论 著・ 中国医药导报2014年1O月第11卷第30期 17-AAG对人肝癌HepG2细胞株增殖 和凋亡作用的影响 陈美霓 郭 巍z 赵菊梅 魏晓丽 王爱红 庞秋霞 716000 1.延安大学医学院实验中心,陕西延安716000;2.延安大学医学院附属医院泌尿外科,陕西延安【摘要】目的观察17一AAG对人肝癌HepG2细胞增殖和凋亡的影响并探讨其机制。方法四甲基偶氮唑蓝(MTr) 比色法检测不同浓度的17一AAG对肝癌HepG2细胞增殖的影响;荧光显微镜观察碘化丙啶(PI)染色的细胞凋亡 形态;流式细胞仪检测分析细胞周期分布和凋亡率的变化;免疫组化法检测肝癌HepG2细胞中重组人血管内皮 生长因子相关蛋白(VEGF—C蛋白)表达水平变化。结果不同浓度的17一AAG呈时间、剂量依赖性抑制肝癌 HepG2细胞的生长增殖(P<0.05);流式细胞仪分析显示,17一AAG作用HepG2细胞48 h后GJM期细胞比例上 升。G ,Gn期细胞比例下降;0.63、1.25、2.5、5.0 Ixmol/L 17一AAG作用HepG2细胞48 h后的凋亡率分别为(3.23+ 1.43)%、(9.71 ̄2.20)%、(14.15 ̄2.34)%、(23.65 ̄2.58)%;随着药物浓度的加大,VEGF—C蛋白表达逐渐减少。结 论17一AAG对肝癌HepG2细胞有抑制增殖、诱导凋亡的作用,并能抑制VEGF—C蛋白的表达。 【关键词】热休克蛋白90;17-AAG;肝细胞癌;MTT法 【中图分类号】R735.7 f文献标识码】A 【文章编号】1673—7210【2014)1O【c)一0012—04 Effects 0f 17一AAG on proliferation and apoptosis of human hepatoma carcinoma cell lines HepG2 CHENMeinil GUO Wei2 ZHA0 Juraeil WEIXioolil WANGAihong ̄PANG QiuxiaI 1.Center of Medical Experiment,Medical College of Yan an University,Shaanxi Province,Yan an 716000,China; 2.Department of Urology Surgery,the Afilifated Hospital of Medical College of ran an University,Shaanxi Province, Yan an 716000,China [Abstract]Objective To study the effect of 17-allylamino-17一demethoxygelda-namycin(17一AAG)on cell prolifera— tion and apoptosis in human hepatoma carcinoma cell lines HepG2 and analyze the possible mechanism.Methods The human hepatoma carcinoma cell lines HepG2 cells were treated with diferent concentrations of 17一AAG in vitro,the cell proliferation was analyzed by the MTI';the cell apoptosis changes was observed using PI dyeing under the fluores— eence microscope;the effect of 17-AAG on apoptosis and cell cycle were assayed through flow cytometry;the expres— sion of VEGF—C protein was detected by immunohistochemistry.Results 17-AAG signiifcantly suppressed the prolifer- ation of HepG2 cells in a time and dose—dependent manner (P<0.05).Flow cytometry analysis showed that 17-AAG could increase the cell population in G 2/M phase and reduce the cell population in Gt/G0 phase at 48 h.HepG2 cells were treated with 17-AAG of 0.63,1.25,2.5 and 5.0 I ̄mol/L concentrations for 48 h,the apoptosis rate were(3.23+ 1.43)%,(9.71+2.20)%,(14.15 ̄2-34)%and(23.65_+2.58)%.The expression of VEGF-C protein was reduced with the in— crease of drug concentration.Conclusion 17-AAG can inhibit proliferation and induce apoptosis of HepG2 cells,and can decrease the expression of VEGF-C protein. [Key words]HSP90;17一AAG;Hepatocellular carcinoma;MTF 原发性肝细胞癌是全球第5位常见恶性肿瘤,其 【基金项目】陕西省教育厅科研计划项目(编号12JK0713);陕 西省高水平大学建设专项资金资助项目(编号2013SXTS 02); 陕西省延安市科学技术研究发展计划项目(编号20l3一 KW15)。 病死率占恶性肿瘤病死率的第3位。据2008年的报 道,中国肝癌5年患病数为29.6万例,约占全球肝 癌5年患病数的48.3%。在未来10年肝癌的发病数 和病死数均将呈现上升趋势。采用手术切除等治愈方 法仅适合10% 20%的肝癌患者。在5年内复发率仍 分子靶向治疗有着特别重要的意义。HSP90抑制剂 17一丙烯胺基一l7一去甲氧格尔德霉素(17一AAG)对多 ”。所以寻找以肿瘤细胞特性为作用靶点的 【作者简介】陈美霓(1979.6一),女,陕西城固人,硕士,实验 超过70%t师;研究方向:肿瘤药理。 ‘通讯作者 CHINA MEDICAL HERALD Vo1.1 1 No.30 October 2014 中国医药导报2014年1O月第11卷第3O期 ・论 著・ 种肿瘤细胞有抑制增殖、诱导凋亡的作用。但目前尚 未见17一AAG对肝癌细胞生长及凋亡影响的报道,本 文探讨17一AAG对HepG2细胞增殖、生长周期、诱导 凋亡及对重组人血管内皮生长因子相关蛋白 (VEGF—C)的表达进行初步探讨,为17一AAG治疗肝 100 mL RNase A酶,0.2%Triton X一100染色液,微 量振荡器上振荡混匀,4℃避光孵育30 min,200目不 锈钢筛网过滤后流式细胞仪检测。②细胞凋亡:严格 按照AnnexinV FITC细胞凋亡检测试剂盒说明书步 骤进行。两个实验重复3次。 1.2.5 V EGF—C蛋白表达的检测将人肝癌HepG2细 癌的应用提供参考依据。 1材料与方法 t.1材料 胞接种于内有盖玻片的6孔板内培养培养。设对照组 和实验组培养48 h后。4%多聚甲醛固定20 min.PBS 洗涤3次,用中性树胶将细胞面朝上固定于载玻片上。 采用免疫组化链霉亲和素一生物素复合物(SABC)法 染色,胰酶抗原修复,二氨基联苯胺(DAB)显色。兔抗 人肝癌细胞株HepG2由延安大学医学院实验中 心提供。RPMI一1640培养基(赛默飞世尔公司),l7一 AAG、四甲基偶氮唑蓝(MTI")及碘化丙啶(PI)(美国 Sigma公司)AnnexinV FITC细胞凋亡检测试剂盒(美 国BD pharmingen公司),RNase A酶(德国Merck公 蛋白、兔二抗及DAB显色剂(武汉博士德公司)。 1.2方法 人VEGF—C稀释比例为1:100,以PBS代替一抗作为 阴性对照。结果判断:细胞胞浆出现棕黄色颗粒判断 对染色细胞着色反应作结果判定。 1.3统计学方法 司),胎牛血清(美国Hyclone公司),兔抗人VEGF—C 为阳性细胞,按照Fromowit等综合计分法在高倍镜下 1.2.1细胞培养取液氮保存的人肝癌HepG2细胞在 37cI=恒温水浴箱中快速复苏,接种于内含10%胎牛血 清的RPMI一1640培养液中常规培养,选取对数生长 期细胞用于实验研究。 1.2.2 HTT法检测细胞增殖能力选取对数生长期的 人肝癌HepG2细胞用0.25%胰蛋白酶消化.加完全培 养液制成单细胞悬液,以每孔为3 ̄10 个细胞接种于 采用统计软件SPSS 17.0对实验数据进行分析, 计量资料数据以均数±标准差( ±s)表示,采用方差分 析,行t检验。计数资料以率表示,采用x。检验。以 P<0.05为差异有统计学意义。 2结果 2.1 17-AAG对人肝癌HepG2细胞生长的抑制作用 M rr测定结果显示,分别以0.63、1.25、2.5、5.0 p ̄mo]/L 96孑L培养板中,置于37oC、5%CO:的培养箱中培养。培 4个浓度的17一AAG作用于人肝癌HepG2细胞24、 养24 h后弃上清液.设无细胞孔作为空白组,不加药 48、72 h后。HepG2细胞均有不同程度的抑制生长作 孑L为对照组,实验组17一AAG浓度为0.63、1.25、2.5、 5.0 tzmol/L,每组设5个平行孔。分别温育24、48、72 h 后,每孔加入2O L浓度为5 mg/mL的MTT溶液, 培养4 h,吸净上清液,每孑L加入150 L二甲基亚砜 (DMSO),振荡10 min,使用酶标仪测定波长为490 nm 用,各实验组增殖抑制率与对照组比较,差异均有统 计学意义(P<0.05)。其抑制作用经方差分析,具有剂 量和时间依赖关系,差异均有统计学意义(P<0.05)。 见表1 表1不同浓度的17-AAG对人肝癌HepG2细胞生长的抑制率(%,Yzt:s) 处的吸光度值,空白组调零。细胞增殖抑制率(%)=(对 照组0D值一实验组OD值)/对照组OD值x100%。以 上实验结果重复3次。 1.2.3 PI染色观察细胞核形态人肝癌HepG2细胞 接种于内有重铬酸钾处理过的盖玻片的24孑L板内培 养。在细胞对数生长期时设对照组和实验组培养48 h 后终止,去上清液,用PBS洗涤3次,用50 Ixg/mL的 PI荧光染液在4℃冰箱中避光染色20 min后.夹出盖 玻片盖在载玻片上,用荧光显微镜观察细胞核形态并 拍照。 1.2.4流式细胞仪分析取对数生长期的人肝癌 2.2 PI染色观察凋亡细胞核形态变化 注:与对照组比较, <0.05;17一AAG:17一丙烯胺基一17一去甲氧格尔 德霉素 荧光显微镜下观察17一AAG不同浓度组48 h后 PI染色下HepG2细胞的形态变化(图1)。镜下细胞 HepG2细胞接种于6孔板内培养,设实验组和对照组, 核呈红色荧光,对照组HepG2细胞形态完整,细胞核 大小一致。着色均匀;实验组可见HepG2细胞体积变 小,细胞核固缩,呈浓缩强荧光,并随药物浓度升高, 细胞数下降,凋亡小体逐渐增多。 CHINA MEDICAL HERALD Vo1.1 1 No.30 October 2014 培养48 h后胰酶消化,用磷酸盐缓冲液(PBS)离心洗 涤2次。①细胞周期:预冷70%酒精固定,4℃过夜, 离心,弃去固定液,然后加入PBS含50 t ̄g/mL的PI, 中国医药导报2014年10月第11卷第30期 论 著・ HSP90抑制剂17一AAG对肝癌HepG2细胞有抑制生 长的作用,抑制作用随着作用时间、药物浓度的增加 而增强。通过PI荧光染色,观察到17一AAG作用过的 HepG2细胞数减少,细胞核着色由大小均一变成体积 [4】Hong DS,Bane ̄i U,Tavana B,et a1.Targeting the molec一 ular chaperone heat shock protein90(HSP90):lessons learned and future directions[J].Cancer Treat Rev,2013, 39:375—387. 小而深.并出现凋亡小体,提示17一AAG对HepG2细 胞有抑制增殖并诱导凋亡的作用。本次试验通过细胞 流式检测,提示17一AAG的体外抑制可能与阻滞 HepG2细胞在Gz/M期.并促进凋亡有关。 血管内皮生长因子(VEGF)具有促进恶性肿瘤的 增殖、侵袭和转移的作用。VEGF—C是VEGF家族中 [55] Zhang F,Lazorchak AS,Liu D,et a1.Inhibition of the mTORC2 and chaperone pathways to treat leukemia[J】. Blood,2012,119(25):6080—6088. [6]Wang SX,Ju HQ,Liu KS,et a1.SNX-2112,a Novel Hsp90 Inhibitor,Induces GJM Cell Cycle Arrest and Apoptosis in MCF一7 Cells[J].Biosci Biotech Bioch,2011, 75(8):1540—1545. 最早被发现的促淋巴管生成因子。与其受体VEGFR一3 [7]Mimura N,Fulciniti M,Gorgun G,et a1.Blockade of XBP1 splicing by inhibition of IRElc ̄is a promising therapeutic 结合后促进淋巴管内皮细胞的生长,主要为三条通 路: ̄VEGF一3胞内的区酪氨酸Y1230/Y1231,发生自 磷酸化、被识别、结合,通过诱导活化CRB2/ERX1/2 optioninmultiplemyeloma[J].Blood,2012,119(24):5772_ 5781. 8】O Malley KJ,Langmann G,Ai J,et a1.Hsp90 inhibitor 17- 和PI13K/AKT信号通路,启动DNA复制,诱导内皮 [细胞增生:( ̄)VEGFR一3酪氨酸残基Y1063发生磷酸 化.诱导活化CRK I/Ⅱ和c_Jun氨基末端激酶Gnkl/2, AAG inhibits progression of LuCaP35 xenograft prostate tumors to castration resistance[J].The Prostate,2012,72 (10):1117—1123. 引起细胞内信号级联反应的信号;③通过蛋白激酶 C(PKC)依赖的p42/p44 MAPK活化途径和PI3K/AKT 磷酸化产生的信号【 。VEGFR一3通过与VEGF—C结 合后,还调节血管渗透性,促进肿瘤组织进人淋巴管, 抑制凋亡,导致肿瘤的高转移率的发生_13]。有研究报 道HSP90抑制剂根赤壳菌素类可以抑制VEGF的表 [9]Lu X,Xiao L,Wang L,et a1.Hsp90 inhibitors and drug resistance in cancer:the potential benefits of combination therapies of Hsp90 inhibitors and other anti-cancer drugs田. Biochem pharmacol,2012,83(8):995-1004. [10】Hanson BE,Vesole DH.Retaspimycin hydrochloride(IPI- 504):a novel heat shock protein inhibitor as an anti- 达【 .17一AAG可以通过阻断STAT3通路抑制胃癌和 乳腺癌细胞VEGF的表达[15]。本实验研究结果表明, VEGF—C在人肝癌HepG2细胞对照组中处于高表 达.一定剂量的17一AAG可以明显下调VEGF—C蛋白 cancer agent[J].Expert opinion on investigational drugs, 2009,18(9):1375-1383. 【11]Oshikawa G,Nagao T,Wu N,et a1.c-Cbl and Cbl—b lig- ases mediate 17-allylaminodemethoxygeldanamycin-in- duced degradation of autophosphorylated Flt3 kinase 的表达。提示VEGF—C蛋白参与了肝癌细胞增殖及 转移的相关生物学行为的,17一AAG可以通过下 调VEGF—C蛋白的表达抑制淋巴管的生成,可能是 17一AAG抑制肝癌的机制之一。 总之.本次实验证实了HSP90抑制剂l7一AAG with internal tandem duplication through the ubiquitin protea-some pathway[J1.J Biol Chem,201 1,286:30263- 30273. [12】沈飞琼.VEGF—C及其受体VEGFR一2/3与肺癌关系的 研究进展[J].实用癌症杂志,2013,28(4):452—455. 【13】Achen MG,Mann GB,Stacker SA.Targeting lymphan・ giogenesis to prevent tumour metastasis[J].Br J Cancer, 2o06,94(10):1355—1360. 能够抑制肝癌HepG2细胞的增殖。诱导凋亡,并通过 下调VEGF蛋白阻碍肿瘤的侵袭。由于17一AAG发挥 抗肿瘤的机制很多,还需进一步研究,为肝癌临床上 的应用提供实验依据。 【参考文献】 [11李倩,杜佳,关鹏,等.中国2008年肝癌发病、死亡和患 病情况的估计与预测【J].中华流行病学杂志,2012,33(6): 554—555. [14】Hur E,Kim HH,Choi SM,et a1.Reduction of hypoxia- induced transcription through the repression of hypoxia— inducible factor——1alpha/aryl hydrocarbon receptor nucle-- ar translocator DNA binding by the 90-kDa heat-shock protein inhibitor radicicol[J].Molecular Pharmacology, 2002,62(5):975—982. 【2]Jackson SE.Hsp90:structure and function[J].Top Curr Chem,2013,328:155—240. [15】肖丽君,赵恩宏,赵爽,等.17-AAG对MCF-7细胞增 殖的抑制作用及对STAT3和VEGF表达的影响[J].中 【3】ZOU B,SHI Q.Advances of HSP90 inhibitors treating acute myelogenous leukemia[J].Basic&Clinical Medicine, 2014,34:270-273. 国医科大学学报,2013,42(1):65—68. (收稿Et期:2014—06—25本文编辑:卫轲) CHINA MEDICAL HERALD Vo1.1 1 No.30 October 2014