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[背景和目的] 葛根总黄酮是中药葛根的主要有效成分之一,课题组前期研究发现葛根总黄酮(Puerariae radix flavones,PRF)在12.5~200μg/ml对不同急性髓系白血病细胞株HL-60、Kasumi-1、NB4和U937有选择性抑制作用,并影响上述细胞的细胞周期进程,阻滞细胞于S期,促进细胞凋亡。急性髓系白血病(acute myeloid leukemia,AML)是一组造血细胞恶性克隆性疾病,急性单核细胞白血病属WHO中未分类的AML,非特殊型,英法美协作组(FAB协作组)中M5亚型,临床上治疗难度大,完全缓解率较低,预后不良。本研究试图进一步探究葛根总黄酮体外对不同人急性单核细胞白血病细胞株SHI-1及U937细胞凋亡的影响及可能的作用机制。 [方法] 1.体外培养两种细胞株SHI-1细胞和U937细胞,MTT法检测不同浓度PRF对细胞增殖抑制的影响,依据IC50值筛选各组药物工作浓度。 2.0、25、50、75μg/ml的PRF处理SHI-1细胞,0、50、100、150μg/ml的PRF处理U937细胞48小时,瑞氏染色光学显微镜下观察细胞形态变化;流式细胞术检测不同药物处理组细胞周期及细胞早期凋亡情况。 3.0、25、50、75μg/ml的PRF处理SHI-1细胞,0、50、100、150μg/ml的PRF处理U937细胞24小时,明胶酶谱检测无血清培养基培养的细胞上清中金属基质蛋白酶2,9(MMP2,MMP9)的表达。 4.0、25、50、75μg/ml的PRF处理SHI-1细胞,0、50、100、150μg/ml的PRF处理U937细胞48小时,Western blot技术检测各药物处理组的细胞胞内MAPKs通路相关信号分子(胞内JNK、p-JNK、P38 MAPK、p-P38 MAPK、ERK及p-ERK)表达变化。 5.0、25、50、75μg/ml的PRF处理SHI-1细胞,0、50、100、150μg/ml的PRF处理U937细胞48小时,实时定量RT-PCR检测SHI-1细胞MLL-AF6融合基因在mRNA水平的表达。 [结果] 1.0、25、50、75μg/ml的PRF处理SHI-1细胞,0、50、100、150μg/ml的PRF处理U937细胞,分别处理细胞24、48、72小时,各时间点PRF对两种急性单核细胞白血病细胞均具有增殖抑制作用,抑制率呈作用时间和药物浓度依赖性(p<0.05),且SHI-1细胞抑制更明显。同一时间点PRF药物组与阴性对照组相比,组内差异均具有统计学意义,但各时间点的组间差异无统计学意义(p>0.05),各时间点内的2‰DMSO溶剂对照组与阴性对照组相比无显著差异(p>0.05)。0、25、50、75μg/ml的PRF处理SHI-1细胞,24、48、72小时的IC50分别为221.84μg/ml、75.35μg/ml、63.93μg/ml;0、50、100、150μg/ml的PRF处理U937细胞,24、48、72小时的IC50分别为417.066μg/ml、244.837μg/ml、136.737μg/ml。 2.0、25、50、75μg/ml的PRF处理SHI-1细胞,0、50、100、150μg/ml的PRF处理U937细胞48小时,瑞吉氏染色后观察到对照组细胞形态基本正常,药物处理组可见细胞凋亡特征,随着浓度的增加,活细胞数逐渐减少,凋亡形态特征逐渐明显。 3.0、25、50、75μg/ml的PRF处理SHI-1细胞,0、50、100、150μg/ml的PRF处理U937细胞48小时对细胞周期进程有影响,使细胞阻滞于S期。0、25、50、75μg/ml的PRF处理SHI-1细胞,G1期所占比例:53.7%、51.6%,49.1%,29.5%,S期所占比例:26.9%,31.6%、35.3%、46.7%;0、50、100、150μg/ml的PRF处理U937细胞48小时后检测细胞周期显示G1期所占比例:57.09%、48.51%、40.38%、10.32%,S期所占比例:32.69%、37.04%、47.52%、89.68%。 4.0、25、50、75μg/ml的PRF处理SHI-1细胞,0、50、100、150μg/ml的PRF处理U937细胞48小时,细胞早期凋亡率随葛根总黄酮药物浓度的增加而升高。0、25、50、75μg/ml的PRF作用于SHI-1细胞48h后细胞早期凋亡率分别为0.2%,0.7%,3.9%,20.1%;0、50、100、150μg/ml的PRF作用于U937细胞48小时后细胞早期凋亡率分别为0.2%,2.9%,8.8%,27.8%。 5.0、25、50、75μg/ml的PRF处理SHI-1细胞,0、50、100、150μg/ml的PRF处理U937细胞24小时,检测细胞培养上清中MMP-2及MMP-9的活性表达,在SHI-1细胞中基本没有差异,在U937细胞上清中MMP-2及MMP-9的活性呈浓度依赖性下降,但MMP-9的活性表达无统计学意义。 6.0、25、50、75μg/ml PRF作用于SHI-1细胞48小时,胞内JNK、p-JNK、P38MAPK及p-P38 MAPK的表达均呈浓度依赖性上升,与对照组相比,结果具有统计学意义(P<0.05),ERK的表达下降,与对照组相比具有统计学意义,p-ERK的表达呈下降趋势,但与对照组相比无统计数意义。0、50、100、150μg/ml的PRF作用于U937细胞,胞内ERK、p-ERK、P38 MAPK及p-P38MAPK的表达均呈浓度依赖性上升,结果与对照组相比均具有显著的统计学差异;JNK的表达呈浓度依赖性下降,与对照组相比具统计学差异,p-JNK表达与对照组相比无统计学差异,但PRF150μg/ml组的表达显著上升。 7.0、25、50、75μg/ml PRF作用于SHI-1细胞48小时,融合基因MLL-AF6的表达变化无统计学意义。 [结论] 一定浓度PRF体外诱导SHI-1细胞及U937细胞的凋亡,SHI-1细胞较U937细胞更敏感,呈时间、剂量依赖性。PRF可阻滞两种细胞周期进程于S期,对U937细胞的侵袭和转移能力有影响。PRF诱导SHI-1细胞及U937细胞凋亡与激活MAPKs通路有关,两种细胞对PRF敏感差异推测与MAPKs家族成员活化程度不同有关。对SHI-1细胞融合基因MLL-AF6无明显影响。