补气通络解毒方对胰腺癌模型小鼠HIC1/SIRT1基因表达的实验研究论文_胡波1 2 王春友3

( 1华中科技大学同济医学院博士后流动站;湖北武汉 430022;

2湖北省鄂州市中医医院;湖北鄂州436000;

3华中科技大学同济医学院附属协和医院 ;湖北武汉430022)

摘要:目的:观察补气通络解毒方对胰腺癌小鼠模型HIC1、SIRT1基因的影响。方法:将30只裸鼠随机分为三组,每组10只,采用癌细胞皮下种植法造模,造模成功后,正常组和模型组给予生理盐水灌胃,治疗组给予补气通络解毒方灌胃,连续14天;治疗结束后,处死裸鼠,取出瘤组织,以免疫组化法检测各组标本的HIC1、SIRT1基因的表达情况。结果:在HIC1基因表达方面;治疗组阳性细胞数及灰度值明显高于模型组,二者有极显著性差异,P<0.01,但仍然低于正常组,与正常组比较有显著性差异(P<0.05);在SIRT1基因表达方面:治疗组阳性细胞数及灰度值明显低于模型组,二者有极显著性差异,P<0.01,但仍然高于正常组,与正常组比较有显著性差异(P<0.05)。结论:补气通络解毒方通过上调模型小鼠HIC1基因表达、及下调SIRT1基因表达,从而使HIC1/ SIRT1信号通路恢复平衡,发挥治疗胰腺癌的微观分子生物学效应。

关键词:补气通络解毒方;胰腺癌;HIC1/SIRT1基因

胰腺癌有“癌中之王”的称谓,是恶性程度较高的肿瘤之一,目前缺乏有效治疗手段;笔者师从邱幸凡教授多年,根据邱师关于“脏虚络痹毒结”的肿瘤发病机制[1],结合临床,自拟补气通络解毒方治疗胰腺癌,取得了良好的临床疗效[2],为了进一步探索该方产生疗效的分子生物学机制,本人应用补气通络解毒方作用于胰腺癌模型小鼠,观察其对HIC1/SIRT1基因表达的影响,为该方治疗胰腺癌提供实验依据。

1.材料与造模

1.1.实验动物

SPF级雄性裸小鼠(BALB/C)30只,6-8周龄,体重20±2g,由华中科技大学同济医学院实验动物中心提供;按SPF级动物实验要求进行饲养及管理。

1.2.细胞株: 人胰腺癌细胞系SUIT-2,由中国协和医科大学中国医学科学院肿瘤研究所提供。

1.3.细胞培养及处理 人胰腺癌细胞系SUIT-2复苏后,加入含10%小牛血清的RPMI1640培养液,置于37℃,5%CO2,饱和湿度的CO2培养箱中培养。

1.4动物模型的建立

实验前观察1周,若裸小鼠生长正常(死亡率不超过10%),即分别于造模组裸小鼠左后腿外侧皮内注射SUIT-2细胞1×106个,建立移植瘤模型,而正常组(10只)则于左后腿外铡皮内注射同体积生理盐水?造模成功后将造模组随机分为模型组和治疗组、每组10只。

1.5. 药物及制备

补气通络解毒方(人参5g、黄芪30g、枳壳10g、川芎15g、地龙10g、柴胡8g、蜈蚣3g、莪术15g、龙葵15g、炙甘草6g等)均按人与实验动物体表面积折算法算得小鼠等效剂量为每公斤体重60g生药。用5倍于药材的冷水浸泡20分钟,然后用武火煎至水沸,改用文火煎煮40分钟,滤出药液加冷水适量,煎至水沸,改用文煎煮30分钟,滤出药渣,将两次煎取药液混匀浓缩成每毫升含生药2g的药液,药液置于冰箱0-4℃保存。

1.6给药剂量与方法

正常组:按3ml/100g体重给予生理盐水灌胃,每日1次,连续14天。

对照组:移植癌细胞后,待移植瘤肉眼可见时,按3ml/100g体重给予生理盐水灌胃,每日1次,连续14天。

治疗组:移植癌细胞后,待移植瘤肉眼可见时,按3ml/100g体重给予补气通络解毒方灌胃,每日1次,连续14天。

1.7 取材

治疗结束后,颈椎脱臼法处死小鼠,并用酒精消毒操作部位皮肤,置于超净工作台(事先以紫外线灯消毒30min),以无菌操作剥取肿瘤结节,剔除纤维包膜和坏死组织(正常组取胰腺组织),-20℃冰箱中保存。

1.8 统计学分析

实验结果均以X±s表示,计量资料多组间差异性比较采用方差分析(one way ANOVA),计数资料采用卡方检验,使用spss10.0软件包进行数据处理,以P<0.05为显著性标准。

1.9 仪器试剂

切片机 RM2016 上海徕卡仪器有限公司

冻台 JB-L5 武汉俊杰电子有限公司

脱水机 JJ-12J 武汉俊杰电子有限公司

生物显微镜 OLYMPUS CX31 RTSF 日本

医学图象分析系统 AsBImageSys 成都遨生电子有限公司

通用型免疫组化试剂盒(SABC法) 批号K5007 DAKO公司

HIC1、SIRT1一抗 批号 K5007 DAKO公司

DAB显色试剂盒 批号20071223 武汉博士德生物工程有限公司

电子天平 FC204型 上海精科实业有限公司

医用冷藏箱 YC-300L 中科美菱

2.实验方法

2.1标本制备

将各组标本取出部分置于4%多聚甲醛中,固定3h后,依次放入15%、20%、30%蔗糖PBS液中固定,至组织下沉后冻台做冰冻切片。

2.2 HIC1、SIRT1免疫组化

(1)0.1MPBS(PH=7.2,下同)冲洗5min×3次

(2)切片入1%H2O2,室温10 min

(3)0.1MPBS冲洗5min×3次

(4)切片置于0.1M柠檬酸钠缓冲液(PH=6.0)中作抗原热修复15-20 min

(5)0.1MPBS冲洗5min×3次

(6)牛血清封闭,37℃30min

(7)0.1MPBS冲洗5min×3次

(8)切片加入β-内啡肽一抗, 37℃24h

(9)0.1MPBS冲洗5min×3次

(10)加入二抗工作液37℃30min

(11)0.1MPBS冲洗5min×3次

(12) DAB显色

(13)自来水充分冲洗

(14)酒精梯度脱水、二甲苯透明、中性树胶封片

2.3图像分析

用 AsBImageSys医学图象分析系统进行分析。测量各标本HIC1、SIRT1阳性基因的光密度和颗粒面积。为保证所测结果的准确性,所选待测的切片平面基本一致。每只小鼠取2张切片,每组共测10张切片,每张切片均测3个视野,3个视野所测光密度或面积之和为一个统计样本。为了使其结果更准确,采用图像分析仪对不同组别HIC1、SIRT1阳性基因的光密度和颗粒面积进行定量分析。

3.结果:见下表

4.讨论

HIC1(hypermethylated in cancer 1,肿瘤高甲基化基因1)基因的主要编码产物为714个氨基酸的蛋白质,参与基因的转录调控。一般分为三个功能区域,分别是N末端约120个氨基酸残基的BTB/POZ (Broad complex, Tramtrack andBric à brac/Poxviruses and Zinc finger)域,参与蛋白质之间的寡聚化,同时也是一个自发转录抑制域,可以和SIRT1蛋白结合抑制SIRT1基因的转录[3]。

哺乳动物SIRT1(silenced information regulator,沉默信息调节因子)是酵母菌沉默信息调节因子(silenced information regulator,Sir2)的类似物,属于NAD+ 依赖性III型组蛋白去乙酰化酶(histone deacetylases, HDAC)[5]。SIRT1含有275个氨基酸构成的保守催化结构域,可以对组蛋白或非组蛋白特定部位进行去乙酰化修饰,改变靶蛋白功能活性。

SIRT1在前列腺癌[6]、急性白血病[7]、结肠癌[8]、非黑色素瘤皮肤癌[9]等多种肿瘤中均存在异常高表达。Chen WY 研究显示HIC1可以和SIRT1形成复合物,与SIRT1启动子结合,抑制其转录[4];故HIC1与SIRT1之间构成了一条信号转导通路,在恶性肿瘤的发病过程中扮演重要角色。

笔者根据导师邱幸凡教授关于恶性肿瘤的“脏虚络痹毒结”的中医病机认识,自拟补气通络解毒方,方中人参味甘、微苦,微温,能大补元气,补脾益肺,为君药。黄芪味甘,性微温,为臣药,能补气生阳、益卫固表,能增强人参的补气功效,为臣药。柴胡及枳壳味辛、性温,有行气之功效;川芎、莪术味辛性温,有活血化瘀之功,故为佐药;地龙及蜈蚣辛温,能搜邪剔络,无血者走气,有血者走血,灵活迅速,《临证指南医案》:“凡虫蚁皆攻。无血者走气,有血者走血,飞者升,地行者降……”。与柴胡、枳壳、川芎、莪术配伍能引药入气络及血络,从而达到宣通络脉的功效,故为使药;龙葵性寒,味苦,微甘,具有小毒,有清热解毒之功,亦为佐药,炙甘草味甘、性微温,有调和诸药之功,故佐使药。全方合用,共奏补气通络、解毒消瘤之功。

研究结果显示:在HIC1基因表达方面,模型组最低,而正常组最高,正常组阳性细胞数及灰度值明显高于模型组,二者之间有极显著性差异,P<0.01,而治疗组阳性细胞数及灰度值明显高于模型组,二者有极显著性差异,P<0.01,但仍然低于正常组,与正常组比较有显著性差异(P<0.05);说明胰腺癌细胞中HIC1基因表达升高,经补气通络解毒方治疗后,HIC1基因表达下调,但仍没有恢复到正常水平。在SIRT1基因表达方面,模型组最高,而正常组最低,正常组阳性细胞数及灰度值明显低于模型组,二者之间有极显著性差异,P<0.01,而治疗组阳性细胞数及灰度值明显低于模型组,二者有极显著性差异,P<0.01,但仍然高于正常组,与正常组比较有显著性差异(P<0.05);说明胰腺癌细胞中SIRT1基因表达升高,经补气通络解毒方治疗后,SIRT1基因表达下调,但仍没有恢复到正常水平。综合以上数据分析,我们可以推论出:补气通络解毒方通过上调模型小鼠HIC1基因表达、及下调SIRT1基因表达,从而使HIC1/ SIRT1信号通路恢复平衡,这可能是其治疗胰腺癌的微观分子生物学机制之一。

参考文献

1.倪亚、邱幸凡.补肺通络解毒法治疗肺癌的思路探讨[J].光明中医.2009,24(8):1459-1460。

2.胡波、周贞迪、邱幸凡等.补气通络解毒方配合GEMOX方案治疗中晚期胰腺癌60例临床观察[J].北京中医药,2010.29(10):770-772。

3.Norman J. The role of cytokines in the pathogenesis of acute pancreatitis. American Journal of Surgery. 1998;175(1):76–83.

4.Huffman DM, Grizzle WE, Bamman MM, Kim JS, Eltoum IA, Elgavish A, Nagy TR. SIRT1 is significantly elevated in mouse and human prostate cancer. Cancer Res. 2007; 67(14): 6612-8.

5.Bradbury CA, Khanim FL, Hayden R, Bunce CM, White DA, Drayson MT, Craddock C, Turner BM. Histone deacetylases in acute myeloid leukaemia show a distinctive pattern of expression that changes selectively in response to deacetylase inhibitors. Leukemia. 2005; 19(10): 1751-9.

6.Stünkel W, Peh BK, Tan YC, Nayagam VM, Wang X, Salto-Tellez M, Ni B, Entzeroth M, Wood J. Function of the SIRT1 protein deacetylase in cancer. Biotechnol J. 2007; 2(11): 1360-8.

7.Hida Y, Kubo Y, Murao K, Arase S. Strong expression of a longevity- related protein, SIRT1, in Bowen's disease. Arch Dermatol Res. 2007; 299(2): 103-6.

8.Ota H, Tokunaga E, Chang K, Hikasa M, Iijima K, Eto M, Kozaki K, Akishita M, Ouchi Y, Kaneki M. Sirt1 inhibitor, Sirtinol, induces senescence-like growth arrest with attenuated Ras-MAPK signaling in human cancer cells. Oncogene. 2006; 25(2): 176-85.

9.Norman J. The role of cytokines in the pathogenesis of acute pancreatitis. American Journal of Surgery. 1998;175(1):76–83.

论文作者:胡波1 2 王春友3

论文发表刊物:《医师在线》2016年8月第16期

论文发表时间:2016/10/26

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