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羟基喜树碱联合丝裂霉素诱导人白血病K562细胞凋亡

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2024年9月26日发(作者:郏高原)

第28卷第4期 

齐齐哈尔大学学报 

Vo1.28.No.4 

2012年7月 

Journal of Qiqihar University 

July,201 2 

羟基喜树碱联合丝裂霉素 

诱导人白血病K562细胞凋亡 

陈琳,邵淑丽,武广慧,张伟伟 

(齐齐哈尔大学生命科学与农林学院,黑龙江齐齐哈尔161006) 

摘要:观察羟基喜树碱与丝裂霉索联合应用对人白血病细胞K562的作用效果,并探讨其机制。不同浓度羟基喜 

树碱与丝裂霉素单独及联合作用于人白血病细胞K562后,应用台盼蓝拒染法检测细胞生长抑制率,计算合用指 

数(cI),流式细胞仪(FCM)检测K562细胞凋亡率,吖啶橙(AO)荧光染色和透射电镜观察凋亡形态学变化。 

结果表明:单独应用时羟基喜树碱和丝裂霉素的Ic 分别是8 ̄tg/mL和12.5 ̄g/mL,联合应用时Ic,。下降为4 Ilg/mL 

HCPT)和3.6 ̄tg,/mL(MMC),CI=0.78,为协同效应。羟基喜树碱与丝裂霉素单独及联合应用均可诱导K562细胞 

凋亡。2种药物联合应用时的凋亡率高于各自单独用药。羟基喜树碱与丝裂霉素联合应用可以通过共同诱导细胞 

凋亡,协同抑制人白血病细胞生长。 

关键词:羟基喜树碱;丝裂霉素;K562细胞 

中图分类号:R73—36 2 文献标志码:A 文章编号:1007—984X(2012)04—0038—05 

羟基喜树碱(Hydroxycamptothecin,HCPT)是从喜树的皮、果实中提取得到的一类色氨酸一萜烯生物 

碱类抗癌药物Ⅲ。丝裂霉素(MMC)是一种抗瘤谱广、杀伤力强的化疗药物,具有非特异作用于肿瘤细胞 

增殖各个时期的特点犯 ,是良好的抗肿瘤药物,不仅能直接作用于肿瘤细胞核中的DNA,起抑制或杀伤肿 

瘤的作用,而且能提高肿瘤细胞的免疫原性,增强机体对其的杀伤活性p 。 

在肿瘤的综合治疗中,药物治疗占有重要地位,在治疗过程中为了达到更好的治疗效果,往往同时使 

用一些药物。因此,联合用药在抗肿瘤过程中占有重要的地位,它可以使用几种作用机制不同的药物共同 

诱导细胞凋亡,减少了只用一种较高浓度药物诱导细胞凋亡对机体的损害作用H 。。本研究将羟基喜树碱和 

丝裂霉素联合应用,观察其对人白血病K562细胞的作用效果,并探讨起作用机制。 

1材料和方法 

1.1 材料 

人慢i生粒细胞性白血病细胞K562,来源于上海生工生物生化细胞所。 

1_2药品和试剂 

丝裂霉素,浙江海正药业;RPMI1640培养基干粉,HyClone;优级胎牛血清,上海生工;Hepes,上海 

生工;吖啶橙、Tris饱和酚,北京鼎国;Trizol,上海生工。 

1.3方法 

1.3.1细胞培养和传代 

细胞培养于含10%优级胎牛血清的RPMI1640完全培养基中,培养条件为37℃,体积分数5%CO 和饱 

和湿度。每3 5d传代一次,取对数生长期的细胞进行试验,接种密度为5万个/mL。. 

1.3.2台盼蓝拒染法检测药物联合应用的效果 

取对数生长期的K562细胞,实验共分4组:(1)对照组:不加任何药物;(2)羟基喜树碱组:羟 

收稿日期:2011-03—16 

基金项目:黑龙江省自然科学基金项目(C200624);黑龙江省教育厅科学技术项目(11511447,12511611) 

作者简介:陈琳(1985一),女,江苏泰兴人,在读硕士研究生,主要从事分子细胞生物学方面研究,shsh132@163.corn。 

第4期 羟基喜树碱联合丝裂霉素诱导人白血病K562细胞凋亡 ・39・ 

基喜树碱终浓度分别是2.5,5,7.5,10,l2.5,15.g/mL;(3)丝裂霉素组:5,10,15,20,25,30.g/mL; 

(4)联合用药组:同时加入羟基喜树碱和丝裂霉素,终浓度分别为8.g/mL(HCPT)+6.25.g/mL(MMC), 

8 ̄g/mL(HCPT)+3.125.g/mL(MMC),4.g/mL(HCPT)+12.5.g/mL(MMC),2.g/mL(HCPT)+12.5.g/mL 

(MMC),4.g/mL(HCPT)+6.25.g/mL(MMC),4. ̄mL(HCPT)+3.125 p#mL(MMC),2 g/mL(HCPT) 

+6.25 mL(MMC),2.g/mL(HCPT)+3.125.g/mL(MMC o培养48h后,台盼蓝拒染法计算活细胞数, 

每组实验重复3次,计算细胞抑制率=[(对照组活细胞数一实验组活细胞数)/x ̄照组活细胞数]X 100%。绘 

制细胞增殖抑制曲线,测定药物半数抑制浓度(IC如),计算合用指数(cI o CI=(联合用药时羟基喜树碱 

的Ic 单独用药时羟基喜树碱的Ic 。)+(联合用药时丝裂霉素的Ic 。/单独用药时丝裂霉素的Ic∞o CI=I 

表明相加作用,CI<l表明协同作用,CI>I表明拮抗作用。 

1.3.3羟基喜树碱与丝裂霉素对K562细胞形态的观察 

收集对照组和羟基喜树碱组、丝裂霉素组、联合用药组处理的48 h的K562细胞,普通生物显微镜下 

观察并拍照,吖啶橙染色后荧光显微镜下观察细胞形态,常规制作电镜标本,透射电镜观察、拍照。 

1.3.4 DNA琼脂糖凝胶电泳技术检测细胞凋亡 

收集对照组和羟基喜树碱组、丝裂霉素组、联合用药组处理48 h的K562细胞,提取DNA,1.5%琼脂 

糖凝胶电泳l h,紫外灯下观察拍照。 

1.3.5 流式细胞仪分析K562细胞周期及凋亡情况 

分别收集培养48 h的所有K562细胞,常规流式细胞仪检测前处理,碘化丙啶染色,上流式细胞仪检 

测(汞激发波长为488nm)。 

1.3.6 实验数据的统计学处理 

采用SPSS 16.0软件进行统计分析。数据用均数 ±标准差s(x 4- )表示,进行方差分析。 

2结果 

2.1 台盼蓝拒染法检测药物联合应用的效果 

单独应用羟基喜树碱和丝裂霉素时Ic 。分 

别为8 mL和12.5.g/mL,如表l和图1所 

表1曲线拟合结果 

示。 

2种药联合作用时K562细胞的Ic 。为4 

.g/mE(HCPT)+3.6 g,mL(MMC),女口图2所 

示。根据公式计算CI=0.78<1,表明2种药联 

合起协同作用。 

80 

. 

5 10 l5 20 25 30 25 5 7 1o 125 15 

0 

丝裂霉素药物浓度, g・mL 羟基喜树碱药物浓度, mL 

羟基喜树碱+丝裂霉素药物浓度/Pg・mL 

图1丝裂霉素、羟基喜树碱作用48h的细胞增殖抑制曲线 

图2丝裂霉素、羟基喜树碱联合作用48h的细胞增殖抑制曲线 

2-2细胞形态学观察 

2.2.1 羟基喜树碱、丝裂霉素单用及联合应用时K562细胞形态的影响 

未加药处理的K562细胞呈圆形,大小均一,核大而明显,细胞壁光滑,折光性好如图3中的A。凋 

亡的细胞体积变小,细胞膜出芽,出现凋亡小体如图3中的A、B、c,坏死细胞细胞膜破裂,内容物释放 

到培养基中。 

42・ 齐齐哈尔大学学报 2012正 

在病人耐受的前提下,应适量提高浓度,以增加化疗效果。这些结论为肿瘤化疗药物应用提供理论依据, 

为临床上羟基喜树碱与丝裂霉素联合用于白血病K562细胞的化疗并提高化疗疗效提供一种可能。但由于 

各种肿瘤细胞的特l生不尽相同,羟基喜树碱与丝裂霉素联用对其它肿瘤细胞是否会产生本实验的效果,亦 

有待进一步探讨。 

参考文献 

【1]陈菲,王瑜梅.羟基喜树碱对人乳腺癌MCF一7细胞增殖及凋亡的影nli[j].中国医药导报,2011,8(1O):17~19. 

[2杨娟,周玲玲,袁冬平,等.联用莪术油和丝裂霉素对肝肿瘤细胞株SMMC一7721的作用研究[2]J].安徽医药,2009,13(1 1): 

1327-1328. 

[3】Singh G,Sinha N.Involvement of apoptosis in mediating mitomycin C-induced teratogenesis in vitro[J].Toxicology mechanisms and 

methods,2010,20(4):190—196. 

[4】Kaufmann S H.Earnshaw.Induction of apoptosis by cancer chemotherapy[J].Exp Cell Res,2000,256:42-49. 

[5】范景景.抗肿瘤药物联合用药作用进展[J].城市建设,2009(35):164—165. 

The research on apoptosis in human leukemic K562 cells acted by HCPT and MMC 

CHEN Lin,SHAO Shu-li, WU Guang'hui,ZHANG Wei-wei 

(College ofLife Sciences and Agriculture and Forestry,Qiqihar University,Heilongiiang Qiqihar 161006,China) 

Abstract:T0 study the effects of hydroxycamptothecine(HCPT)combined with mitomycin on human leukemic K562 

cells.and to explore the mechanism of that induced apoptosis.After the effect of MMC、HC and both combined for 

diferent concentration,trypan blue staining Was performed to detect cell growth inhibition rate and calculated CI, 

lfow cytometry(FCM)was used to detect the apoptosis rate of K562 cells,moq)hological changes ot‘the apoptosis in 

K562 ce1ls were observed through AO fluorescent staining under lfuorescent microscope and transmission electron 

microseope.The resu]ts show。when the combination of the two drugs,CI iS 0.78 orf synergistic effect.MMC、HCPT 

and both combined all can induce apoptosis in K562 cells.The apoptosis rate for the combination of the two drugs was 

higher than that for alone.The combination of HCPT and MMC can induce apoptosis.and had synergistic iMfibiton 

effects on the growth of human leukemic K562 cells. 

Key words:hydroxycamptothecine;mitomycin;K562 ceils 

2024年9月26日发(作者:郏高原)

第28卷第4期 

齐齐哈尔大学学报 

Vo1.28.No.4 

2012年7月 

Journal of Qiqihar University 

July,201 2 

羟基喜树碱联合丝裂霉素 

诱导人白血病K562细胞凋亡 

陈琳,邵淑丽,武广慧,张伟伟 

(齐齐哈尔大学生命科学与农林学院,黑龙江齐齐哈尔161006) 

摘要:观察羟基喜树碱与丝裂霉索联合应用对人白血病细胞K562的作用效果,并探讨其机制。不同浓度羟基喜 

树碱与丝裂霉素单独及联合作用于人白血病细胞K562后,应用台盼蓝拒染法检测细胞生长抑制率,计算合用指 

数(cI),流式细胞仪(FCM)检测K562细胞凋亡率,吖啶橙(AO)荧光染色和透射电镜观察凋亡形态学变化。 

结果表明:单独应用时羟基喜树碱和丝裂霉素的Ic 分别是8 ̄tg/mL和12.5 ̄g/mL,联合应用时Ic,。下降为4 Ilg/mL 

HCPT)和3.6 ̄tg,/mL(MMC),CI=0.78,为协同效应。羟基喜树碱与丝裂霉素单独及联合应用均可诱导K562细胞 

凋亡。2种药物联合应用时的凋亡率高于各自单独用药。羟基喜树碱与丝裂霉素联合应用可以通过共同诱导细胞 

凋亡,协同抑制人白血病细胞生长。 

关键词:羟基喜树碱;丝裂霉素;K562细胞 

中图分类号:R73—36 2 文献标志码:A 文章编号:1007—984X(2012)04—0038—05 

羟基喜树碱(Hydroxycamptothecin,HCPT)是从喜树的皮、果实中提取得到的一类色氨酸一萜烯生物 

碱类抗癌药物Ⅲ。丝裂霉素(MMC)是一种抗瘤谱广、杀伤力强的化疗药物,具有非特异作用于肿瘤细胞 

增殖各个时期的特点犯 ,是良好的抗肿瘤药物,不仅能直接作用于肿瘤细胞核中的DNA,起抑制或杀伤肿 

瘤的作用,而且能提高肿瘤细胞的免疫原性,增强机体对其的杀伤活性p 。 

在肿瘤的综合治疗中,药物治疗占有重要地位,在治疗过程中为了达到更好的治疗效果,往往同时使 

用一些药物。因此,联合用药在抗肿瘤过程中占有重要的地位,它可以使用几种作用机制不同的药物共同 

诱导细胞凋亡,减少了只用一种较高浓度药物诱导细胞凋亡对机体的损害作用H 。。本研究将羟基喜树碱和 

丝裂霉素联合应用,观察其对人白血病K562细胞的作用效果,并探讨起作用机制。 

1材料和方法 

1.1 材料 

人慢i生粒细胞性白血病细胞K562,来源于上海生工生物生化细胞所。 

1_2药品和试剂 

丝裂霉素,浙江海正药业;RPMI1640培养基干粉,HyClone;优级胎牛血清,上海生工;Hepes,上海 

生工;吖啶橙、Tris饱和酚,北京鼎国;Trizol,上海生工。 

1.3方法 

1.3.1细胞培养和传代 

细胞培养于含10%优级胎牛血清的RPMI1640完全培养基中,培养条件为37℃,体积分数5%CO 和饱 

和湿度。每3 5d传代一次,取对数生长期的细胞进行试验,接种密度为5万个/mL。. 

1.3.2台盼蓝拒染法检测药物联合应用的效果 

取对数生长期的K562细胞,实验共分4组:(1)对照组:不加任何药物;(2)羟基喜树碱组:羟 

收稿日期:2011-03—16 

基金项目:黑龙江省自然科学基金项目(C200624);黑龙江省教育厅科学技术项目(11511447,12511611) 

作者简介:陈琳(1985一),女,江苏泰兴人,在读硕士研究生,主要从事分子细胞生物学方面研究,shsh132@163.corn。 

第4期 羟基喜树碱联合丝裂霉素诱导人白血病K562细胞凋亡 ・39・ 

基喜树碱终浓度分别是2.5,5,7.5,10,l2.5,15.g/mL;(3)丝裂霉素组:5,10,15,20,25,30.g/mL; 

(4)联合用药组:同时加入羟基喜树碱和丝裂霉素,终浓度分别为8.g/mL(HCPT)+6.25.g/mL(MMC), 

8 ̄g/mL(HCPT)+3.125.g/mL(MMC),4.g/mL(HCPT)+12.5.g/mL(MMC),2.g/mL(HCPT)+12.5.g/mL 

(MMC),4.g/mL(HCPT)+6.25.g/mL(MMC),4. ̄mL(HCPT)+3.125 p#mL(MMC),2 g/mL(HCPT) 

+6.25 mL(MMC),2.g/mL(HCPT)+3.125.g/mL(MMC o培养48h后,台盼蓝拒染法计算活细胞数, 

每组实验重复3次,计算细胞抑制率=[(对照组活细胞数一实验组活细胞数)/x ̄照组活细胞数]X 100%。绘 

制细胞增殖抑制曲线,测定药物半数抑制浓度(IC如),计算合用指数(cI o CI=(联合用药时羟基喜树碱 

的Ic 单独用药时羟基喜树碱的Ic 。)+(联合用药时丝裂霉素的Ic 。/单独用药时丝裂霉素的Ic∞o CI=I 

表明相加作用,CI<l表明协同作用,CI>I表明拮抗作用。 

1.3.3羟基喜树碱与丝裂霉素对K562细胞形态的观察 

收集对照组和羟基喜树碱组、丝裂霉素组、联合用药组处理的48 h的K562细胞,普通生物显微镜下 

观察并拍照,吖啶橙染色后荧光显微镜下观察细胞形态,常规制作电镜标本,透射电镜观察、拍照。 

1.3.4 DNA琼脂糖凝胶电泳技术检测细胞凋亡 

收集对照组和羟基喜树碱组、丝裂霉素组、联合用药组处理48 h的K562细胞,提取DNA,1.5%琼脂 

糖凝胶电泳l h,紫外灯下观察拍照。 

1.3.5 流式细胞仪分析K562细胞周期及凋亡情况 

分别收集培养48 h的所有K562细胞,常规流式细胞仪检测前处理,碘化丙啶染色,上流式细胞仪检 

测(汞激发波长为488nm)。 

1.3.6 实验数据的统计学处理 

采用SPSS 16.0软件进行统计分析。数据用均数 ±标准差s(x 4- )表示,进行方差分析。 

2结果 

2.1 台盼蓝拒染法检测药物联合应用的效果 

单独应用羟基喜树碱和丝裂霉素时Ic 。分 

别为8 mL和12.5.g/mL,如表l和图1所 

表1曲线拟合结果 

示。 

2种药联合作用时K562细胞的Ic 。为4 

.g/mE(HCPT)+3.6 g,mL(MMC),女口图2所 

示。根据公式计算CI=0.78<1,表明2种药联 

合起协同作用。 

80 

. 

5 10 l5 20 25 30 25 5 7 1o 125 15 

0 

丝裂霉素药物浓度, g・mL 羟基喜树碱药物浓度, mL 

羟基喜树碱+丝裂霉素药物浓度/Pg・mL 

图1丝裂霉素、羟基喜树碱作用48h的细胞增殖抑制曲线 

图2丝裂霉素、羟基喜树碱联合作用48h的细胞增殖抑制曲线 

2-2细胞形态学观察 

2.2.1 羟基喜树碱、丝裂霉素单用及联合应用时K562细胞形态的影响 

未加药处理的K562细胞呈圆形,大小均一,核大而明显,细胞壁光滑,折光性好如图3中的A。凋 

亡的细胞体积变小,细胞膜出芽,出现凋亡小体如图3中的A、B、c,坏死细胞细胞膜破裂,内容物释放 

到培养基中。 

42・ 齐齐哈尔大学学报 2012正 

在病人耐受的前提下,应适量提高浓度,以增加化疗效果。这些结论为肿瘤化疗药物应用提供理论依据, 

为临床上羟基喜树碱与丝裂霉素联合用于白血病K562细胞的化疗并提高化疗疗效提供一种可能。但由于 

各种肿瘤细胞的特l生不尽相同,羟基喜树碱与丝裂霉素联用对其它肿瘤细胞是否会产生本实验的效果,亦 

有待进一步探讨。 

参考文献 

【1]陈菲,王瑜梅.羟基喜树碱对人乳腺癌MCF一7细胞增殖及凋亡的影nli[j].中国医药导报,2011,8(1O):17~19. 

[2杨娟,周玲玲,袁冬平,等.联用莪术油和丝裂霉素对肝肿瘤细胞株SMMC一7721的作用研究[2]J].安徽医药,2009,13(1 1): 

1327-1328. 

[3】Singh G,Sinha N.Involvement of apoptosis in mediating mitomycin C-induced teratogenesis in vitro[J].Toxicology mechanisms and 

methods,2010,20(4):190—196. 

[4】Kaufmann S H.Earnshaw.Induction of apoptosis by cancer chemotherapy[J].Exp Cell Res,2000,256:42-49. 

[5】范景景.抗肿瘤药物联合用药作用进展[J].城市建设,2009(35):164—165. 

The research on apoptosis in human leukemic K562 cells acted by HCPT and MMC 

CHEN Lin,SHAO Shu-li, WU Guang'hui,ZHANG Wei-wei 

(College ofLife Sciences and Agriculture and Forestry,Qiqihar University,Heilongiiang Qiqihar 161006,China) 

Abstract:T0 study the effects of hydroxycamptothecine(HCPT)combined with mitomycin on human leukemic K562 

cells.and to explore the mechanism of that induced apoptosis.After the effect of MMC、HC and both combined for 

diferent concentration,trypan blue staining Was performed to detect cell growth inhibition rate and calculated CI, 

lfow cytometry(FCM)was used to detect the apoptosis rate of K562 cells,moq)hological changes ot‘the apoptosis in 

K562 ce1ls were observed through AO fluorescent staining under lfuorescent microscope and transmission electron 

microseope.The resu]ts show。when the combination of the two drugs,CI iS 0.78 orf synergistic effect.MMC、HCPT 

and both combined all can induce apoptosis in K562 cells.The apoptosis rate for the combination of the two drugs was 

higher than that for alone.The combination of HCPT and MMC can induce apoptosis.and had synergistic iMfibiton 

effects on the growth of human leukemic K562 cells. 

Key words:hydroxycamptothecine;mitomycin;K562 ceils 

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