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摘要:目的 探讨消痰散结方对MKN-45人胃癌裸鼠原位移植瘤微卫星不稳定的作用机制。方法 采用MKN-45人胃癌细胞株建立裸鼠皮下瘤模型皮下传3代作为实验模型的瘤源,采用OB胶黏合法建立人胃癌裸鼠原位移植瘤模型。20只模型裸鼠分为模型组和中药组。中药组予消痰散结方干预6周后,测瘤质量,计算抑瘤率并检测5个微卫星不稳定位点(D17S250、D2S123、D5S346、Bat-25和Bat-26)。结果 中药组的瘤质量明显低于模型组(P<0.01),其抑瘤率为40.84%。模型组的肿瘤组织中能扩增到5个微卫星位点,其中微卫星位点D2S123、D5S346出现某些延长和缩短。使用消痰散结方干预6周后,微卫星位点D2S123、D5S346的变异趋于稳定。结论 消痰散结方能抑制MKN-45人胃癌裸鼠原位移植瘤的微卫星不稳定。
关键词:消痰散结方;微卫星不稳定;胃癌;裸鼠
DOI:10.3969/j.issn.1005-5304.2013.12.012
中图分类号:R285.5 文献标识码:A 文章编号:1005-5304(2013)12-0032-03
近年来,越来越多的实验研究证实微卫星不稳定(MSI)与胃癌的发生发展有密切关联[1-3],MSI在胃癌的发生率大约为14.0%~45.0%,个别高达90.0%[4-6]。消痰散结方为本院魏品康教授多年临床经验总结,前期研究显示,消痰散结方改善晚期胃癌患者症状有效率达82.9%,卡氏评分提高率84.4%,中位生存期12.25个月,3年生存率22.10%,已获明显疗效[7]。本实验为进一步研究消痰散结方干预胃癌的作用机制,观察其对MSI的影响。
1 实验材料
1.1 动物
裸鼠20只,雄性,SPF级,体质量18~20 g。购自上海斯莱克实验动物有限公司,生产许可证号:SYXK(沪)2007-0005;使用许可证号:SYXK(沪)2007-0006。
1.2 药物
消痰散结方由天南星、半夏、全蝎、蜈蚣等组成,中药材购自上海雷允上公司,本院制剂室制备,原药材浓度为3.35 g/mL;喃氟啶:购自上海医药集团公司华联制药厂,批号060102。
1.3 细胞株
MKN-45胃癌细胞株,购自中国科学院细胞所。
1.4 试剂与主要仪器
动物组织基因组小量抽提试剂盒:High Pure PCR Template Preparation Kit,规格:1 kit (100 purifications),购自罗氏制药。测序仪试剂:Bigdye V3.1,货号:4323161,购自ABI公司。3130测序仪,购自ABI公司。9700 PCR仪,购自ABI公司。
2 实验方法
2.1 造模
2.1.1 细胞培养 MKN-45细胞以含10%小牛血清的RPMI- 1640培养基,在37 ℃、5%CO2培养箱中培养。0.25%胰酶-乙二胺四乙酸消化后,PBS洗2次,调整细胞浓度为1×107个/mL的细胞悬液。
2.1.2 裸鼠皮下瘤模型建立 取1只裸鼠,将0.2 mL细胞悬液接种于右侧近腋部皮下,当皮下移植瘤长至直径约1 cm时剥取移植瘤,切成1 mm×1 mm×1 mm瘤块,再经套管针转种至另一只裸小鼠腋部皮下,如此反复进行鼠间传代。本研究以第3代皮下移植瘤为实验模型的瘤源。
2.1.3 人胃癌裸鼠皮下移植瘤模型的建立 在操作台上,从腋皮下剥取肿瘤组织,剪成1 mm×1 mm×1 mm瘤块备用。实验动物禁食12 h,用10%水合氯醛按照裸鼠体质量0.03 mL/10 g腹腔注射麻醉后,常规手术,在胃大弯近胃窦处用1 mL无菌空针头划破胃壁浆膜层,用无齿镊将破损处向内推压,使局部胃壁形成凹龛,植入1块瘤组织于凹内,并在瘤块表面滴OB胶1滴,40 s凝固后将胃壁回纳入腹腔,0号丝线缝合腹膜及皮肤,关腹,复苏。20只荷瘤鼠均复制成功。养至6周。脱颈处死裸鼠荷瘤小鼠,分别取每只小鼠的胃肿瘤组织。
2.2 分组
选取MKN-45人胃癌皮下移植瘤裸鼠20只,分为模型组和中药组,每组10只。模型组每只给予生理盐水0.4 mL/d灌胃。中药组每只给予原药材浓度为3.35 g/mL消痰散结方0.4 mL/d灌胃,连续给药6周。
2.3 观察指标与方法
2.3.1 肿瘤组织基因组DNA提取及PCR扩增 采用RT-PCR方法。取肿瘤组织,按试剂盒说明书进行染色体抽提,然后进行PCR扩增。PCR反应体系:20 ?L。采用美国国立癌症研究所(NCI)推荐[8-9]的5个微卫星检测基因片段(D2S123、D3S1067、D3S1577、D17S250和BAT26)设计引物。所有引物序列查自NCBI uniSTS数据库,引物合成自上海英俊生物技术有限公司,实验条件:95 ℃、5 min,95 ℃、1 min,56 ℃、1 min,72 ℃、30 s, 30个循环,72 ℃、1 min,4 ℃保存。引物设计及反应体系见表1。PCR产物经纯化后添加内标,直接在3130测序仪中进行毛细管电泳。Data collection软件自动进行数据收集和处理,并生成原始的样品数据文件。
2.3.2 瘤质量和抑制率计算
灌胃结束后,第43日麻醉后处死小鼠,分离肿瘤,称取瘤质量。计算抑瘤率[(模型组瘤质量-中药组瘤质量)÷模型组瘤质量]。
3 统计学方法
采用SPSS16.0统计软件进行分析。计量资料用—x±s表示。采用Levene检验进行方差齐性检验,数据资料均方差齐,采用完全随机的方差分析(ANOVA),多个均数的比较用LSD-t检验。检验水准为0.05。 4 结果
4.1 荷瘤裸鼠瘤质量和抑瘤率(见表2)
4.2 荷瘤裸鼠肿瘤微卫星不稳定变化(见表3)
表3显示,在模型组肿瘤组织中能扩增到的5个微卫星位点(D17S250、D2S123、D5S346、Bat-25和Bat-26)中,微卫星位点D2S123、D5S346出现某些延长和缩短,但在使用消痰散结方治疗后,D2S123、D5S346的变异出现稳定趋势。
5 讨论
微卫星(microsatellite,MS)是分布生物基因种系中短串核苷酸的简单重复序列,重复单位为2~6个核苷酸,重复次数在20~100左右,分为核心区和侧翼区两部分。MS主要位于基因的编码区附近,也可位于内含子、启动子和Alu序列中,是基因重组和变异的来源,并通过改变DNA的结构或与特异的蛋白质结合而发挥基因调控作用。DNA复制时,MS序列很容易形成错配或重组错误,人体自身的错配修复系统将及时修复这些错误,当细胞的错配修复系统功能障碍时,这些错误得不到修复,基因片段或增加或减少,称之为MSI状态[10-11]。亦是肿瘤发生的重要原因之一[12]。
在中医学理论中,认为痰与肿瘤的发生发展密切相关,早在元代朱丹溪就已经提出“凡人上、中、下有块者,多是痰”,“痰挟瘀血,遂成窠囊”。本院魏品康教授从事胃癌临床工作40余年,认为胃癌的发生是由于3个方面因素(六淫入侵,饮食不宜,七情内伤)导致气机阻滞,津液运化失常,聚而成痰,痰浊内蕴,郁而化火,阻碍气机,最终导致痰气火相杂,而致细胞突变,发生肿瘤。基于对胃癌病因病机“痰本质”的认识,魏品康教授提出胃癌治疗大法“消痰散结法”,总结出“消痰散结方”治疗胃癌,取得显著临床疗效。
消痰散结方由半夏、天南星、陈皮、全蝎、蜈蚣等药物组成。半夏燥湿化痰、消痞散结、降逆止呕,因其辛温而燥,为燥湿化痰之要药,尤善治脏腑之湿痰。天南星燥湿化痰、散结消肿,其燥湿化痰似半夏而温燥之性更甚。陈皮理气健脾、燥湿化痰。全蝎、蜈蚣可攻毒散结、通络止痛,性善走窜,通达内外,二药可协同增效,与半夏、天南星相使为用,不仅助其消除顽痰,更有穿透络脉、化痰开结之力,防止痰邪流窜脏腑经络。本方在消痰药物中辅以理气散结之品,使顽痰得以消散,病因得以根除。
在前期研究工作中,我们已经证实消痰散结方对细胞间质多种物质均有调控作用,包括对肿瘤血管生成、基质金属蛋白酶的影响等多方位、多角度干预肿瘤的复发转移[13-16]。本研究中发现消痰散结方对肿瘤有明显的抑制作用,中药组的瘤质量明显低于模型组(P<0.01),其抑瘤率为40.84%,并且消痰散结方可以改善MKN-45人胃癌裸鼠原位移植瘤的MS(D2S123、D5S346)不稳定性,将出现变异的微卫星位点趋于稳定。本研究为消痰散结方干预胃癌的作用机制提供了新思路。
参考文献:
[1] Kim MS, An CH, Kim SS, et al. Frameshift mutations of poly (adenosine diphosphate-ribose) polymerase genes in gastric and colorectal cancers with microsatellite instability[J]. Hum pathol,2011,42(9):1289-1296.
[2] Kim H, An JY, Noh SH, et al. High microsatellite instability predicts good prognosis in intestinal-type gastric cancers[J]. J Gastroenterol Hepatol,2011,26(3):585-592.
[3] Wada-Hiraike O, Yano T, Nei T, et a1. The DNA mismatch repair gene hMSH2 is a potent coact ivator of oestrogen receptor alpha[J]. Br J Cancer,2005,92(12):2286-2291.
[4] Kim MS, Kyoung M, Kwon SJ, et a1. Genetic classification of intestinal-type and diffuse-type gastric cancers based on chromosomal loss and microsatellite instability[J]. Virchows Arch,2003,443:491-500.
[5] Yokozaki H, Ikehara N, Semba S, et al. BRAF/K-ras mutation, microsatellite instability, and promoter hypermethylation of Hmlh1/MGMT in human gastric carcionmas[J]. Gastric Cancer, 2004,7:246-253.
[6] Tsukamoto T, Mizoshita T, Otsuka T, et a1. Microsatellite instability is linked to loss of Hmlh1 expression in advanced gastric cancers:lack of relationship with the histological type and phenotype[J]. Gastric cancer,2005,8:164-172.
[7] 李相勇,魏品康.金龙蛇口服液治疗晚期胃癌临床观察[J].湖北中医杂志,2001,23(11):3-5. [8] Boland CR, Thibodeau SN, Hamilton SR, et al. A National Cancer Institute Workshop on Microsatellite Instability for cancer detection and familial predisposition:development of international criteria for the determination of microsatellite instability in colorectal cancer[J]. Cancer Res,1998,58(22):5248-5257.
[9] Falchetti M, Saieva C, Lupi R, et al. Gastric cancer with high-level microsatellite instability:target gene mutations, clinicopathologic features, and long-term survival[J]. Hum Pathol,2008,39(6):925-932.
[10] Hamelin R, Chalastanis A, Colas C, et al. Clinical and molecular consequences of microsatellite instability in human cancers[J]. Bull Cancer,2008,95(1):121-132.
[11] Hasuo T, Semba S, Satake S, et al. Superficially elevated-type serrated hyperplastic lesion of the stomach with minute adenocarcinoma[J]. Dig Endosc,2009,21(2):101-105.
[12] Gargano G, Calcara D, Corsale S, et al. Aberrant methylation within RUNX3 CpG island associated with the nuclear and mitochondrial microsatellite instability in sporadic gastric cancer. Results of a GOIM (Gruppo Oncologico dell'Italia Meridionale) prospective study[J].Ann Oncol,2007,18(6):103-109.
[13] 苏晓妹,李峻,许玲,等.消痰散结方对鸡胚绒毛尿囊膜血管生成及胃癌组织中VEGF表达的影响[J].山东中医药大学学报,2003,27(4):296- 297.
[14] 肖艳,魏品康,许玲,等.消痰散结方对小鼠MKN-45人胃癌组织中MMP2表达的影响[J].成都中医药大学学报,2002,25(4):32-33.
[15] 肖艳,魏品康,许玲,等.消痰散结方对小鼠MKN-45人胃癌组织中MTl-MMP表达的影响[J].辽宁中医学院学报,2003,5(3):271-272.
[16] 李峻,魏品康,许玲.消痰散结方对血管内皮细胞小管形成的影响[J].成都中医药大学学报,2003,26(4):25-26.
(收稿日期:2013-05-22,编辑:华强)
关键词:消痰散结方;微卫星不稳定;胃癌;裸鼠
DOI:10.3969/j.issn.1005-5304.2013.12.012
中图分类号:R285.5 文献标识码:A 文章编号:1005-5304(2013)12-0032-03
近年来,越来越多的实验研究证实微卫星不稳定(MSI)与胃癌的发生发展有密切关联[1-3],MSI在胃癌的发生率大约为14.0%~45.0%,个别高达90.0%[4-6]。消痰散结方为本院魏品康教授多年临床经验总结,前期研究显示,消痰散结方改善晚期胃癌患者症状有效率达82.9%,卡氏评分提高率84.4%,中位生存期12.25个月,3年生存率22.10%,已获明显疗效[7]。本实验为进一步研究消痰散结方干预胃癌的作用机制,观察其对MSI的影响。
1 实验材料
1.1 动物
裸鼠20只,雄性,SPF级,体质量18~20 g。购自上海斯莱克实验动物有限公司,生产许可证号:SYXK(沪)2007-0005;使用许可证号:SYXK(沪)2007-0006。
1.2 药物
消痰散结方由天南星、半夏、全蝎、蜈蚣等组成,中药材购自上海雷允上公司,本院制剂室制备,原药材浓度为3.35 g/mL;喃氟啶:购自上海医药集团公司华联制药厂,批号060102。
1.3 细胞株
MKN-45胃癌细胞株,购自中国科学院细胞所。
1.4 试剂与主要仪器
动物组织基因组小量抽提试剂盒:High Pure PCR Template Preparation Kit,规格:1 kit (100 purifications),购自罗氏制药。测序仪试剂:Bigdye V3.1,货号:4323161,购自ABI公司。3130测序仪,购自ABI公司。9700 PCR仪,购自ABI公司。
2 实验方法
2.1 造模
2.1.1 细胞培养 MKN-45细胞以含10%小牛血清的RPMI- 1640培养基,在37 ℃、5%CO2培养箱中培养。0.25%胰酶-乙二胺四乙酸消化后,PBS洗2次,调整细胞浓度为1×107个/mL的细胞悬液。
2.1.2 裸鼠皮下瘤模型建立 取1只裸鼠,将0.2 mL细胞悬液接种于右侧近腋部皮下,当皮下移植瘤长至直径约1 cm时剥取移植瘤,切成1 mm×1 mm×1 mm瘤块,再经套管针转种至另一只裸小鼠腋部皮下,如此反复进行鼠间传代。本研究以第3代皮下移植瘤为实验模型的瘤源。
2.1.3 人胃癌裸鼠皮下移植瘤模型的建立 在操作台上,从腋皮下剥取肿瘤组织,剪成1 mm×1 mm×1 mm瘤块备用。实验动物禁食12 h,用10%水合氯醛按照裸鼠体质量0.03 mL/10 g腹腔注射麻醉后,常规手术,在胃大弯近胃窦处用1 mL无菌空针头划破胃壁浆膜层,用无齿镊将破损处向内推压,使局部胃壁形成凹龛,植入1块瘤组织于凹内,并在瘤块表面滴OB胶1滴,40 s凝固后将胃壁回纳入腹腔,0号丝线缝合腹膜及皮肤,关腹,复苏。20只荷瘤鼠均复制成功。养至6周。脱颈处死裸鼠荷瘤小鼠,分别取每只小鼠的胃肿瘤组织。
2.2 分组
选取MKN-45人胃癌皮下移植瘤裸鼠20只,分为模型组和中药组,每组10只。模型组每只给予生理盐水0.4 mL/d灌胃。中药组每只给予原药材浓度为3.35 g/mL消痰散结方0.4 mL/d灌胃,连续给药6周。
2.3 观察指标与方法
2.3.1 肿瘤组织基因组DNA提取及PCR扩增 采用RT-PCR方法。取肿瘤组织,按试剂盒说明书进行染色体抽提,然后进行PCR扩增。PCR反应体系:20 ?L。采用美国国立癌症研究所(NCI)推荐[8-9]的5个微卫星检测基因片段(D2S123、D3S1067、D3S1577、D17S250和BAT26)设计引物。所有引物序列查自NCBI uniSTS数据库,引物合成自上海英俊生物技术有限公司,实验条件:95 ℃、5 min,95 ℃、1 min,56 ℃、1 min,72 ℃、30 s, 30个循环,72 ℃、1 min,4 ℃保存。引物设计及反应体系见表1。PCR产物经纯化后添加内标,直接在3130测序仪中进行毛细管电泳。Data collection软件自动进行数据收集和处理,并生成原始的样品数据文件。
2.3.2 瘤质量和抑制率计算
灌胃结束后,第43日麻醉后处死小鼠,分离肿瘤,称取瘤质量。计算抑瘤率[(模型组瘤质量-中药组瘤质量)÷模型组瘤质量]。
3 统计学方法
采用SPSS16.0统计软件进行分析。计量资料用—x±s表示。采用Levene检验进行方差齐性检验,数据资料均方差齐,采用完全随机的方差分析(ANOVA),多个均数的比较用LSD-t检验。检验水准为0.05。 4 结果
4.1 荷瘤裸鼠瘤质量和抑瘤率(见表2)
4.2 荷瘤裸鼠肿瘤微卫星不稳定变化(见表3)
表3显示,在模型组肿瘤组织中能扩增到的5个微卫星位点(D17S250、D2S123、D5S346、Bat-25和Bat-26)中,微卫星位点D2S123、D5S346出现某些延长和缩短,但在使用消痰散结方治疗后,D2S123、D5S346的变异出现稳定趋势。
5 讨论
微卫星(microsatellite,MS)是分布生物基因种系中短串核苷酸的简单重复序列,重复单位为2~6个核苷酸,重复次数在20~100左右,分为核心区和侧翼区两部分。MS主要位于基因的编码区附近,也可位于内含子、启动子和Alu序列中,是基因重组和变异的来源,并通过改变DNA的结构或与特异的蛋白质结合而发挥基因调控作用。DNA复制时,MS序列很容易形成错配或重组错误,人体自身的错配修复系统将及时修复这些错误,当细胞的错配修复系统功能障碍时,这些错误得不到修复,基因片段或增加或减少,称之为MSI状态[10-11]。亦是肿瘤发生的重要原因之一[12]。
在中医学理论中,认为痰与肿瘤的发生发展密切相关,早在元代朱丹溪就已经提出“凡人上、中、下有块者,多是痰”,“痰挟瘀血,遂成窠囊”。本院魏品康教授从事胃癌临床工作40余年,认为胃癌的发生是由于3个方面因素(六淫入侵,饮食不宜,七情内伤)导致气机阻滞,津液运化失常,聚而成痰,痰浊内蕴,郁而化火,阻碍气机,最终导致痰气火相杂,而致细胞突变,发生肿瘤。基于对胃癌病因病机“痰本质”的认识,魏品康教授提出胃癌治疗大法“消痰散结法”,总结出“消痰散结方”治疗胃癌,取得显著临床疗效。
消痰散结方由半夏、天南星、陈皮、全蝎、蜈蚣等药物组成。半夏燥湿化痰、消痞散结、降逆止呕,因其辛温而燥,为燥湿化痰之要药,尤善治脏腑之湿痰。天南星燥湿化痰、散结消肿,其燥湿化痰似半夏而温燥之性更甚。陈皮理气健脾、燥湿化痰。全蝎、蜈蚣可攻毒散结、通络止痛,性善走窜,通达内外,二药可协同增效,与半夏、天南星相使为用,不仅助其消除顽痰,更有穿透络脉、化痰开结之力,防止痰邪流窜脏腑经络。本方在消痰药物中辅以理气散结之品,使顽痰得以消散,病因得以根除。
在前期研究工作中,我们已经证实消痰散结方对细胞间质多种物质均有调控作用,包括对肿瘤血管生成、基质金属蛋白酶的影响等多方位、多角度干预肿瘤的复发转移[13-16]。本研究中发现消痰散结方对肿瘤有明显的抑制作用,中药组的瘤质量明显低于模型组(P<0.01),其抑瘤率为40.84%,并且消痰散结方可以改善MKN-45人胃癌裸鼠原位移植瘤的MS(D2S123、D5S346)不稳定性,将出现变异的微卫星位点趋于稳定。本研究为消痰散结方干预胃癌的作用机制提供了新思路。
参考文献:
[1] Kim MS, An CH, Kim SS, et al. Frameshift mutations of poly (adenosine diphosphate-ribose) polymerase genes in gastric and colorectal cancers with microsatellite instability[J]. Hum pathol,2011,42(9):1289-1296.
[2] Kim H, An JY, Noh SH, et al. High microsatellite instability predicts good prognosis in intestinal-type gastric cancers[J]. J Gastroenterol Hepatol,2011,26(3):585-592.
[3] Wada-Hiraike O, Yano T, Nei T, et a1. The DNA mismatch repair gene hMSH2 is a potent coact ivator of oestrogen receptor alpha[J]. Br J Cancer,2005,92(12):2286-2291.
[4] Kim MS, Kyoung M, Kwon SJ, et a1. Genetic classification of intestinal-type and diffuse-type gastric cancers based on chromosomal loss and microsatellite instability[J]. Virchows Arch,2003,443:491-500.
[5] Yokozaki H, Ikehara N, Semba S, et al. BRAF/K-ras mutation, microsatellite instability, and promoter hypermethylation of Hmlh1/MGMT in human gastric carcionmas[J]. Gastric Cancer, 2004,7:246-253.
[6] Tsukamoto T, Mizoshita T, Otsuka T, et a1. Microsatellite instability is linked to loss of Hmlh1 expression in advanced gastric cancers:lack of relationship with the histological type and phenotype[J]. Gastric cancer,2005,8:164-172.
[7] 李相勇,魏品康.金龙蛇口服液治疗晚期胃癌临床观察[J].湖北中医杂志,2001,23(11):3-5. [8] Boland CR, Thibodeau SN, Hamilton SR, et al. A National Cancer Institute Workshop on Microsatellite Instability for cancer detection and familial predisposition:development of international criteria for the determination of microsatellite instability in colorectal cancer[J]. Cancer Res,1998,58(22):5248-5257.
[9] Falchetti M, Saieva C, Lupi R, et al. Gastric cancer with high-level microsatellite instability:target gene mutations, clinicopathologic features, and long-term survival[J]. Hum Pathol,2008,39(6):925-932.
[10] Hamelin R, Chalastanis A, Colas C, et al. Clinical and molecular consequences of microsatellite instability in human cancers[J]. Bull Cancer,2008,95(1):121-132.
[11] Hasuo T, Semba S, Satake S, et al. Superficially elevated-type serrated hyperplastic lesion of the stomach with minute adenocarcinoma[J]. Dig Endosc,2009,21(2):101-105.
[12] Gargano G, Calcara D, Corsale S, et al. Aberrant methylation within RUNX3 CpG island associated with the nuclear and mitochondrial microsatellite instability in sporadic gastric cancer. Results of a GOIM (Gruppo Oncologico dell'Italia Meridionale) prospective study[J].Ann Oncol,2007,18(6):103-109.
[13] 苏晓妹,李峻,许玲,等.消痰散结方对鸡胚绒毛尿囊膜血管生成及胃癌组织中VEGF表达的影响[J].山东中医药大学学报,2003,27(4):296- 297.
[14] 肖艳,魏品康,许玲,等.消痰散结方对小鼠MKN-45人胃癌组织中MMP2表达的影响[J].成都中医药大学学报,2002,25(4):32-33.
[15] 肖艳,魏品康,许玲,等.消痰散结方对小鼠MKN-45人胃癌组织中MTl-MMP表达的影响[J].辽宁中医学院学报,2003,5(3):271-272.
[16] 李峻,魏品康,许玲.消痰散结方对血管内皮细胞小管形成的影响[J].成都中医药大学学报,2003,26(4):25-26.
(收稿日期:2013-05-22,编辑:华强)