《中华实验外科杂志》2018年10月第35卷第10期
干扰素-γ联合聚桂醇抑制血管瘤内皮细胞增殖促进其凋亡的研究
【276023 山东省临沂市第三人民医院肿瘤科(刘学键、文阳章、李玉花、陈香利、武霞、杨汶川);276001 山东省,临沂市肿瘤医院血管瘤特色专科(邰茂众);200011上海交通大学附属第九人民医院血管外科(郑家伟)】
摘要:
目的:探讨干扰素(IFN)-γ和聚桂醇对血管瘤内皮细胞增殖、凋亡、侵袭、迁移的影响以及作用机制。
方法:不同浓度的IFN一γ和聚桂醇干预48h,噻唑蓝(MTT)法、流式细胞术检测细胞增殖、凋亡,细胞划痕实验和Transwell小室法检测细胞的迁移和侵袭能力,Western blot分析B细胞淋巴瘤/白血病-2(bcl-2)相关X蛋白(bax)、bcl-2、活化的天冬氨酸特异性半胱氨酸蛋白酶9(Cleaved Caspase-9)蛋白的表达。
结果:不同浓度聚桂醇、IFN-γ显著抑制血管瘤内皮细胞增殖;与0μg/ml或0μg/L(0.836±0.088;0.809±0.062)比较差异有统计学意义(t聚桂醇20μg/ml=2.952,P聚桂醇20μg/ml=0.042;t聚挂酵30μgml=4.588,P聚桂醇30μg/ml=0.010;t聚桂醇40μg/ml=7.351,P聚桂酵40μg/ml=0.002;t聚桂醇50μg/mI=12.939,P聚桂醇50μg/ml=0.000;tlFN一γ20μg/L=3.720,PIFN-γ20μg/L=0.021;tIFN-40μg/L=4.684,PIFN-γ40μg/L=0.009;tlFN- 60μg/L=9.539,PIFN-γ60μg/L=0.001;tIFN-γ80μg/L=14.039,PlFN-γ80μg/L=0.000);选取聚桂醇、IFN-γ最适浓度(30μg/ml、40μg/L)进行后续实验。联合使用诱导凋亡、抑制迁移和侵袭作用更明显(P凋亡=0.000、P迁移=0.000、P侵袭=0.000),降低bcl-2蛋白、增加bax、Cleaved Caspase-9蛋白。
结论:IFN-γ和聚桂醇能够抑制血管瘤内皮细胞增殖,诱导细胞凋亡,降低其侵袭、迁移能力,可能是通过下调bcl-2表达,上调bax、Cleaved Caspase-9表达而实现的。
关键词:
干扰素-γ1;聚桂醇;血管瘤内皮细胞;B细胞淋巴瘤/白血病-2
血管瘤是一种发生在婴儿时期的良性肿瘤,是皮肤血管内皮细胞异常增生导致的血管瘤。我们以血管瘤内皮细胞为基础,观察干扰素-γ(IFN-γ)和聚桂醇对血管瘤细胞生物学特性的影响,探讨其作用机制。
一、材料与方法
1.1 材料
人血管瘤内皮细胞购自美国美国模式菌种收集中,6/美国生物标准品收藏中心(ATCC)细胞库,M199培养基购自美国赛默飞世尔公司,IFN-γ购自美国R&D公司,聚桂醇购自陕西天宇制药有限公司,B细胞淋巴瘤/白血病-2(bcl一2)抗体、bcl-2相关X蛋白(bax)抗体、β肌动蛋白(β—actin)抗体、活化的天冬氨酸特异性半胱氨酸蛋白酶9(Cleaved Caspase-9)抗体购自美国Cell Signaling Technology公司。
1.2 细胞培养
加入M199培养基,置于37℃、5%CO2、100%湿度的培养箱中培养,每天观察细胞的生长状态。
1.3 实验分组与细胞的干预
分为对照组、IFN-γ组、聚桂醇组、联合组。IFN-γ作用浓度分别为0、20、40、60、80μg/L,聚桂醇作用浓度分别为0、10、20、30、40、50μg/ml,作用时间为48 h。经检测确定最佳作用浓度,IFN-γ+聚桂醇组的作用浓度为最佳作用浓度相加,每组5个复孔。
1.4 细胞增殖测定
根据噻唑蓝(MTF)试剂盒说明书进行操作,实验组与对照组吸光值的比值即为细胞存活率。
1.5 细胞凋亡测定
根据膜联蛋白V—FITC(Annexin V—FITC)/碘化丙锭(PI)试剂盒说明书进行操作,每组5个复孔。
1.6 细胞迁移能力测定
用无菌的10μl枪头在单层细胞上均匀划痕,各组加入实验所需的药物,继续培养24 h,测量0、24 h的划痕宽度,计算细胞迁移率。细胞迁移率(%)=(0 h划痕宽度一24h划痕宽度)/0h划痕宽度×100%。
1.7 细胞侵袭能力测定
将3×105个细胞采用无血清培养基培养,加入上室,培养24h,棉签轻轻拭去上室膜表面细胞,在400倍倒置显微镜选取5个视野进行计数,取平均值,每组5个复孔,实验重复3次。
1.8 细胞中bcl-2、bax、Cleaved Caspase-9蛋白含量
加入适量细胞裂解液,变性,加样,电泳,将蛋白转移至聚偏二氟乙烯(PVDF)膜上,1%封闭液4℃封闭过夜,加入一抗,室温反应1h,三羟甲基氨基甲烷缓冲盐水(TBS/T)洗膜3次,每次5min,加人二抗,室温反应1h,Tris—HCI缓冲液(TBST)清洗3次,每次5min,凝胶成像系统分析蛋白灰度值。
1.9 统计学方法
应用SPSS20.0统计软件分析,多组间比较采用单因素方差分析,两样本差异使用LSD-t检验,计量资料以均数±标准差(-x±s)表示,以P<0.05为差异有统计学意义。
二、结果
2.1 IFN-γ联合聚桂醇对血管瘤内皮细胞增殖的影响
IFN-γ、聚桂醇对细胞的增殖抑制作用具有浓度依赖性;20μg/L(0.631±0.055)、40μg/L(0.550±0.073)、60μg/L(0.330±0.061)、80μg/L(0.202±0.042)IFN-γ对细胞的增殖抑制作用具有浓度依赖性;10μg/ml(0.762±0.068)、20μg/ml(0.631±0.082)、30μg/ml(0.543±0.067)、40μg/ml(0.364±0.068)、50μg/ml(0.165±0.018)聚桂醇处理细胞后细胞增殖受到不同程度的抑制;与0μg/L(0.809±0.062)或0μg/ml(0.836±0.088)比较差异有统计学意义 (tlFN-γ20μg/L= 3.720,PIFN-γ20μg/L=0.021;tIFN-γ40μg/L=4.684,PIFN-γ 40μg/L=0.009;tlFN-γ60μg/L=9.539,PIFN-γ 60μgL=0.001;tlFN-γ80μg/L=14.039,PIFN-γ80μg/L=0.000;t聚桂酵20μg/ml=2.952,P聚桂醇20μg/ml=0.042;t聚桂醇30μg/ml=4.588, P聚桂醇30μg/ml=0.010;t聚桂醇40μg/ml=7.351,P聚桂醇40μg/ml=0.002;t聚桂醇50μg/ml=12.939,P聚桂醇50μg/ml=0.000)。选取聚桂醇、IFN-γ最适浓度(30μg/ml、40μg/L)联合作用时,对照组、IFN-γ/(40μg/L)、聚桂醇(30μg/ml)组、IFN-γ+聚桂醇组细胞的存活率分别为(99.845±0.063)%、(48.320±3.669)%、(46.126±4.625)%、(83.267±5.279)%,与对照组比较细胞的存活率显著增加(tIFN-γ40μg/L=24.320,PIFN-γ40μg/L=0.000;t聚桂醇30μg/ml= 20.116,P聚桂酵30μg/ml=0.000;tIFN-γ+聚桂醇=5.439,PIFN-γ+聚桂醇=0.006)。
2.2 IFN-γ联合聚桂醇对血管瘤内皮细胞凋亡的影响
与对照组[(5.321±0.855)%]比较,IFN-γ组[(33.298±4.522)%]与聚桂醇[(29.416±3.465)%]单独使用均可显著促进血管瘤内皮细胞凋亡 (tIFN-γ40μg/L= 10.530,PIFN-γ 40μg/L=0.001;t聚桂醇30μg/ml=11.694,P聚桂醇30μg/ml=0.000);联合使用[(48.756±5.896)%],细胞凋亡率增加(tIFN-γ+聚桂醇=12.628,PlFN-γ+聚桂醇=0.000)。
2.3 IFN-γ联合聚桂醇对血管瘤内皮细胞迁移的影响
与对照组[(36.456±3.523)%]比较,IFN-γ[(24.236±2.629)%]或聚桂醇[(25.368±2.452)%]单独使用时血管瘤内皮细胞的迁移率显著降低(tIFN-γ40μg/L=4.815,PIFN-γ40μg/L=0.009;t聚桂醇30μg/ml=4.474,P聚桂醇30μg/ml=0.011);联合使用[(12.489±1.023)%],细胞迁移率显著降低(tIFN-γ+聚桂醇=11.316,PIFN-γ+聚桂醇=0.000)。
2.4 IFN-γ联合聚桂醇对血管瘤内皮细胞侵袭的影响
与对照组[(45.269±5.258)个]比较,IFN-γ组[(26.785±3.689)个]和聚桂醇组[(22.146±2.752)个]血管瘤内皮细胞的侵袭数显著降低(tlFN-γ40μg/L=4.984,PlFN-γ40μg/L=0.008;t聚桂醇30μg/ml=6.749,P聚桂醇30μg=0.003);联合使用[(11.863±1.247)个],细胞侵袭数显著降低(tIFN-γ+聚桂醇=10.707,PIFN-γ+聚桂醇=0.000)。
2.5 IFN-γ联合聚桂醇对血管瘤内皮细胞中bcl-2、bax、Cleaved Caspase-9蛋白的影响
与对照组比较,IFN-γ组、聚桂醇组血管瘤内皮细胞中bcl-2蛋白的表达量显著降低(t1=3.013,P1=0.040,t2=2.952,P2=0.042),bax蛋白(t1=2.870,P1=0.046;t2=2.793,P2=0.049)和Cleaved Caspase-9蛋白(t1=4.205,P1=0.014;t2=4.271,P2=0.013)的表达量显著增加;与IFN-γ+聚桂醇组比较,IFN-γ或聚桂醇单独使用显著下调bax(t1=3.201,P1=0.033;t2=4.430,P2=0.011)、Cleaved Caspase-9(t1=5.342,P1=0.006;t2=5.043,P2=0.007),增加bcl-2(t1=5.060 ,P1=0.007;t2=5.899,P2=0.004),见图1。
三、讨论
研究表明血管瘤的消退过程与内皮细胞增殖、凋亡等生物学特性有关[1]。激素联合干扰素治疗严重血管瘤的效果优于单独使用。本研究结果显示,IFN-γ和聚桂醇干预的血管瘤内皮细胞的存活率、侵袭数、迁移率显著低于对照组,凋亡率显著升高,说明IFN-γ和聚桂醇能够抑制血管内皮细胞的增殖,诱导其凋亡,同时降低细胞的侵袭、迁移能力,从而促进血管瘤消退,联合使用效果更好。
血管瘤内皮细胞的增殖、凋亡的平衡是维持血管功能与形态的重要因素。bcl-2可抑制细胞色素C的表达,从而阻碍Caspase蛋白酶的活化,降低了细胞的凋亡率。但bax可促进细胞色素c进入线粒体,促进Cleaved Caspase-9的生成,进而激活Caspase-3和Caspase-7,起到促进凋亡的作用[2-3]。本实验结果表明IFN-γ和聚桂醇处理血管瘤内皮细胞促进CleavedCaspase-9、bax蛋白的表达,降低bcl-2蛋白水平,与细胞增殖、凋亡结果一致,表明IFN-γ和聚桂醇诱导血管瘤内皮细胞凋亡可能与Cleaved Caspase-9、bax蛋白高表达、bcl-2蛋白低表达有关。