小圖下方的濃度表示各細(xì)胞處理過程中竹節(jié)香附素A的濃度。
具體實(shí)施方式
人骨肉瘤細(xì)胞MG-63購(gòu)自美國(guó)典型培養(yǎng)物保藏中心(ATCC細(xì)胞庫),該細(xì)胞培養(yǎng)的常規(guī)培養(yǎng)方法:采用基礎(chǔ)培養(yǎng)液進(jìn)行培養(yǎng),置于37℃、5%CO2孵箱中培養(yǎng)?;A(chǔ)培養(yǎng)液是含10%胎牛血清的MEM培養(yǎng)液。
在本發(fā)明中,如果無特殊說明,是通過將竹節(jié)香附素A溶于含有0.1% DMSO的基礎(chǔ)培液中,然后加入到人骨肉瘤細(xì)胞MG-63中進(jìn)行干預(yù)的。
實(shí)施例1 竹節(jié)香附素A對(duì)人骨肉瘤細(xì)胞MG-63的細(xì)胞存活率的影響
人骨肉瘤細(xì)胞MG-63(縮寫為MG-63細(xì)胞)接種于96孔板中,常規(guī)方法培養(yǎng)24h后,去除培養(yǎng)液,給予不同劑量的竹節(jié)香附素A(上海源葉生物科技有限公司)分別干預(yù)24和48h,對(duì)照組中加入含有0.1% DMSO的基礎(chǔ)培液。隨后每孔中加入5mg/mL的MTT(3-(4,5-二甲基噻唑-2)-2,5-二苯基四氮唑溴鹽)溶液15μL,置二氧化碳培養(yǎng)箱中溫孵4h,吸去MTT溶液,加入DMSO(150μL/孔)溶解結(jié)晶,靜置30min后取出,置于酶標(biāo)儀測(cè)定490nm波長(zhǎng)處的吸光度。
給藥組細(xì)胞存活率用以下公式計(jì)算:存活率=給藥組吸光度/對(duì)照組吸光度*100%。
MTT法檢測(cè)結(jié)果見圖1,竹節(jié)香附素A對(duì)MG-63細(xì)胞的抑制呈現(xiàn)出顯著的劑量依賴性和時(shí)間依耐性,竹節(jié)香附素A干預(yù)24小時(shí)和48小時(shí)的IC50值分別為2.293μmol/L和1.749μmol/L。上述結(jié)果說明,竹節(jié)香附素A能夠有效促進(jìn)人骨肉瘤MG-63細(xì)胞的凋亡。
另外,還采用Hoechst 染色方法考察了竹節(jié)香附素A對(duì)骨肉瘤細(xì)胞MG-63凋亡情況的影響,結(jié)果顯示竹節(jié)香附素A高于1μmol/L的濃度可以誘導(dǎo)骨肉瘤細(xì)胞MG-63凋亡,并呈現(xiàn)劑量依賴性和時(shí)間依耐性。
實(shí)施例2 Annexin V/PI雙染法檢測(cè)細(xì)胞的凋亡率
采用Annexin V-FITC/PI細(xì)胞凋亡檢測(cè)試劑盒(中國(guó)凱基)檢測(cè)不同劑量的竹節(jié)香附素A干預(yù)24小時(shí)對(duì)MG-63細(xì)胞凋亡率的影響。該試劑盒包括Binding buffer、AnnexinV-FITC和Propidiμm Iodide染色液。
MG-63細(xì)胞接種于6孔板中,常規(guī)方法培養(yǎng)24h后,去除培養(yǎng)液,給予不同劑量(1、2、4μM)的竹節(jié)香附素A干預(yù)24小時(shí),本發(fā)明中劑量是指采用藥物干預(yù)時(shí),體系中竹節(jié)香附素A的終濃度。對(duì)照組中加入含有0.1% DMSO的基礎(chǔ)培液。干預(yù)后,將MG-63細(xì)胞用不含EDTA的胰蛋白酶消化,1200r/min離心10min,收集細(xì)胞。加入500μl的Binding buffer, 重懸細(xì)胞, 隨后加5μL AnnexinV-FITC混勻后,再加入5μL Propidiμm Iodide染色液, 室溫下混合,避光孵育15 min。Annexin V-FITC/PI流式細(xì)胞儀檢測(cè)細(xì)胞凋亡率。
PI和Annexin V熒光補(bǔ)償校正后的細(xì)胞雙染結(jié)果如圖2所示:隨竹節(jié)香附素A濃度的增加,MG-63細(xì)胞的凋亡現(xiàn)象呈現(xiàn)出梯度遞增。對(duì)照組中細(xì)胞24h、48h的凋亡率(早期凋亡與晚期凋亡的總和)分別為3.0%.和6.3%。在竹節(jié)香附素A濃度為1、2和4μM時(shí),MG-63細(xì)胞24h的凋亡率(早期凋亡與晚期凋亡的總和)分別為19.3%、33.9%和42.6%;MG-63細(xì)胞48h的凋亡率(早期凋亡與晚期凋亡的總和)分別為21.2%、52.4%和61.2%。與對(duì)照組相比,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。上述試驗(yàn)結(jié)果說明竹節(jié)香附素A能夠有效促進(jìn)人骨肉瘤MG-63細(xì)胞的凋亡,且存在著濃度依賴性和時(shí)間依賴性。
實(shí)施例3 竹節(jié)香附素A誘導(dǎo)ROS生成促發(fā)線粒體凋亡通路
1.竹節(jié)香附素A對(duì)MG-63細(xì)胞內(nèi)ROS(活性氧簇)水平的影響
MG-63細(xì)胞接種于24孔板中,常規(guī)方法培養(yǎng)24h,去除培養(yǎng)液,給予不同劑量(1、2、4μM)的竹節(jié)香附素A干預(yù)3小時(shí),另外采用1mmol/L的NAC(ROS清除劑)與2μmol/L的竹節(jié)香附素A同時(shí)干預(yù)3小時(shí),陰性對(duì)照組中加入含0.1% DMSO的基礎(chǔ)培養(yǎng)液;藥物作用3小時(shí)后,加入熒光染料DCFH-DA(美國(guó)sigma公司),在37℃培養(yǎng)箱中避光孵育20min。取出培養(yǎng)板,吸去熒光染液,4℃預(yù)冷的PBS溶液清洗細(xì)胞3次,4%的多聚甲醛溶液固定30min,PBS溶液清洗3次,最后在熒光顯微鏡下觀察綠色熒光的強(qiáng)度。ROS的檢測(cè)結(jié)果:從圖3可以看出,用竹節(jié)香附素A處理MG-63細(xì)胞3小時(shí)后,竹節(jié)香附素A以劑量依賴性地方式增加細(xì)胞內(nèi)的ROS(活性氧簇)水平,4μM的竹節(jié)香附素A顯著增加了細(xì)胞內(nèi)的ROS水平;而經(jīng)過NAC和竹節(jié)香附素A同時(shí)干預(yù),可以抑制竹節(jié)香附素A導(dǎo)致的MG-63細(xì)胞內(nèi)ROS水平的升高。
2.竹節(jié)香附素A對(duì)ROS相關(guān)蛋白表達(dá)情況的影響
蛋白質(zhì)提?。篗G-63細(xì)胞接種于24孔板中,常規(guī)方法培養(yǎng)24h后,去除培養(yǎng)液,給予不同劑量(1、2、4μM)的竹節(jié)香附素A干預(yù)24h,陰性對(duì)照組加入含0.1% DMSO的基礎(chǔ)培養(yǎng)液;24小時(shí)后用預(yù)冷的PBS溶液洗滌細(xì)胞,加入500μl RIPA裂解液(中國(guó)碧云天生物技術(shù)公司),反復(fù)吹打混勻,置于冰上裂解30分鐘;4℃、12000rpm條件下離心15分鐘,將離心后的上清分裝至1.5mL的離心管,部分用于實(shí)驗(yàn),其余的于-20℃保存。然后采用 BCA蛋白濃度測(cè)定試劑盒(中國(guó)凱基)檢測(cè)不同劑量竹節(jié)香附素A干預(yù)24h后細(xì)胞中的蛋白含量。
Western blot實(shí)驗(yàn):采用SDS-PAGE電泳分離上述提取到的蛋白質(zhì),然后分別采用Bax、Bcl-2、Cleaved PARP、Cleaved caspase-3和β-action蛋白的一抗及相應(yīng)的二抗進(jìn)行孵育(美國(guó)CST公司)鑒定上述蛋白的表達(dá)情況。具體方法如下:配制10%分離膠和4%濃縮膠,每孔上樣20μg蛋白,在120V下電泳65min。SDS-PAGE電泳結(jié)束后,將蛋白轉(zhuǎn)移到PVDF膜后,將PVDF膜用5%脫脂奶粉溶液封閉2小時(shí),然后與1:1000稀釋的一抗(兔Bax、Bcl-2、Cleaved PARP、Cleaved caspase-3、Cytochrome C和β-action抗體,美國(guó)CST公司)4℃孵育過夜。然后用含有0.1% Tween20的PBS溶液洗膜3次,每次10min,再與1:1000稀釋的二抗(辣根過氧化物酶標(biāo)記的山羊抗兔IgG,美國(guó)CST公司) 室溫孵育2小時(shí)。用含有0.1% Tween20的PBS溶液洗膜3次,每次10min。ECL法顯影,Clinx Science化學(xué)發(fā)光成像儀成像,Clinx Chemi Image Analysis圖像分析軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。Western blot結(jié)果顯示(圖4),MG-63細(xì)胞經(jīng)竹節(jié)香附素A作用24h后,細(xì)胞內(nèi)的Bcl-2蛋白隨著竹節(jié)香附素A濃度的增加出現(xiàn)了明顯的降解,與之對(duì)應(yīng)的是Bax蛋白顯著上調(diào),說明竹節(jié)香附素A能有效地誘導(dǎo)MG-63細(xì)胞凋亡。隨著竹節(jié)香附素A濃度的逐漸增加,MG-63細(xì)胞株內(nèi)的Cleaved caspase-3和Cleaved PARP活性都隨之增加,表明其引起caspase系列的凋亡反應(yīng)級(jí)聯(lián)放大,最終促進(jìn)細(xì)胞凋亡(圖 4)。
因此,本實(shí)施例證明了竹節(jié)香附素A通過誘導(dǎo)ROS進(jìn)一步激活線粒體凋亡通路,誘導(dǎo)人骨肉瘤細(xì)胞MG-63凋亡。
實(shí)施例4 竹節(jié)香附素A激活JNK通路誘導(dǎo)MG-63細(xì)胞凋亡
竹節(jié)香附素A激活JNK通路的驗(yàn)證:MG-63細(xì)胞接種于96孔板中,常規(guī)方法培養(yǎng)24h后,去除培養(yǎng)液,給予不同劑量(1、2或4μM)的竹節(jié)香附素A干預(yù)24h,陰性對(duì)照組加入含0.1% DMSO的基礎(chǔ)培養(yǎng)液。然后按照實(shí)施例3中方法提取蛋白質(zhì),采用Western blot實(shí)驗(yàn)檢測(cè)JNK通路中ERK1/2、p-ERK1/2、P38、p-P38、JNK、p-JNK蛋白的表達(dá)情況,以β-action為內(nèi)參。兔ERK1/2、p-ERK1/2、P38、p-P38、JNK、p-JNK和β-action蛋白抗體及辣根過氧化物酶標(biāo)記的山羊抗兔IgG均購(gòu)自美國(guó)CST公司。結(jié)果如圖5所示,竹節(jié)香附素A可顯著促進(jìn)JNK蛋白的磷酸化,對(duì)總蛋白沒有影響。
MG-63細(xì)胞接種于96孔板中,常規(guī)方法培養(yǎng)24h后,去除培養(yǎng)液,同時(shí)給予4μM竹節(jié)香附素A和10μM JNK的特異性抑制劑SP600125干預(yù)24h,然后按照實(shí)施例1中MTT法檢測(cè)竹節(jié)香附素A和SP600125的加入對(duì)MG-63細(xì)胞存活率的影響。MTT結(jié)果顯示:10μM的JNK特異性抑制劑SP600125,可以有效抑制竹節(jié)香附素A(4μM)促發(fā)的MG-63細(xì)胞凋亡。因此,本實(shí)施例證明了竹節(jié)香附素A通過激活JNK通路誘導(dǎo)MG-63細(xì)胞凋亡。
實(shí)施例5 竹節(jié)香附素A對(duì)MG-63細(xì)胞劃痕愈合能力的影響
取對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期MG-63細(xì)胞接種于12孔板中,常規(guī)方法培養(yǎng)24h至細(xì)胞基本融合。用200μL微量移液頭在12孔板內(nèi)垂直劃痕,PBS溶液沖洗2次后, 給予不同劑量(0.25μM、0.5μM或1μM)的竹節(jié)香附素A干預(yù)24小時(shí),陰性對(duì)照組中加入含0.1% DMSO的基礎(chǔ)培養(yǎng)液。分別用倒置相差顯微鏡觀察。每個(gè)視野內(nèi),隨機(jī)選擇3個(gè)區(qū)域,并計(jì)算100×視野內(nèi)遷移劃痕空隙的長(zhǎng)度。
結(jié)果如圖6所示:劃痕實(shí)驗(yàn)顯示,竹節(jié)香附素A干預(yù)24小時(shí)后,與對(duì)照組相比,給藥組MG-63細(xì)胞遷移距離減小,且呈現(xiàn)濃度依賴性。0.5μM、1μM竹節(jié)香附素A處理后,細(xì)胞的遷移距離顯著小于陰性對(duì)照組。
實(shí)施例6 竹節(jié)香附素A對(duì)MG-63細(xì)胞遷移能力的影響
選擇對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期MG-63細(xì)胞,胰蛋白酶消化,無血清MEM培養(yǎng)液重懸,細(xì)胞計(jì)數(shù);將Transwell小室置于24孔板中,小室上層加入200μL含有不同劑量竹節(jié)香附素A(0.25μM、0.5μM和1μM)的細(xì)胞懸液(溶劑為含有0.1%DMSO的MEM培養(yǎng)液),每孔接種5×104個(gè)細(xì)胞;陰性對(duì)照中加入200μL含有0.1%DMSO的MEM培養(yǎng)液的細(xì)胞懸液,每孔同樣接種5×104個(gè)細(xì)胞;Transwell小室下層加入600μL基礎(chǔ)培養(yǎng)液(含10%胎牛血清)。37℃培養(yǎng)24h,吸棄上下層培養(yǎng)液,PBS溶液清洗3次;加入1ml甲醇固定30min,PBS溶液清洗3次;加入1ml吉姆薩染液染色30min,PBS溶液清洗3次;用棉簽將Transwell小室上層細(xì)胞拭去;將Transwell小室膜剪下,中性樹膠封閉于載玻片上;顯微鏡下計(jì)數(shù)穿過的細(xì)胞數(shù)目。結(jié)果(圖7)顯示,與對(duì)照組相比較,竹節(jié)香附素A可明顯抑制骨肉瘤MG-63的穿膜能力,0.5μM和1μM的竹節(jié)香附素A的抑制效果非常顯著。
實(shí)施例7 竹節(jié)香附素A對(duì)MG-63細(xì)胞侵襲能力的影響
在Transwell小室上層中加入一層Matrigel凝膠,下室加入600μL基礎(chǔ)培養(yǎng)液。然后在上室中加入200μL含有不同劑量竹節(jié)香附素A (0.25μM、0.5μM、1μM)的細(xì)胞懸液(溶劑為含有0.1%DMSO的MEM培養(yǎng)液),每孔接種5×104個(gè)細(xì)胞;陰性對(duì)照中加入200μL含有0.1%DMSO的MEM培養(yǎng)液的細(xì)胞懸液,每孔同樣接種5×104個(gè)細(xì)胞;置于37 ℃、5% CO2及飽和濕度條件下的細(xì)胞培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24h,取出小室,染色計(jì)數(shù)。如圖8所示:與對(duì)照組比較,各給藥處理組細(xì)胞24h穿過Matrigel膠的數(shù)量均顯著降低,且呈現(xiàn)濃度依賴性。
從實(shí)施例1-7中,可以看出竹節(jié)香附素A可通過上調(diào)ROS,調(diào)節(jié)線粒體中相關(guān)基因的表達(dá),如抑制抗凋亡基因Bcl-2和促進(jìn)促凋亡基因Bax的表達(dá),激活Caspase級(jí)聯(lián)反應(yīng),誘導(dǎo)MG-63細(xì)胞凋亡。竹節(jié)香附素A還通過激活JNK通路誘導(dǎo)MG-63細(xì)胞凋亡。低濃度的竹節(jié)香附素A可以抑制骨肉瘤MG-63細(xì)胞劃痕愈合,可以顯著抑制Transwell穿膜能力和穿過Matrigel膠的侵襲能力,從而抑制MG-63細(xì)胞的轉(zhuǎn)移。綜上所述,竹節(jié)香附素A可以應(yīng)用于制備抗人骨肉瘤的藥物。