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姜黄素逆转范文

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1材料与方法

1.1材料姜黄素(Curcumin,CUR),罗丹明-123(Rhodamine-123,R-123)及MTT均为Sigma公司产品。盐酸阿霉素(Adriamycin,ADR)为深圳万乐药业公司产品。DMEM培养基为Gibco公司产品。膀胱移行细胞癌株BIU-87,由北京医科大学泌尿外科研究所馈赠;耐药株BIU-87/ADR系由本实验室通过采用递增阿霉素剂量的方式诱导建立的呈典型MDR表型的耐药细胞亚株。高表达P-gp。细胞在含0.5mg·L-1浓度的阿霉素、10%胎牛血清的DMEM培养基中以37℃,5%CO2条件培养,实验前2d换无药培养基培养。

1.2方法

1.2.1MTT实验将处于对数生长期的两种细胞分别以2×104/ml浓度接种于96孔培养板,每孔终体积200μl。上述条件下培养24h,小心吸尽每孔培养液。实验组Ⅰ分别加入不同浓度的阿霉素、实验组Ⅱ分别加入不同浓度的阿霉素加姜黄素(以终浓度0.1%DMSO助溶)。阿霉素终浓度分别为0.05,0.1,0.25,1.5,5(μg/ml),姜黄素终浓度为25μmol·L-1。对照组Ⅰ为不加细胞仅含培养液的空白对照,对照组Ⅱ为不加药物仅加细胞的阴性对照,以上述条件培养48h后,每孔加MTT(5mg/ml)液20μl,37℃继续孵育4h,终止培养,小心吸弃上清液,每孔加150μlDMSO,振荡10min使结晶物充分溶解。由空白孔调零后,以酶标仪检测490nm处的光吸收值(A)。

细胞存活率(IC)=实验组平均A值/阴性对照组平均A值

逆转指数(RI)=IC50(BIU-87/ADR+ADR)/IC50(BIU-87/ADR+ADR+CUR)

1.2.2罗丹明外排实验罗丹明作为P糖蛋白(P-glycoprotein,P-gp)的转运底物能较好的代表其转运功能[1,2]。将处于指数生长期的BIU-87/ADR细胞以2×104/ml接种于24孔培养板,每孔终体积1ml。上述条件下培养24h。小心吸弃培养液,加入罗丹明至终浓度为5μg·ml-1,上述条件继续培养30min,吸弃培养液,加入不含罗丹明的培养液。实验组Ⅰ仅含培养液和细胞,实验组Ⅱ在Ⅰ的基础上加入姜黄素至终浓度为25μmol·l-1,对照组为含细胞不加药液组。分别于0,0.5,1.0,2.0h收获细胞。细胞收获方法为:吸弃培养液、0.25%胰酶消化、冷PBS(0℃)吹洗、离心(800r/min)3次后,500μl冷PBS吹散细胞,在流式细胞仪上检测(激发波长480nm,发射波长540~660nm),以荧光强度平均值(Mean)表示细胞内罗丹明浓度。细胞内罗丹明浓度以下式计算:A=实验组平均荧光强度值-对照组平均荧光强度值。

1.2.3统计学处理实验结果取3次实验的均值,标准差均小于5%,组间显著性差异用t检验。

2结果

2.1MTT试验预试验以姜黄素最高浓度25μmol·L-1作用两细胞株48h,细胞存活率均在95%以上,排除了对细胞的毒性作用(见表1)。结果表明,姜黄素略增加阿霉素对BIU-87的细胞毒性作用(P>0.05);而对于BIU-87/ADR,姜黄素明显增加阿霉素细胞毒性(P<0.05),逆转指数为4.0。

表1细胞毒分析IC50(略)

*P>0.05,**P<0.01

2.2细胞内罗丹明浓度图1为不同时间段细胞内罗丹明浓度的流式细胞仪检测结果。可以看出,在每一时间点,姜黄素组R-123浓度均显著高于无姜黄素组。姜黄素明显抑制了细胞内R-123的外排(P<0.05)。

图1R-123外排实验(略)

3讨论

尽管生物技术飞速发展,传统医学在世界的许多地方仍发挥着极其重要的作用。姜黄素是从姜科姜黄属植物姜黄根茎中提取的一种酚类色素。姜黄素及其类似物和挥发油是姜黄主要活性成分,具有抗炎、抗菌、保肝、治疗创伤、抗癌、抗病毒等活性。其抗肿瘤作用及机制正受到日益重视。

有文献表明,姜黄素对人类恶性肿瘤细胞有诱导分化和增殖抑制作用[3,4],近年研究表明,姜黄素可促进肿瘤细胞凋亡[5,6],并且与阿霉素、丝裂霉素具有协同作用[7~9];有人认为其具有化疗增敏作用[10]。本实验结果显示,姜黄素可以有效逆转膀胱肿瘤的MDR,姜黄素组BIU-87/ADR对阿霉素的敏感性是无姜黄素组的4倍。P-gp具有ATP依赖的生物膜泵功能,能将胞内药物泵至胞外而产生MDR,R-123外排实验结果提示,姜黄素直接抑制P-gp的外泵功能为其机制之一。诸多研究显示,P-gp既可以单独介导,亦可以参与介导膀胱肿瘤的MDR,是膀胱癌产生MDR的重要机制。由于膀胱癌是人类常见恶性肿瘤之一,具有易复发和产生MDR的特性,因此寻找其逆转剂具有重要意义。维拉帕米、环孢素A等逆转膀胱肿瘤的MDR已有多篇报道[11],但未见关于植物药的研究,我们的实验无疑为逆转膀胱癌MDR提供了一种新的方法。前述研究表明姜黄素发挥抑瘤效应需要较高浓度,系统用药难以保持持续高浓度,膀胱癌术后,膀胱灌注化疗是重要的治疗手段,由于系局部用药,因而具有较大的可行性。