2024年3月8日发(作者:虢痴旋)
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2384 实用医学杂志2008年第24卷第l4期 三磷酸肌醇和bax基因表达变化在genistein抑制 裸鼠肝癌增长中的作用 黄熙张继红 摘 要 目的:探讨三磷酸肌醇(I )和bax基因表达变化在genistein治疗裸鼠移植人肝癌中的作用。方 法:以裸鼠移植人肝癌为对照.对照组腹腔注入含0.04%DMSO的RPMI 1640培养基0.05 mL/g,Genistein治疗组 腹腔注入genistein l mg/(kg・d),3周后观察肝癌增长情况,并应用同位素试剂盒检测肝癌组织IP3含量,RT—PCR 分析癌组织bax mRNA表达.Western blotting分析肝癌组织bax蛋白表达。结果:Genistein治疗组肝癌体积和重量 均显著低于对照组[体积(12.6±l1.6)mm’us(52.3±26.5)mm ,重量(42.7±27.8)mg us(91.3±31.4)mg),P< 0.01],IP3含量显著低于对照组[(13.4±1.4)pmol/mg protein 5(35.3±6.6)pmol/mg protein,P<0.01],bax mRNA表达显著高于对照组『灰度与面积之积的相对强度(RI)0.88±0.21 us 0.56±0.15,P<0.05],bax蛋白表达显 著高于对照组[RI 2.86±0.80 us 1.37±0.48,P<0.05]。结论:Genistein能减少IP3生成,上调肝癌组织bax基因表 达.抑制裸鼠移植人肝癌增长。 关键词癌.肝细胞染料木黄酮bax基因 Effects of genistein on trisphosphate inositol and bax gene expression in mude mice with hepatocellular carcinoma HUANG Xi ,ZHANG 一hong. Department ofHepatobiliarySurgery,ShenzhenHospitdofBeingUnirvercity,Shenzhen 518036,China Corresponding author:ZHA NG 一hong E—mail:zhjihong@hotmail.con 【Abstract】 Objective To probe into the effects of genistein on 1,4,5-trisphosphate inositol(IP3)and bax gene expression in mude mice with hepatocellular carcinoma.Methods Eighteen nude mice with hepatocellular carcinoma were randomly devided into control group(Group C,n=9)and genistein treatment group(Group G,n=9).Group G was treated with genistein 1 mg/(kg・d)(ip)and Group C with O.04%DMSO RPMI 1640 medium O.05 mL/g for 3 weeks.The volume and weight of tumor was then measured,IP3,bax mRNA and bax protein of hepatomatic tissues were assayed by IP3一[ H] Biarak assay,RT—PCR and Western blotting,respectively.Results The tumor volume and weight of animals was lower in Group G than that in Group C[(12.6±11.6)mm s(52.3±26.5)mill ,(42.7土27.8)mg s(91.3土31.4)mg),P< O.O1],IP3 content was lower in Group G than that in Group C[(13.4±1.4)pmol/mg pro s(35.3±6.6)pmol/mg pro,P <O.01],bax mRNA expression was higher in Group G than that in Group C[R1 which was the gray degree multiply area of bax/the rayg degree multiply area of 13-actin O.88±0.2 us O.56±0.15,P<O.05],bax mRNA expression was higher in Group G than that in Group C(2.86±0.8O s 1.37±0.48.P<0.O5).Conclusion Genistein can inhibit the growth of hepatocellular carcinoma tansplanted into liver of nude mice by reducing IP3 production and up—regulating bax gene expression・ 【Key words】Carcinoma,hepatocellular Genistein Bax gene 介导细胞增殖与凋亡的信号转导通路的发现是 恶性肿瘤研究的一大进展。通过干预细胞信号转导可 以达到抑制细胞增殖、诱导细胞凋亡,实现治疗恶性肿 瘤的目的.而基因表达变化在其中起着极为重要的作 用。本研究探讨应用能抑制磷酸肌醇通路信号转导通 路关键酶活性的genistein能否调节裸鼠移植人肝癌细 胞bax基因表达.抑制肝癌增长,为临床应用磷酸肌醇 信号通路抑制剂治疗肝细胞癌提供理论和实验依据。 1材料与方法 1.1实验材料肝癌HepG2细胞株(中山大学动物 基金项目:广东药学院科研启动基金;广东省医学科学基金立项课 题(编号:A2004537);深圳市科技计划项目资助课题(编号:200602054) 作者单位:518036广东省深圳市. E京大学深圳医院肝胆外科 实验中心细胞库),RPMI 1640培养基(Invitrogen公 司),新生牛血清(Hyclone公司),genistein(美国Sigma 公司,分析纯),IP]一[ H] Birtrak Assay试剂盒 (Amersham公司),RNA later(Ambion公司),Trizol Reagent(MRC公司),SuperScript II逆转录酶(Gibco BRL公司),Taq酶(Takara公司),RNase抑制剂(上海 生物工程技术服务有限公司),胰酶(Sima公司),g Oligo d(T)18(上海生物工程技术服务有限公司); dNTP(上海生物工程技术服务有限公司),SDS(Roche 公司),Spanish低熔点琼脂糖(Biowest公司),Tris、 EDTA(Sigma公司),bax鼠抗人单克隆抗体(Santa Cruz公司),p—actin鼠抗人单克隆抗体(Neomarker公 司),带化学发光物的抗小鼠IgG(二抗)试剂盒(武汉 博士德公司).PVDF膜(Roche公司).其他试剂均为 分析纯。流式细胞仪(美国Beckman—Couher公司,机 (黄熙);510224 广州市,广东药学院临床医学院(张继红) 通讯作者:张继红E-mail:zhjihong@hotmail.conl
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实用医学杂志20o8年第24卷第14期 2385 剂盒测定蛋白浓度,最后根据蛋白质浓度求出每毫克 PCR引物合成:上海生物工程技术服务有限公 蛋白质组织中IP3含量(pmol/mg protein oftissue)。 司。 1.2.5 RT—PCR检测bax mRNA表达 采用Trizol 1.2方法 Reagent提取法进行RNA提取,离心、沉淀RNA,RNA 1.2.1 裸鼠肝原位移植人肝癌模型制作从中山大 样品用l%琼脂凝胶电泳检测检测RNA完整性。RNA 学医学动物实验中心购买稳定表达bax基因的肝癌 定量后取总RNA 2 tzg进行逆转录反应,之后5O L HepG2细胞株,将HepG2细胞加人含10%dx牛血清、 反应体系进行体外PCR扩增。Bax上游引物:5 一 青霉素100 U/mL、链霉素100 I ̄g/mL的RPMI 1640 CCACCAG CTCTGAACAGTI'CATGA..3。下游引物:5 一 培养基中传代培养。当细胞传代到足够制造模型数量 TcAGcccATcTTcTTccAGATGGT一3 。扩增产物长度 时,将肝癌HepG2细胞株制成5×107/mL细胞悬液, 507 bp。DNA热循环仪(美国PE公司)扩增,扩增条 分别取0.2 mL含1×10’个细胞的悬液接种于4只裸 件:94℃变性5 min,94℃60 S,55℃45 S,72℃60 S,28 鼠皮下。皮下肿瘤长至1 em,后用于模型制作的瘤 个循环,最后72℃延伸10 min。B—actin上游引物:5 一 源。模型制作时,处死皮下荷瘤动物,无菌状态下完整 GTGGGGCGCCCCAGGCACCA一3 ;下游引物:5 一 取除肿瘤,剔除周围结缔组织,将边缘生长旺盛的肿 CTCC仉 ATGTCACGCACGA,r】r】rC一3 。 扩增产物长 瘤组织切割成直径2 mm的瘤块放人无菌生理盐水 度548 bp,扩增条件:94℃变性5 min,94℃60 S,58oC 中备用。选取4~6周龄的裸鼠l8只,雌雄不拘,10% 60 S,72oC 60 S,35个循环,最后72 ̄C延伸10 min。反 水合氯醛(430 mg/kg)腹腔注射麻醉后腹中线切口开 应产物在凝胶中以100 V电泳后于凝胶成像仪中观 腹,用7号针头戳开肝实质,将直径2 mm瘤组织块 察拍照。在图像分析仪上经Gene Tools软件进行半定 移植到裸鼠肝实质,关腹,即已建立裸鼠肝原位移植 量分析,将测出各条带灰度与面积之积除以B—actin 人肝癌模型。所有裸鼠在标准超净环境下饲养2周后 的灰度与面积之积,得到一相对强度(relative intensity,RI),通过各浓度组和各时相组的RI值比较 开始治疗研究。 1.2.2模型动物分组与处理 Genistein 10 mg加 可得出基因表达的量变规律。DMSO 2 mL。RPMI 1640培养基加至500 mL即配制成 1.2.6 Western blotting方法测定bax蛋白表达取各 n。上清进 0.02 mg/mL的genistein溶液,注射时每1 g动物取 时组细胞,SDS匀浆、离心,上清液煮沸5 mi0.05 mL即相当于1 mg/kg的剂量。DMSO浓度为 行聚丙烯酰胺凝胶电泳。将凝胶完整取下,于转移缓 0.04%。肝癌动物模型制成饲养2周后,将荷瘤模型动 冲液中转膜。取出PVDF膜,封闭,加人一抗bax鼠抗 actin单克隆抗体为内参,4℃轻 物随机分为两组(每组9只):(1)对照组腹腔注人含 人单克隆抗体,以B—0.04%DMSO的RPMI1640培养基0.05 mL/g,与 摇过夜。洗去PVDF膜上未结合的抗体,加人二抗(抗 Genistein治疗组溶剂量及DMSO量均等同。(2) 小鼠IgG)室温下共同孵育2 h后,采用化学发光试 Genistein治疗组腹腔注人genistein 1 mg/(kg・d),动 剂显色.电子计算机图像分析仪成像并进行半定量分 物均在标准超净环境下饲养3周后进行以下实验。 析。 3统计学处理数据均以 ±s表示,采用SPSS 1.2.3肿瘤大小测定和标本采集迅速处死动物,腹 1.中线切口开腹,游离肝脏,观察肿瘤生长、浸润情况, 13.0软件进行统计学分析,采用两个独立样本t检 切除肿瘤,去除周围结缔组织后电子微量天平称重, 验。游标卡尺测量肿瘤最长径(口)和最短径(6),根据公式 2结果 V(mm3)=,rrabV6计算肿瘤的体积,分割肿瘤组织,分 2.1动物模型各动物经HepG2细胞团移植人肝脏 别取材用于病理检查、细胞I 检测、RT—PCR和 后。均见肿瘤生长,经常规病理切片证实符合肝细胞 Western—blotting分析。病理检查者用10%福尔马林固 癌。对照组动物在观察过程中精神较差,但观察期内 定,用于RNA检测者应用RNA later保存,其余标本 无明显体重减轻现象。开腹后观察见:对照组动物肝 脏移植肿瘤生长良好,瘤体较大,但观察期内未发现 贮存于一70 ̄C冰箱备检。 stein治疗组肿瘤生长体 1.2.4 IP3一[ H]Birtrak Assay检测IP3含量 动物肝 腹水、肿瘤转移等现象;Geni癌组织准备:全程保持低温进行。将肝癌组织块置于 积和重量明显小于对照组,观察期内亦未发现腹水、 匀浆试管中,按10%(w/v)加人10%高氯酸在冰浴 肿瘤转移等现象。 中冷却后匀浆。4℃下2 000 xg离心15 min以沉淀蛋 2.2移植瘤大小见表1,Genistein治疗组动物移植 白质。取上清液用10 mol/L KOH中和至pH7.5± 瘤体积和重量均显著低于对照组(P<0.01)。根据抑 0.1,4 ̄C下2 000 xg离心15 min,去除KC104沉淀,取 瘤率公式:抑瘤率=(对照组瘤重一治疗组瘤重)/对照 上清液按IP3一[,H]Birtrak Assay试剂盒操作说明测定 组瘤重×100%,计算得出Genistein治疗组抑瘤率为 三磷酸肌醇(IP,)含量,应用BCA蛋白质定量检测试 56.5% 器型号ELITE。激光波长488 nm。功率15 mW)。
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实用医学杂志2008年第24卷第l4期 2.3 IP3含量见表1,Genistein治疗组动物移植肝 癌细胞内IP,含量显著低于对照组(P<0.01)。 2.4 RT.PCR分析结果见图1、表1,Genistein治疗 组动物移植肝癌组织bax mRNA表达较对照组明显 增加,经图像分析仪进行半定量分析显示显著高于对 照组(P<0.05)。 2.5 Western.blotting分析结果如图2、表1.Genistein 治疗组动物移植肝癌组织bax蛋白表达较对照组明 显增加。经图像分析仪进行半定量分析显示显著高 于对照组(P<0.05)。 ± 表1各组动物移植瘤体积、重量和瘤组织I 含量 注:与对照组相比,★★尸<O.Ol,★尸<O.05 成饲养2周后,应用磷酸肌醇信号通路抑制剂 genistein能降低裸鼠移植人肝癌细胞内IP,含量,从 mRNA和蛋白质水平上调bax基因表达,显著抑制裸 图1动物肝癌组织bax mRNA表达情况 C1 C2 C3 G1 G2 G3 E三三三三三 B  ̄I-actin 图2动物肝癌组织bax蛋白表达情况 3讨论 细胞信号转导在应答环境刺激和调节基因表达、 生理反应的同时,维持着细胞正常代谢,并最终决定 细胞增殖、生长、分化、衰老和死亡等生命基本现象。 即信号转导最终决定基因表达与细胞增殖和凋亡…。 细胞增殖、分化、凋亡三者之间的平衡失调与肝癌的 发生发展密切相关【 ]。失控性生长和增殖及细胞凋 亡受阻是恶性肿瘤细胞的重要特征 。因此。通过改 变细胞信号转导状态以调节基因表达,最终到达抑制 细胞增殖或(和)诱导细胞凋亡的方法将达到治疗肝 癌的目的。磷酸肌醇通路信号转导异常增强,表现为 催化这一通路的生化反应关键酶磷脂酰肌醇 (phosphatidylinosito1)激酶、磷脂酰肌醇一磷酸 (phosphatidylinosito1.4.phosphate,PIP)激酶活性增强 和第二信使分子IP3(inositol 1,4,5-trisphosphate)和 二酰基甘油(diacyl glycero1)产生增加,在肝细胞癌的 生长、增殖和演进中起重要作用[5-6]。Bax基因表达 产物上调有促进肿瘤细胞凋亡的作用,反之则抑制 凋亡[7]。我们在体外实验证实能抑制PIP激酶活性的 genistein[6,。圳能上调肝癌细胞bax基因表达.诱导凋 亡。 鼠肝内移植人肝癌增长,抑瘤率在50%以上。提示 genistein能抑制磷酸肌醇信号通路信号转导,在一定 程度上调节与肝癌细胞凋亡有关的bax基因表达,有 效抑制动物肝原位移植人肝细胞癌的增长。由于bc1.2 基因家族的表达和调控是影响细胞凋亡的关键因素 之一,在细胞凋亡信号转导途径中发挥重要作用f加j, 其中bax增高促进细胞凋亡 。结合体外实验结果提 示:genistein抑制肝癌增长与抑制磷酸肌醇通路信号 转导.上调bax基因表达,促进细胞凋亡有关。 由于信号转导最终决定基因表达与细胞增殖和 凋亡…。因此,genistein通过抑制磷酸肌醇通路信号转 导而上调bax基因表达、诱导细胞凋亡可能是其抑制 肝癌增长的机制之一。但要完全证实抑制磷酸肌醇通 路信号转导可以上调bax基因表达、诱导细胞凋亡, 尚需进一步研究抑制和增强磷酸肌醇通路信号转导 与bax基因表达的变化规律。 细胞增殖、分化、凋亡三者之间的平衡失调与肝 癌的发生发展密切相关[2-3],肝癌组织细胞增殖和凋 亡速度均较正常肝组织明显增加,但细胞增殖和凋亡 平衡失调,增殖速度总是超过凋亡速度,在肝癌发生 发展中起重要作用[11-12]。由于genistein既可抑制细胞 增殖[91,又可诱导细胞凋亡,抑制肝癌增长,今后可在 临床上开展应用genistein治疗肝癌的研究,并可进一 步开展其他特异性磷酸肌醇通路信号抑制剂治疗肝 细胞癌的研究。 4参考文献 [1] 孙大业,郭艳林,马力耕.细胞信号转导[M].2版.北京:科学出 版社,2000:1-9. [2 3 Duan X X,Ou J S,Li Y,et a1.Dynamic expression of apoptosis— related genes during development of laboratory hepatoeellular carcinoma and its relation to apoptosis[J].World J Gastroenterol, 2005,11(30):4740-4744. [3] Kountouras J, Zavos C, Chatzopoulos D.Apoptotic and anti— angiogenic strategies in liver and gastrointestinal malignancies[J].J Surg Oncol,2005,90(4):249-59. [4] Baskin—Bey E S,Gores G J.Caspase一8,death—receptor signaling, 本实验结果显示.在裸鼠肝内移植人肝癌模型制
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实用医学杂志2008年第24卷第l4期 and hepatocarcinogenesis:the Fas and the furious [J]. 2387 antiproliferative action of genistein[J].Life Sciences,1997,60 (24):2157-2163. Gastroenterol,2005,129(5):1790-1792. [5] Singhal R L,Look K Y,Yeh Y A,et a1.Coordinated increase in activities of the signal transduction enzymes PI kinase nd aPIP kinase [9]Weber G,Shen F,Prajda N,et 1a.Reulgation of the sinagl transduction program by drugs[J].Adv Enzyme Regul,1997,37: 35—55. in human cancer cells[J].Life sSciences,1994,55(19):1487- 1492. [1O]连君,曹雪涛,于益芝.Bcl一2,bax与肿瘤细胞凋亡[J].中国生物 治疗杂志,2003,10(3):232—234. [6] Shen F,Xue X,Weber G.Tamoxifen nda genistein synergistically down—regulate signal transduction and proliferation in estrogen receptor—negative human breast carcinoma MDA—MB-435 cells[J]. Anticancer Res,1999.19(3A):1657—1662. [11]Schuhe—Hermann R,Bursch W,Low—Baselli A,et 1a.Apoptosis in the liver and its role in hepatocarcinogenesis[J].Cell Biol Toxicol, 1997,13(4-5):339—348. [7] Yang E,Zha J,Jockel J,et 1a.Bad,a heterodimeirc pa ̄ner for Bcl—XL and Bcl一2,displaces Bax and promotes cell death[J].Cell, 1995,80(2):285—291. [12]Grasl-Kraupp B,Ruttkay—Nedecky B,Mullauer L,et 1.Ianherent increase of apoptosis in liver tumors:implications for carcinogenesis and tumor regression[J].Hepatology,1997,25(4):906—912. (收稿:2007—12—19) [8]Csokay B,Prajda N,Weber G,et a1.Molecular mechanism in the 急性痘疮样糠疹样二期梅毒疹1例 华海燕叶静静马丽俐 1]。有文献[2-3]报道二期梅毒常易误诊 患者女,52岁,已婚,工人。因全身皮 1:32,梅毒螺旋体血球凝集试验(TPHA) 者[ 疹伴瘙痒1周,于2007年7月来我科就 阳性。抗艾滋病人免疫缺陷病毒抗体阴 为玫瑰糠疹、药物疹、银屑病,环状红斑、诊。2007年7月初,患者无明显诱因下躯 性。诊断:二期梅毒。 干、四肢出现散在蚕豆大小的淡红色斑、 丘疹,压之褪色,部分中央有水疱,伴瘙 痒,无疼痛。当时未予特殊诊治。此后皮疹 生殖器疱疹等。本例患者为急性痘疮样 糠疹样梅毒疹实属少见。患者虽否认有 非婚性行为.但实验室检查证实为二期 梅毒。后经检查,其丈夫亦患有梅毒 (RPR 1:64阳性,TPHA阳性),予以相同 逐渐扩大增多.搔抓后水疱破溃渗出明 显。起病以来患者全身一般情况可,无发 热、头痛、头晕、关节疼痛等,纳食、睡眠可, 大小便无特殊。既往健康,否认药物及食 物过敏史。否认非婚性接触史及输血史。 体格查体:T 36.8 ̄C,P 75次/min。BP 1 14/68 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)。体形 治疗。本例提示,此例为二期梅毒所表现 的少数特殊的皮疹,体现了二期梅毒皮 损复杂多样的特点。急性痘疮样糠疹皮 损以躯干、四肢屈面多见,好发于青年男 性[4]。此女性患者发疹迅速,短时间内遍 布全身.并且二期梅毒一般客观症状明 中等,一般情况可,咽部未见充血,扁桃 注:大腿内侧见圆形淡红色斑丘疹,中央有 显而主观症状轻微,大多无瘙痒,但本例 患者皮损瘙痒明显,似乎难以鉴别。因此 体未见肿大,心、肺无特殊,肝内囊肿,胆 水疱 图1二期梅毒患者大腿内侧皮损 相关实验室检查至关重要,这样才能与 囊炎.双乳腺增生伴结节,左侧肾脏囊 肿。皮肤专科检查:头部无脱发,面部、口 腔未见皮疹.躯干四肢散在分布蚕豆大 其他皮肤病加以区别。以免误诊误治。 治疗:给予苄星青霉素240万U。分 参考文献 .北京:人民卫 小的淡红色斑块、丘疹,部分中央有水疱 两侧臀部肌内注射。每周1次,共3次, [1]张学军.皮肤性病学[M]生出版社.2004:208—214. d后复诊。治疗3 d后,患 (图1),数目多,不融合。皮疹压之褪色, 并要求患者3 蔡润学.银屑病样二期梅毒1例 触之无压痛。阴部、肛周无皮疹。双手掌, 者部分皮疹开始消退。瘙痒消失。无新发 [2]陶庆杰,足跖部未见皮疹。全身淋巴结无肿大。血 皮疹出现。1周后皮疹基本消退,少数遗 常规:中性粒细胞百分数0.703。尿常规: 留色素沉着斑。现仍在随访中。[J].中国麻风皮肤病杂志,2002,l8 (2):162. 酮体(+),蛋白质弱阳性,胆红素(+)。粪 讨论近年来.梅毒发病率又呈上 [3] 童燕芳.环状红斑样二期梅毒1例[J]. 临床皮肤科杂志。2004,33(11):691— 692. 常规、肝肾功能无异常,乙肝三系正常。 升趋势。二期梅毒皮损表现多样化,常呈 快速血浆反应素试验(RPR)阳性,滴度 泛发性、对称性分布,无特异性。易与其 它多种皮肤病相混淆。造成诊断困难,甚 作者单位:310000杭州市,浙江中医药 [4] 高冬.二期梅毒疹误诊为玫瑰糠疹7例 分析[J].中国麻风皮肤病杂志,2002, 18(1):74. 至误诊。皮损常见为斑疹、丘疹、溃疡 等,脓疱性梅毒疹少见,多见于体质衰弱 大学附属第一医院皮肤科 (收稿:2007—11_05)
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2384 实用医学杂志2008年第24卷第l4期 三磷酸肌醇和bax基因表达变化在genistein抑制 裸鼠肝癌增长中的作用 黄熙张继红 摘 要 目的:探讨三磷酸肌醇(I )和bax基因表达变化在genistein治疗裸鼠移植人肝癌中的作用。方 法:以裸鼠移植人肝癌为对照.对照组腹腔注入含0.04%DMSO的RPMI 1640培养基0.05 mL/g,Genistein治疗组 腹腔注入genistein l mg/(kg・d),3周后观察肝癌增长情况,并应用同位素试剂盒检测肝癌组织IP3含量,RT—PCR 分析癌组织bax mRNA表达.Western blotting分析肝癌组织bax蛋白表达。结果:Genistein治疗组肝癌体积和重量 均显著低于对照组[体积(12.6±l1.6)mm’us(52.3±26.5)mm ,重量(42.7±27.8)mg us(91.3±31.4)mg),P< 0.01],IP3含量显著低于对照组[(13.4±1.4)pmol/mg protein 5(35.3±6.6)pmol/mg protein,P<0.01],bax mRNA表达显著高于对照组『灰度与面积之积的相对强度(RI)0.88±0.21 us 0.56±0.15,P<0.05],bax蛋白表达显 著高于对照组[RI 2.86±0.80 us 1.37±0.48,P<0.05]。结论:Genistein能减少IP3生成,上调肝癌组织bax基因表 达.抑制裸鼠移植人肝癌增长。 关键词癌.肝细胞染料木黄酮bax基因 Effects of genistein on trisphosphate inositol and bax gene expression in mude mice with hepatocellular carcinoma HUANG Xi ,ZHANG 一hong. Department ofHepatobiliarySurgery,ShenzhenHospitdofBeingUnirvercity,Shenzhen 518036,China Corresponding author:ZHA NG 一hong E—mail:zhjihong@hotmail.con 【Abstract】 Objective To probe into the effects of genistein on 1,4,5-trisphosphate inositol(IP3)and bax gene expression in mude mice with hepatocellular carcinoma.Methods Eighteen nude mice with hepatocellular carcinoma were randomly devided into control group(Group C,n=9)and genistein treatment group(Group G,n=9).Group G was treated with genistein 1 mg/(kg・d)(ip)and Group C with O.04%DMSO RPMI 1640 medium O.05 mL/g for 3 weeks.The volume and weight of tumor was then measured,IP3,bax mRNA and bax protein of hepatomatic tissues were assayed by IP3一[ H] Biarak assay,RT—PCR and Western blotting,respectively.Results The tumor volume and weight of animals was lower in Group G than that in Group C[(12.6±11.6)mm s(52.3±26.5)mill ,(42.7土27.8)mg s(91.3土31.4)mg),P< O.O1],IP3 content was lower in Group G than that in Group C[(13.4±1.4)pmol/mg pro s(35.3±6.6)pmol/mg pro,P <O.01],bax mRNA expression was higher in Group G than that in Group C[R1 which was the gray degree multiply area of bax/the rayg degree multiply area of 13-actin O.88±0.2 us O.56±0.15,P<O.05],bax mRNA expression was higher in Group G than that in Group C(2.86±0.8O s 1.37±0.48.P<0.O5).Conclusion Genistein can inhibit the growth of hepatocellular carcinoma tansplanted into liver of nude mice by reducing IP3 production and up—regulating bax gene expression・ 【Key words】Carcinoma,hepatocellular Genistein Bax gene 介导细胞增殖与凋亡的信号转导通路的发现是 恶性肿瘤研究的一大进展。通过干预细胞信号转导可 以达到抑制细胞增殖、诱导细胞凋亡,实现治疗恶性肿 瘤的目的.而基因表达变化在其中起着极为重要的作 用。本研究探讨应用能抑制磷酸肌醇通路信号转导通 路关键酶活性的genistein能否调节裸鼠移植人肝癌细 胞bax基因表达.抑制肝癌增长,为临床应用磷酸肌醇 信号通路抑制剂治疗肝细胞癌提供理论和实验依据。 1材料与方法 1.1实验材料肝癌HepG2细胞株(中山大学动物 基金项目:广东药学院科研启动基金;广东省医学科学基金立项课 题(编号:A2004537);深圳市科技计划项目资助课题(编号:200602054) 作者单位:518036广东省深圳市. E京大学深圳医院肝胆外科 实验中心细胞库),RPMI 1640培养基(Invitrogen公 司),新生牛血清(Hyclone公司),genistein(美国Sigma 公司,分析纯),IP]一[ H] Birtrak Assay试剂盒 (Amersham公司),RNA later(Ambion公司),Trizol Reagent(MRC公司),SuperScript II逆转录酶(Gibco BRL公司),Taq酶(Takara公司),RNase抑制剂(上海 生物工程技术服务有限公司),胰酶(Sima公司),g Oligo d(T)18(上海生物工程技术服务有限公司); dNTP(上海生物工程技术服务有限公司),SDS(Roche 公司),Spanish低熔点琼脂糖(Biowest公司),Tris、 EDTA(Sigma公司),bax鼠抗人单克隆抗体(Santa Cruz公司),p—actin鼠抗人单克隆抗体(Neomarker公 司),带化学发光物的抗小鼠IgG(二抗)试剂盒(武汉 博士德公司).PVDF膜(Roche公司).其他试剂均为 分析纯。流式细胞仪(美国Beckman—Couher公司,机 (黄熙);510224 广州市,广东药学院临床医学院(张继红) 通讯作者:张继红E-mail:zhjihong@hotmail.conl
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实用医学杂志20o8年第24卷第14期 2385 剂盒测定蛋白浓度,最后根据蛋白质浓度求出每毫克 PCR引物合成:上海生物工程技术服务有限公 蛋白质组织中IP3含量(pmol/mg protein oftissue)。 司。 1.2.5 RT—PCR检测bax mRNA表达 采用Trizol 1.2方法 Reagent提取法进行RNA提取,离心、沉淀RNA,RNA 1.2.1 裸鼠肝原位移植人肝癌模型制作从中山大 样品用l%琼脂凝胶电泳检测检测RNA完整性。RNA 学医学动物实验中心购买稳定表达bax基因的肝癌 定量后取总RNA 2 tzg进行逆转录反应,之后5O L HepG2细胞株,将HepG2细胞加人含10%dx牛血清、 反应体系进行体外PCR扩增。Bax上游引物:5 一 青霉素100 U/mL、链霉素100 I ̄g/mL的RPMI 1640 CCACCAG CTCTGAACAGTI'CATGA..3。下游引物:5 一 培养基中传代培养。当细胞传代到足够制造模型数量 TcAGcccATcTTcTTccAGATGGT一3 。扩增产物长度 时,将肝癌HepG2细胞株制成5×107/mL细胞悬液, 507 bp。DNA热循环仪(美国PE公司)扩增,扩增条 分别取0.2 mL含1×10’个细胞的悬液接种于4只裸 件:94℃变性5 min,94℃60 S,55℃45 S,72℃60 S,28 鼠皮下。皮下肿瘤长至1 em,后用于模型制作的瘤 个循环,最后72℃延伸10 min。B—actin上游引物:5 一 源。模型制作时,处死皮下荷瘤动物,无菌状态下完整 GTGGGGCGCCCCAGGCACCA一3 ;下游引物:5 一 取除肿瘤,剔除周围结缔组织,将边缘生长旺盛的肿 CTCC仉 ATGTCACGCACGA,r】r】rC一3 。 扩增产物长 瘤组织切割成直径2 mm的瘤块放人无菌生理盐水 度548 bp,扩增条件:94℃变性5 min,94℃60 S,58oC 中备用。选取4~6周龄的裸鼠l8只,雌雄不拘,10% 60 S,72oC 60 S,35个循环,最后72 ̄C延伸10 min。反 水合氯醛(430 mg/kg)腹腔注射麻醉后腹中线切口开 应产物在凝胶中以100 V电泳后于凝胶成像仪中观 腹,用7号针头戳开肝实质,将直径2 mm瘤组织块 察拍照。在图像分析仪上经Gene Tools软件进行半定 移植到裸鼠肝实质,关腹,即已建立裸鼠肝原位移植 量分析,将测出各条带灰度与面积之积除以B—actin 人肝癌模型。所有裸鼠在标准超净环境下饲养2周后 的灰度与面积之积,得到一相对强度(relative intensity,RI),通过各浓度组和各时相组的RI值比较 开始治疗研究。 1.2.2模型动物分组与处理 Genistein 10 mg加 可得出基因表达的量变规律。DMSO 2 mL。RPMI 1640培养基加至500 mL即配制成 1.2.6 Western blotting方法测定bax蛋白表达取各 n。上清进 0.02 mg/mL的genistein溶液,注射时每1 g动物取 时组细胞,SDS匀浆、离心,上清液煮沸5 mi0.05 mL即相当于1 mg/kg的剂量。DMSO浓度为 行聚丙烯酰胺凝胶电泳。将凝胶完整取下,于转移缓 0.04%。肝癌动物模型制成饲养2周后,将荷瘤模型动 冲液中转膜。取出PVDF膜,封闭,加人一抗bax鼠抗 actin单克隆抗体为内参,4℃轻 物随机分为两组(每组9只):(1)对照组腹腔注人含 人单克隆抗体,以B—0.04%DMSO的RPMI1640培养基0.05 mL/g,与 摇过夜。洗去PVDF膜上未结合的抗体,加人二抗(抗 Genistein治疗组溶剂量及DMSO量均等同。(2) 小鼠IgG)室温下共同孵育2 h后,采用化学发光试 Genistein治疗组腹腔注人genistein 1 mg/(kg・d),动 剂显色.电子计算机图像分析仪成像并进行半定量分 物均在标准超净环境下饲养3周后进行以下实验。 析。 3统计学处理数据均以 ±s表示,采用SPSS 1.2.3肿瘤大小测定和标本采集迅速处死动物,腹 1.中线切口开腹,游离肝脏,观察肿瘤生长、浸润情况, 13.0软件进行统计学分析,采用两个独立样本t检 切除肿瘤,去除周围结缔组织后电子微量天平称重, 验。游标卡尺测量肿瘤最长径(口)和最短径(6),根据公式 2结果 V(mm3)=,rrabV6计算肿瘤的体积,分割肿瘤组织,分 2.1动物模型各动物经HepG2细胞团移植人肝脏 别取材用于病理检查、细胞I 检测、RT—PCR和 后。均见肿瘤生长,经常规病理切片证实符合肝细胞 Western—blotting分析。病理检查者用10%福尔马林固 癌。对照组动物在观察过程中精神较差,但观察期内 定,用于RNA检测者应用RNA later保存,其余标本 无明显体重减轻现象。开腹后观察见:对照组动物肝 脏移植肿瘤生长良好,瘤体较大,但观察期内未发现 贮存于一70 ̄C冰箱备检。 stein治疗组肿瘤生长体 1.2.4 IP3一[ H]Birtrak Assay检测IP3含量 动物肝 腹水、肿瘤转移等现象;Geni癌组织准备:全程保持低温进行。将肝癌组织块置于 积和重量明显小于对照组,观察期内亦未发现腹水、 匀浆试管中,按10%(w/v)加人10%高氯酸在冰浴 肿瘤转移等现象。 中冷却后匀浆。4℃下2 000 xg离心15 min以沉淀蛋 2.2移植瘤大小见表1,Genistein治疗组动物移植 白质。取上清液用10 mol/L KOH中和至pH7.5± 瘤体积和重量均显著低于对照组(P<0.01)。根据抑 0.1,4 ̄C下2 000 xg离心15 min,去除KC104沉淀,取 瘤率公式:抑瘤率=(对照组瘤重一治疗组瘤重)/对照 上清液按IP3一[,H]Birtrak Assay试剂盒操作说明测定 组瘤重×100%,计算得出Genistein治疗组抑瘤率为 三磷酸肌醇(IP,)含量,应用BCA蛋白质定量检测试 56.5% 器型号ELITE。激光波长488 nm。功率15 mW)。
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实用医学杂志2008年第24卷第l4期 2.3 IP3含量见表1,Genistein治疗组动物移植肝 癌细胞内IP,含量显著低于对照组(P<0.01)。 2.4 RT.PCR分析结果见图1、表1,Genistein治疗 组动物移植肝癌组织bax mRNA表达较对照组明显 增加,经图像分析仪进行半定量分析显示显著高于对 照组(P<0.05)。 2.5 Western.blotting分析结果如图2、表1.Genistein 治疗组动物移植肝癌组织bax蛋白表达较对照组明 显增加。经图像分析仪进行半定量分析显示显著高 于对照组(P<0.05)。 ± 表1各组动物移植瘤体积、重量和瘤组织I 含量 注:与对照组相比,★★尸<O.Ol,★尸<O.05 成饲养2周后,应用磷酸肌醇信号通路抑制剂 genistein能降低裸鼠移植人肝癌细胞内IP,含量,从 mRNA和蛋白质水平上调bax基因表达,显著抑制裸 图1动物肝癌组织bax mRNA表达情况 C1 C2 C3 G1 G2 G3 E三三三三三 B  ̄I-actin 图2动物肝癌组织bax蛋白表达情况 3讨论 细胞信号转导在应答环境刺激和调节基因表达、 生理反应的同时,维持着细胞正常代谢,并最终决定 细胞增殖、生长、分化、衰老和死亡等生命基本现象。 即信号转导最终决定基因表达与细胞增殖和凋亡…。 细胞增殖、分化、凋亡三者之间的平衡失调与肝癌的 发生发展密切相关【 ]。失控性生长和增殖及细胞凋 亡受阻是恶性肿瘤细胞的重要特征 。因此。通过改 变细胞信号转导状态以调节基因表达,最终到达抑制 细胞增殖或(和)诱导细胞凋亡的方法将达到治疗肝 癌的目的。磷酸肌醇通路信号转导异常增强,表现为 催化这一通路的生化反应关键酶磷脂酰肌醇 (phosphatidylinosito1)激酶、磷脂酰肌醇一磷酸 (phosphatidylinosito1.4.phosphate,PIP)激酶活性增强 和第二信使分子IP3(inositol 1,4,5-trisphosphate)和 二酰基甘油(diacyl glycero1)产生增加,在肝细胞癌的 生长、增殖和演进中起重要作用[5-6]。Bax基因表达 产物上调有促进肿瘤细胞凋亡的作用,反之则抑制 凋亡[7]。我们在体外实验证实能抑制PIP激酶活性的 genistein[6,。圳能上调肝癌细胞bax基因表达.诱导凋 亡。 鼠肝内移植人肝癌增长,抑瘤率在50%以上。提示 genistein能抑制磷酸肌醇信号通路信号转导,在一定 程度上调节与肝癌细胞凋亡有关的bax基因表达,有 效抑制动物肝原位移植人肝细胞癌的增长。由于bc1.2 基因家族的表达和调控是影响细胞凋亡的关键因素 之一,在细胞凋亡信号转导途径中发挥重要作用f加j, 其中bax增高促进细胞凋亡 。结合体外实验结果提 示:genistein抑制肝癌增长与抑制磷酸肌醇通路信号 转导.上调bax基因表达,促进细胞凋亡有关。 由于信号转导最终决定基因表达与细胞增殖和 凋亡…。因此,genistein通过抑制磷酸肌醇通路信号转 导而上调bax基因表达、诱导细胞凋亡可能是其抑制 肝癌增长的机制之一。但要完全证实抑制磷酸肌醇通 路信号转导可以上调bax基因表达、诱导细胞凋亡, 尚需进一步研究抑制和增强磷酸肌醇通路信号转导 与bax基因表达的变化规律。 细胞增殖、分化、凋亡三者之间的平衡失调与肝 癌的发生发展密切相关[2-3],肝癌组织细胞增殖和凋 亡速度均较正常肝组织明显增加,但细胞增殖和凋亡 平衡失调,增殖速度总是超过凋亡速度,在肝癌发生 发展中起重要作用[11-12]。由于genistein既可抑制细胞 增殖[91,又可诱导细胞凋亡,抑制肝癌增长,今后可在 临床上开展应用genistein治疗肝癌的研究,并可进一 步开展其他特异性磷酸肌醇通路信号抑制剂治疗肝 细胞癌的研究。 4参考文献 [1] 孙大业,郭艳林,马力耕.细胞信号转导[M].2版.北京:科学出 版社,2000:1-9. [2 3 Duan X X,Ou J S,Li Y,et a1.Dynamic expression of apoptosis— related genes during development of laboratory hepatoeellular carcinoma and its relation to apoptosis[J].World J Gastroenterol, 2005,11(30):4740-4744. [3] Kountouras J, Zavos C, Chatzopoulos D.Apoptotic and anti— angiogenic strategies in liver and gastrointestinal malignancies[J].J Surg Oncol,2005,90(4):249-59. [4] Baskin—Bey E S,Gores G J.Caspase一8,death—receptor signaling, 本实验结果显示.在裸鼠肝内移植人肝癌模型制
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实用医学杂志2008年第24卷第l4期 and hepatocarcinogenesis:the Fas and the furious [J]. 2387 antiproliferative action of genistein[J].Life Sciences,1997,60 (24):2157-2163. Gastroenterol,2005,129(5):1790-1792. [5] Singhal R L,Look K Y,Yeh Y A,et a1.Coordinated increase in activities of the signal transduction enzymes PI kinase nd aPIP kinase [9]Weber G,Shen F,Prajda N,et 1a.Reulgation of the sinagl transduction program by drugs[J].Adv Enzyme Regul,1997,37: 35—55. in human cancer cells[J].Life sSciences,1994,55(19):1487- 1492. [1O]连君,曹雪涛,于益芝.Bcl一2,bax与肿瘤细胞凋亡[J].中国生物 治疗杂志,2003,10(3):232—234. [6] Shen F,Xue X,Weber G.Tamoxifen nda genistein synergistically down—regulate signal transduction and proliferation in estrogen receptor—negative human breast carcinoma MDA—MB-435 cells[J]. Anticancer Res,1999.19(3A):1657—1662. [11]Schuhe—Hermann R,Bursch W,Low—Baselli A,et 1a.Apoptosis in the liver and its role in hepatocarcinogenesis[J].Cell Biol Toxicol, 1997,13(4-5):339—348. [7] Yang E,Zha J,Jockel J,et 1a.Bad,a heterodimeirc pa ̄ner for Bcl—XL and Bcl一2,displaces Bax and promotes cell death[J].Cell, 1995,80(2):285—291. [12]Grasl-Kraupp B,Ruttkay—Nedecky B,Mullauer L,et 1.Ianherent increase of apoptosis in liver tumors:implications for carcinogenesis and tumor regression[J].Hepatology,1997,25(4):906—912. (收稿:2007—12—19) [8]Csokay B,Prajda N,Weber G,et a1.Molecular mechanism in the 急性痘疮样糠疹样二期梅毒疹1例 华海燕叶静静马丽俐 1]。有文献[2-3]报道二期梅毒常易误诊 患者女,52岁,已婚,工人。因全身皮 1:32,梅毒螺旋体血球凝集试验(TPHA) 者[ 疹伴瘙痒1周,于2007年7月来我科就 阳性。抗艾滋病人免疫缺陷病毒抗体阴 为玫瑰糠疹、药物疹、银屑病,环状红斑、诊。2007年7月初,患者无明显诱因下躯 性。诊断:二期梅毒。 干、四肢出现散在蚕豆大小的淡红色斑、 丘疹,压之褪色,部分中央有水疱,伴瘙 痒,无疼痛。当时未予特殊诊治。此后皮疹 生殖器疱疹等。本例患者为急性痘疮样 糠疹样梅毒疹实属少见。患者虽否认有 非婚性行为.但实验室检查证实为二期 梅毒。后经检查,其丈夫亦患有梅毒 (RPR 1:64阳性,TPHA阳性),予以相同 逐渐扩大增多.搔抓后水疱破溃渗出明 显。起病以来患者全身一般情况可,无发 热、头痛、头晕、关节疼痛等,纳食、睡眠可, 大小便无特殊。既往健康,否认药物及食 物过敏史。否认非婚性接触史及输血史。 体格查体:T 36.8 ̄C,P 75次/min。BP 1 14/68 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)。体形 治疗。本例提示,此例为二期梅毒所表现 的少数特殊的皮疹,体现了二期梅毒皮 损复杂多样的特点。急性痘疮样糠疹皮 损以躯干、四肢屈面多见,好发于青年男 性[4]。此女性患者发疹迅速,短时间内遍 布全身.并且二期梅毒一般客观症状明 中等,一般情况可,咽部未见充血,扁桃 注:大腿内侧见圆形淡红色斑丘疹,中央有 显而主观症状轻微,大多无瘙痒,但本例 患者皮损瘙痒明显,似乎难以鉴别。因此 体未见肿大,心、肺无特殊,肝内囊肿,胆 水疱 图1二期梅毒患者大腿内侧皮损 相关实验室检查至关重要,这样才能与 囊炎.双乳腺增生伴结节,左侧肾脏囊 肿。皮肤专科检查:头部无脱发,面部、口 腔未见皮疹.躯干四肢散在分布蚕豆大 其他皮肤病加以区别。以免误诊误治。 治疗:给予苄星青霉素240万U。分 参考文献 .北京:人民卫 小的淡红色斑块、丘疹,部分中央有水疱 两侧臀部肌内注射。每周1次,共3次, [1]张学军.皮肤性病学[M]生出版社.2004:208—214. d后复诊。治疗3 d后,患 (图1),数目多,不融合。皮疹压之褪色, 并要求患者3 蔡润学.银屑病样二期梅毒1例 触之无压痛。阴部、肛周无皮疹。双手掌, 者部分皮疹开始消退。瘙痒消失。无新发 [2]陶庆杰,足跖部未见皮疹。全身淋巴结无肿大。血 皮疹出现。1周后皮疹基本消退,少数遗 常规:中性粒细胞百分数0.703。尿常规: 留色素沉着斑。现仍在随访中。[J].中国麻风皮肤病杂志,2002,l8 (2):162. 酮体(+),蛋白质弱阳性,胆红素(+)。粪 讨论近年来.梅毒发病率又呈上 [3] 童燕芳.环状红斑样二期梅毒1例[J]. 临床皮肤科杂志。2004,33(11):691— 692. 常规、肝肾功能无异常,乙肝三系正常。 升趋势。二期梅毒皮损表现多样化,常呈 快速血浆反应素试验(RPR)阳性,滴度 泛发性、对称性分布,无特异性。易与其 它多种皮肤病相混淆。造成诊断困难,甚 作者单位:310000杭州市,浙江中医药 [4] 高冬.二期梅毒疹误诊为玫瑰糠疹7例 分析[J].中国麻风皮肤病杂志,2002, 18(1):74. 至误诊。皮损常见为斑疹、丘疹、溃疡 等,脓疱性梅毒疹少见,多见于体质衰弱 大学附属第一医院皮肤科 (收稿:2007—11_05)