瑞香狼毒提取物体内外抗肿瘤药效学筛选及其作用机制研究

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目的:对瑞香狼毒抗肿瘤活性组分进行体内外药效学筛选和验证,并从细胞周期阻滞的角度探讨瑞香狼毒提取物抗肿瘤的作用机制。方法:(1)通过用不同浓度的乙醇对瑞香狼毒提取物进行梯度柱层析,依次得到HH,H1H8,JH,J1J8共16个组分,对其以100μg/mL的浓度分别处理BEL-7402,SK-HEP-1,A549,NCI-H157细胞株,进行初筛。通过磺基罗丹明(SRB)法,检测各组分作用48h后对四株细胞的增殖抑制率,选择抑制率较好的组分及较敏感细胞株进行药效学验证。将各组分分别以6.25100μg/mL作用于敏感株细胞,分别作用24h,48h,72h后,以SRB法检测各组分对各细胞株的增殖抑制率,计算各组分的IC50,并对其主要化学成分进行UPLC-MS分析。(2)在上述实验的基础上合并40%100%乙醇提取物,分别用旋转蒸发仪和冷冻干燥机对其进行干燥,得到瑞香狼毒提取物旋蒸粉和冻干粉。然后将其以1.5625200μg/mL分别作用于A549,NCI-H157,NCI-H460,BEL-7402,SK-HEP-1细胞株,作用24h,48h,72h后,以SRB法检测其对各细胞株的增殖抑制率,计算IC50,选出敏感细胞株用于下一步的机制研究并且比较不同干燥工艺对其抗肿瘤活性的影响,选择作用较优的一种干燥粉研究其对H22移植瘤的作用及不同给药途径对其抑瘤作用的影响。建立小鼠H22移植瘤模型后,给药10d。每天称体重,给药期间每日密切观察小鼠的外观毛色、精神状态、活动及饮食等情况。于末次给药24h后,计算荷瘤小鼠胸腺和脾指数以及抑瘤率。用全血分析仪分析小鼠血液中白细胞数和血小板数的变化,按组织切片要求留取肿瘤组织标本并制作石蜡切片,光镜观察肿瘤细胞的形态。(3)光学显微镜下观察瑞香狼毒提取物干预后敏感细胞株形态的变化,免疫荧光染色后,激光共聚焦显微镜观察细胞骨架变化;碘化丙啶(PI)染色,采用流式细胞术检测药物干预后细胞周期的变化;瑞香狼毒提取物25,50,100μg/mL作用于敏感细胞株6h和36h后,采用RT-PCR和Western Blot方法检测其对细胞S期周期蛋白cyclinE1核酸转录水平和蛋白表达水平的影响,根据结果,用RT-PCR方法观察NF-κB通路相关细胞因子DR5,TNF-α,TNFR,IL-1β的mRNA水平,初步探索瑞香狼毒提取物影响肿瘤细胞的作用机理和潜在作用靶点。结果:(1)各组分对不同肿瘤细胞株抑制作用相差较大,总体对肺癌细胞的抑制率高于肝癌细胞,J5,J6和H8对各细胞株的抑制率较高,且作用具有浓度和时间依赖性,作用72h,50,100μg/mL各受试药对各肺癌细胞株的抑制率为(60.573.83)%96.660.51%,IC50为(9.61±0.79)55.76±2.31μg/mL。其主要成分为双二氢黄酮类化合物。(2)瑞香狼毒提取物的冻干粉和旋蒸粉对A549,NCI-H157,NCI-H460,BEL-7402,SK-HEP-1细胞株的抑制率无明显差别。对NCI-H157的抑制率最高,最高为80.39±4.01%,而SK-HEP-1的IC50最小,最小为49.00±3.85μg/mL。不同浓度瑞香狼毒提取物旋蒸粉灌胃给药均能显著抑制H22荷瘤小鼠的生长,抑瘤率分别达到29.68%、44.00%、59.02%,阳性药的抑瘤率达到84.28%,而腹腔注射组的抑瘤率则达到25.98%。与溶剂组相比,灌胃组对荷瘤小鼠的脾指数无明显影响,灌胃大剂量组能够降低荷瘤小鼠的胸腺指数(P<0.05),而腹腔注射组能够降低荷瘤小鼠的胸腺指数和脾指数(P<0.05);灌胃大剂量组和阳性药卡培他滨片均可显著性降低荷瘤小鼠血中白细胞和血小板的数目(P<0.05);与腹腔注射溶剂组相比,腹腔注射组可显著降低H22荷瘤小鼠血中血小板的数目(P<0.05),而对白细胞的影响较小,但各给药组小鼠的白细胞数和血小板数均仍处于正常范围内。光镜结果显示:在此实验中,灌胃溶剂对照组肿瘤细胞的异型性高,侵袭性强,细胞数量多,排列不规则;阳性药、大剂量组肿瘤细胞异型性、凋亡及坏死较对照组明显减轻;中剂量组肿瘤细胞的异型性也明显减轻(P<0.05),坏死、凋亡具有减轻趋势(P<0.1),表现为一定的抑瘤作用;小剂量组肿瘤细胞的异型性、凋亡及坏死病变较对照组有所减轻,但无统计学差异。腹腔注射溶剂组肿瘤细胞的异型性与灌胃溶剂对照组相比无明显差异,腹腔注射组肿瘤细胞的异型性、凋亡和坏死等病变与对照组比较未见明显差异。(3)对SK-HEP-1细胞进行瑞香狼毒提取物干预后,光学显微镜下观察细胞数量变少,形状变圆,荧光染色后,细胞骨架F-actin蛋白发生重排;流式细胞术结果表明:25μg/mL,50μg/mL,100μg/mL的瑞香狼毒提取物处理SK-HEP-1细胞后,S期的细胞显著增加,与阴性对照组相比,具有显著性差异(P<0.05)。RT-PCR和Western Blot结果显示:瑞香狼毒提取物作用SK-HEP-1细胞36h后,各剂量组cyclinE1mRNA和蛋白的表达水平均下调,与空白对照组相比,中、高剂量组有显著差异性(P<0.05);进一步的RT-PCR结果显示,各剂量组DR5,IL-1βmRNA的表达水平上调,与空白对照组相比,中、高剂量组有显著性差异(P<0.05);各剂量组均上调了TNF-αmRNA的表达,并呈现浓度依赖性,但与空白对照组相比无显著性差异。作用36h后,各剂量组IL-1β mRNA的表达水平继续上调,TNFRmRNA表达水平上调,并呈现浓度依赖性,但与空白对照组相比无显著性差异。结论:(1)瑞香狼毒提取物中的双二氢黄酮类化合物对肺癌细胞具有明显抑制作用。(2)瑞香狼毒提取物的旋蒸粉抑瘤作用较强,不同的给药途径(腹腔注射和灌胃)均能够不同程度抑制H22荷瘤小鼠的肿瘤生长。(3)瑞香狼毒提取物可通过影响细胞骨架而改变细胞形态,影响细胞分裂;可阻滞SK-HEP-1细胞于S期而抑制其增殖,其作用可能通过提高DR5,TNF-α,TNFR,IL-1β的表达水平而激活NF-κB信号通路,从而降低cyclinE1的表达水平有关。
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