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目的:研究甘草次酸对髓系白血病细胞系K562体外增殖抑制及凋亡诱导作用,分析甘草次酸对survivin、P38基因及蛋白的影响,进一步探讨其可能的抗癌机制。
方法:
一、细胞培养
细胞应用1640培养基培养于37℃,5%CO2的恒温培养箱中。细胞隔日换液传代1次,取处于对数生长期且台盼蓝拒染法测定活性在90%以上的细胞进行实验。
二、MTT细胞毒实验检测药物对细胞抑制作用
将GA用PBS稀释成15mmol/L母液分装待用。取K562细胞计数,对照组加入不含药液的培养基100ul,空白组加入PBS溶液100ul,实验组加入100ul用1640培养液稀释的12.5、50、75、100、125、150umol/L甘草次酸工作液。分别培养12h,24h,48h,72h后按试剂盒说明进行操作,酶标仪上测量波长570nm处各孔OD值。计算细胞抑制率,实验重复5次。细胞增殖抑制率=(实验组-空白组)/(对照组-空白组)×100%。
三、Hoechst33258染色法观察细胞凋亡的形态学改变
将细胞用50umol/L及100umol/L甘草次酸工作液培养24小时,同时设立阴性对照。Hoechst33258染色在激光共聚焦显微镜下观察细胞核形态变化。照相保存。实验重复3次。
四、流式细胞仪分析检测细胞周期
计数105数量级细胞,分别用100umol/L甘草次酸工作液培养12h、24h和48h。同时设立对照组。PI单染后上机检测。调整流式细胞仪变异系数在3%一下,用cell modifit软件分析细胞周期。实验重复3次。
五、流式细胞分析仪检测细胞凋亡
计数106数量级细胞0.5ml,分别用150umol/L甘草次酸工作液1ml,培养0、12、24、48h。同时设立对照组,进行Annexin V-PI双染后上流式细胞仪检测。
六、Western blot测survivin及P38蛋白
收集对照组和药物作用组(甘草次酸150μmol/L作用24h细胞),Western blot方法检测甘草次酸对K562细胞survivin及P38蛋白表达的影响。用凝胶成像系统分析软件Quantity one测灰度值,进行结果分析。
七、RT-PCR检测survivin及P38mRNA的表达
收集对照组和药物作用组(甘草次酸150μmol/L作用24h)细胞,提取细胞总RNA,反转录得到对应的cDNA。应用Real Time PCR扩增仪进行扩增反应,记录循环阈值(Ct值),计算survivin及P38基因的相对表达量。
结果:
一、甘草次酸对K562细胞增殖的影响
甘草次酸对K562细胞有显著的增殖抑制作用,呈剂量和时间依赖关系。
二、甘草次酸对K562细胞凋亡的形态学变化
甘草次酸对K562细胞有促凋亡作用。50umol/L,100umol/L甘草次酸工作液培养24小时的细胞及未经甘草次酸作用的对照组细胞应用Hoechst33258染色后在激光共聚焦显微镜下显示:细胞核呈现不同程度的晚期凋亡特征,表现为染色质浓缩,体积变小,变形,细胞核裂解为碎块,产生凋亡小体。随着药物浓度的增加,凋亡特征表现显著。
三、甘草次酸对K562细胞周期的影响
甘草次酸作用于细胞12、24、48小时后,细胞周期发生改变。随着药物作用时间延长,主要表现为G1期细胞阻滞,G1期细胞数增多,G2期减少,S期变化不明显,GA各剂量组之间存在统计学差异。
四、流式细胞仪检测甘草次酸对K562细胞凋亡的变化
与空白对照组相比,不同剂量GA诱导K562细胞后在细胞存活数,细胞坏死数上均无显著差别。凋亡细胞数各组比较P小于0.05,具有统计学差异显著性。
五、GA能上调K562细胞中P38蛋白的表达降低survivin蛋白的表达
与空白对照组相比,GA组P38积分光度值有较明显的上升,差异均具有统计学意义;GA能降低K562细胞中survivin蛋白的表达;与空白对照组相比,GA组survivin积分光度值有较明显的下降,差异均具有统计学意义。
六、GA对K562细胞survivin基因及P38基因mRNA表达的影响
实时定量RT-PCR结果显示,survivin基因mRNA与对照组比值为0.352,加入GA组survivin基因mRNA水平明显下降;P38基因mRNA与对照组比值为1.825,加入GA组P38基因mRNA水平明显上升。
结论:甘草次酸能抑制K562细胞增殖,并诱导K562细胞凋亡,具有时间和剂量依赖关系。其机制可能与抑制survivin基因、激活P38基因有关,有望成为新型抗肿瘤药物。