留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

《药学实践与服务》杂志目前不收取审稿费、版面费、加急费等费用,如收到邮件声称是编辑部X编辑,要求加作者微信的,请谨防财产损失!编辑部用于作者校对时绑定微信的邮件通过yxsjzzs@163.com发送,标题是《药学实践与服务》XML数字出版服务微信绑定,请区分开。

五味子乙素通过ROS介导内质网应激诱导人乳腺癌MDA-MB-231细胞凋亡的研究

王玮婷 殷雪琴 夏金娥 张夏炎

张强, 李静, 刘越, 储晓琴. 基于网络药理学与分子对接技术研究制痂酊治疗Ⅱ度烧伤的作用机制[J]. 药学实践与服务. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202307014
引用本文: 王玮婷, 殷雪琴, 夏金娥, 张夏炎. 五味子乙素通过ROS介导内质网应激诱导人乳腺癌MDA-MB-231细胞凋亡的研究[J]. 药学实践与服务, 2021, 39(6): 499-503, 533. doi: 10.12206/j.issn.1006-0111.202106123
ZHANG Qiang, LI Jing, LIU Yue, CHU Xiaoqin. Study on the mechanism of Medicoscab tincture in treating second-degree burns based on network pharmacology and molecular docking technology[J]. Journal of Pharmaceutical Practice and Service. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202307014
Citation: WANG Weiting, YIN Xueqin, XIA Jine, ZHANG Xiayan. Schisandrin B induces apoptosis of human breast cancer MDA-MB-231 cells through ROS mediated endoplasmic reticulum stress[J]. Journal of Pharmaceutical Practice and Service, 2021, 39(6): 499-503, 533. doi: 10.12206/j.issn.1006-0111.202106123

五味子乙素通过ROS介导内质网应激诱导人乳腺癌MDA-MB-231细胞凋亡的研究

doi: 10.12206/j.issn.1006-0111.202106123
基金项目: 国家自然科学基金(81703882)
详细信息
    作者简介:

    王玮婷,中药师,研究方向:医院药学,Tel:15601812257, Email: dicy_lala@126.com

    通讯作者: 张夏炎,主管药师,研究方向:医院药学,Tel: 13482638082, Email:617880699@qq.com
  • 中图分类号: R285

Schisandrin B induces apoptosis of human breast cancer MDA-MB-231 cells through ROS mediated endoplasmic reticulum stress

  • 摘要:   目的  研究五味子乙素对人乳腺癌MDA-MB-231细胞凋亡的影响及其作用机制。  方法  用细胞计数试剂(CCK-8)检测不同浓度五味子乙素对MDA-MB-231细胞存活率的影响;五味子乙素(10、20、40 μmol/L)作用 MDA-MB-231 细胞 24 h,分别用Annexin V-FITC/PI检测细胞凋亡情况;用DCFA-DA荧光探针检测细胞内活性氧(ROS)水平;用Western blot法检测细胞凋亡及内质网应激相关蛋白(Bcl-2、Bax、CHOP、GPR78、PERK、p-PERK、p-eIF2α、eIF2)的表达。  结果  与空白组比较,随着五味子乙素浓度增大,细胞存活率明显降低,其IC50为19.16 μmol/L;与对照组比较,五味子乙素(10、20、40 μmol/L)均能抑制细胞克隆形成(P<0.05),且呈剂量依赖;五味子乙素(10、20、40 μmol/L)均可诱导细胞凋亡(P<0.05),使抗凋亡蛋白BCL-2的表达显著降低,促凋亡蛋白Bax的表达显著升高(P<0.05);五味子乙素(10、20、40 μmol/L)显著升高细胞内ROS水平(P<0.05),且呈剂量依赖;五味子乙素(10、20、40 μmol/L)能够激发内质网应激,使内质网应激相关蛋白CHOP、GPR78、p-eIF2α表达增多(P<0.05),且呈剂量依赖。  结论  五味子乙素可能通过ROS介导内质网应激诱导MDA-MB-231细胞凋亡。
  • 丙戊酸钠是一种临床常用的抗癫痫药物,用于治疗全身和部分发作类型的癫痫,同时,丙戊酸钠也可用于治疗与双向情感障碍相关的躁狂发作[1]。丙戊酸钠中毒可能偶然发生,也可能是有意而为之,尤其是对有自残意图的患者[2]。急性丙戊酸钠中毒通常表现为中枢神经系统抑制、肝酶升高、血氨升高和电解质紊乱,如高钠血症等。严重过量使用丙戊酸钠的患者可出现低血压、心动过速、呼吸抑制、代谢性酸中毒、脑水肿等,如果不积极治疗,可进展为昏迷甚至死亡[3]。本文报道一例丙戊酸钠中毒患者的救治过程,为临床救治药物中毒患者中如何发挥临床药师的作用提供参考。

    患者,女性,22岁,身高165 cm,体重55 kg。因“服用丙戊酸钠缓释片(0.5 g/片)60片4 h”入院。入院前4 h患者因情绪激动自服丙戊酸钠缓释片(0.5g/片)60片(准确计数)后依次出现少语,乏力,嗜睡,但无明显呕吐。

    患者自2年前被诊断为双向情感障碍,长期服用抗抑郁药帕罗西汀20mg qd、丙戊酸钠缓释片0.5g qn,规律服药。否认高血压、糖尿病、心脏病、肝炎等慢性疾病,否认食物药物过敏史、无吸烟史,偶有饮酒。

    急诊查体:血压145/91 mmHg,心率127次/min,体温37.4℃,呼吸频率20次/min,双肺呼吸音粗,未及明显干湿啰音。心律齐,腹软,未及明显包块,无明显肌紧张。四肢肌力正常,病理征未引出。

    实验室检查:C反应蛋白2.47 mg/L,白细胞6.82×109/L,血小板388×109/L,淋巴细胞百分比0.52%,谷丙转氨酶12.7 U/L,结合胆红素2.0 μmol/L,血氨24 μmol/L,白蛋白41 g/L,血红蛋白133 g/L,血总淀粉酶106.8 U/L,血钾3.3 mmol/L,血肌酐63 μmol/L,乳酸3.8 mmol/L,尿隐血1+。肺部CT:两肺下叶炎症。

    急查丙戊酸钠血药浓度307.8 mg/L。立即予以洗胃催吐,洗胃容量为20 000 ml,无明显药物碎屑洗出。同时给与纳洛酮促醒、呋塞米利尿、谷胱甘肽、异甘草酸镁保肝、奥美拉唑抑酸护胃等对症支持治疗后,转入ICU继续治疗。入院诊断:急性丙戊酸钠中毒,肺部感染,双向情感障碍。

    患者转入时嗜睡乏力,鼻导管吸氧。有文献报道,如果急性摄入丙戊酸钠超过200 mg/kg或血药浓度大于180 mg /L的患者,常导致中枢神经系统功能障碍,可能发生震颤、躁动、脑水肿等神经功能损伤[4]。考虑到患者丙戊酸钠血药浓度较高,临床医生开放中心静脉通路,行连续静脉-静脉透析-滤过治疗(CVVHDF),处理前急查丙戊酸钠血药浓度317.4 mg/L,CVVHDF模式,血流速度160 ml/min,脱水速度110 ml/h,透析液2000 ml/h。首次CVVHDF后,立即查丙戊酸钠血药浓度150.3 mg/L,仍然偏高,CVVHDF后约8 h查血药浓度为260.9 mg/L,药师建议行CVVHDF联合血液灌注加速药物的清除。

    入院第2天,患者神志清,精神软,乏力状,气平,心律齐,血氨67 μmol/L,血红蛋白110 g/L,白蛋白34.8 g/L,余未见明显异常,针对血氨升高,使用注射用门冬氨酸鸟氨酸10 g qd,继续补液、护胃、保肝等治疗。并行血液灌流治疗3 h,低分子肝素体外抗凝,血流速度160 ml/min。血液灌流后查丙戊酸钠血药浓度97.7 mg/L。第3天,查丙戊酸钠血药浓度227.8 mg/L,血氨116.5 μmol/L,白蛋白28 g/L,总蛋白56 g/L,临床药师建议补充人血白蛋白,血总淀粉酶139.9 U/L,关注胰腺炎可能。患者诉入院以来没有大便,腹部听诊器检查提示肠鸣音较弱,临床药师结合患者血氨较高,建议医生使用乳果糖口服液,20 ml tid。患者精神状态可,神志清,精神软,考虑到患者服用丙戊酸钠剂量过大,组织器官可能存在药物蓄积,故继续行CVVHDF联合血液灌流治疗,方法同前。治疗后,测丙戊酸钠血药浓度73.5 mg/L。第4天,查血药浓度65 mg/L,血氨96 μmol/L,入院第5天血药浓度41 mg/L,血氨28 μmol/L,精神状态可,神志清,嗜睡情况明显好转,转出ICU。在住院期间,除白蛋白短暂降低,血氨升高外,肝肾功能未见明显异常,予以出院。

    近年来急诊各种药物过量患者呈现上升趋势,服用药物也越来越复杂。临床上能开展的血药浓度监测较少。而近年来开展的丙戊酸钠血药浓度监测逐渐应用于临床。目前测定丙戊酸钠血药浓度采用荧光免疫法,具有简便、快速,临床实用性强等特点[5]

    丙戊酸钠口服生物利用度接近100%,血浆蛋白结合率较高,血药浓度50 mg/L时蛋白结合率约为94%,血药浓度100 mg/L时,蛋白结合率为80%~85%,主要分布在细胞外液和肝、肾、肠、脑等组织,大部分经肝脏代谢,包括与葡萄糖醛酸共价结合和β氧化酶氧化等过程,后大部分经肾脏排泄。丙戊酸钠为小分子化合物,水溶性较强,蛋白结合率高,考虑到患者吞服丙戊酸钠缓释片剂量过大,且血药浓度较高,文献报道急性摄入丙戊酸钠过多,血药浓度大于180 mg/L常导致患者中枢神经系统功能障碍,如震颤、躁动、脑水肿等神经功能损伤,丙戊酸钠组织器官药物浓度高可能损伤肝、脑、肾等多种重要器官[4]。有文献报道大鼠口服丙戊酸钠半数致死量折算到人的半数致死量为0.13~0.16 g/kg[6],按照患者60 kg计算,半数致死剂量约为8~10 g,极限致死剂量为15 g左右,该患者服用丙戊酸钠缓释片总量达到30 g,具有积极抢救的意义。

    过量服用丙戊酸钠虽无特效解毒剂,但亦无洗胃禁忌证。专家共识认为,对无特效解毒剂的急性重度中毒患者,即使已超过6 h仍可考虑洗胃[7],丙戊酸钠缓释片服药10 h可溶出80%左右[8],其说明书亦指出洗胃治疗在药物摄入后10~12 h内仍然有效果,故临床药师认为对该患者进行洗胃处理很合理且必要。

    丙戊酸钠为强碱弱酸盐,水中溶解后呈弱碱性,pH7.5~9.0,加强利尿可促进丙戊酸钠的排出。临床药师结合丙戊酸钠理化性质、药动学特点,建议采用连续肾脏替代治疗(CRRT)和血液灌流相结合的方法清除药物。文献表明,血液透析和血液灌流可以加快丙戊酸的消除。在一项病例研究中,血液透析使丙戊酸半衰期从治疗前13 h减少到治疗后1.7 h,并在治疗4 h内表现出显著的临床改善[9]。当血清丙戊酸钠浓度降至50 ~ 100 mg /L (350 ~ 700 mmol/L)时,可停止体外治疗。

    在本例中,临床医生紧急开放中心静脉通路,行CVVHDF治疗,快速稳定降低患者血液中游离态丙戊酸钠浓度。经10 h CVVHDF治疗,丙戊酸钠血药浓度从317 mg/L降低至150 mg/L,8 h后血药浓度又反跳至261 mg/L。血液净化一次后丙戊酸钠血药浓度可能出现反跳现象[10],缘于组织器官药物浓度依然较大,药物重新分布导致血药浓度再次上升。临床药师考虑到丙戊酸钠蛋白结合率高,而CRRT主要用于高水溶性、小分子、低蛋白结合率的毒物清除,对结合态丙戊酸钠清除效果不佳,故建议在CRRT基础上联合血液灌流治疗,血液灌流主要用于高蛋白结合率、高脂溶性、相对分子质量较大的毒物,树脂灌流器对蛋白结合和脂溶性分子清除较好,经3 h血液灌流,丙戊酸钠血药浓度从261 mg/L降低至97.7 mg/L,清除效果较显著。在体内,丙戊酸钠以游离状态与相应受体结合产生药效,因丙戊酸钠血浆蛋白结合率高,血浆蛋白含量的改变可以显著影响游离丙戊酸钠浓度,进而影响药效或产生毒性不良反应[11]。有研究证实等量丙戊酸钠随血浆蛋白的增加,游离丙戊酸钠血药浓度呈下降趋势[12],当患者血浆白蛋白降低时适当补充白蛋白可以减小丙戊酸钠的毒副作用。

    丙戊酸钠导致的血氨升高及相关的高氨血症性脑病时有报道[4],可表现为精神错乱、癫痫发作、嗜睡等,可进展为昏迷甚至死亡,临床应密切关注患者血氨变化。患者入院第二天血氨升高,达67 μmol/L,使用注射用门冬氨酸鸟氨酸10 g qd。本药可提供尿素和谷氨酰胺合成的底物,谷氨酰胺是氨的解毒产物,同时也是氨的储存及运输形式;鸟氨酸涉及尿素循环的活化和氨的解毒全过程;门冬氨酸参与肝细胞内核酸的合成,以利于修复被损伤的肝细胞[13]。入院第三天患者诉入院以来无大便,且血氨升至116.5 μmol/L,故临床药师建议口服乳果糖,乳果糖为渗透性轻泻剂,在小肠内不被水解吸收,其渗透性使水和电解质保留于肠腔,本药在结肠内被细菌分解成乳酸、醋酸,使肠内渗透压进一步升高,粪便容量增大,刺激肠蠕动,产生导泄作用。结肠内生成的乳酸和醋酸可以使肠腔pH值降低,形成不利于分解蛋白质的细菌生存、繁殖的酸性内环境,从而减少氨的产生,酸性环境还可使NH3转变为NH4+,解离状态的NH4+脂溶性小,肠道难以吸收而随粪便排出,当结肠内pH值从7.0降至5.0时,结肠黏膜不仅不吸收氨入血,反而从血液中向结肠排出氨[14]。乳果糖在治疗便秘的同时可以降低血氨。

  • 图  1  五味子乙素对MDA-MB-231细胞存活增殖的影响

    a. 对照组;b. 10 μmol/L Sch B组;c. 20 μmol/L Sch B组;d. 40 μmol/L Sch B组*P< 0.05、**P< 0.01,与对照组比较

    图  2  五味子乙素对MDA-MB-231细胞凋亡的影响

    a. 对照组;b. 10 μmol/L Sch B组;c. 20 μmol/L Sch B组;d. 40 μmol/L Sch B组*P< 0.05、**P< 0.01,与对照组比较

    图  3  五味子乙素对MDA-MB-231细胞内活性氧(ROS)水平的影响

    a. 对照组;b. 10 μmol/L Sch B组;c. 20 μmol/L Sch B组;d. 40 μmol/L Sch B组;e. 40 μmol/L Sch B +5 mmol/L NAC组*P< 0.05、**P< 0.01,与对照组比较;#P< 0.05,与40 μmol/L Sch B组比较

    图  4  五味子乙素对MDA-MB-231细胞内质网应激的影响

    a. 对照组;b. 10 μmol/L Sch B组;c. 20 μmol/L Sch B组;d. 40 μmol/L Sch B组;e. 40 μmol/L Sch B +2 mmol/L 4-PBA组*P<0.05、**P<0.01,与对照组比较;## P<0.01,与40 μmol/L Sch B组比较

    图  5  ROS对MDA-MB-231细胞内质网应激及凋亡的影响

    **P< 0.01,与对照组比较;## P< 0.01,与40 μmol/L Sch B组比较

  • [1] BRAY F, FERLAY J, SOERJOMATARAM I, et al. Global cancer statistics 2018: GLOBOCAN estimates of incidence and mortality worldwide for 36 cancers in 185 countries[J]. CA Cancer J Clin,2018,68(6):394-424. doi:  10.3322/caac.21492
    [2] 李贺, 郑荣寿, 张思维, 等. 2014年中国女性乳腺癌发病与死亡分析[J]. 中华肿瘤杂志, 2018, 40(3):166-171. doi:  10.3760/cma.j.issn.0253-3766.2018.03.002
    [3] TANG Y, WANG Y, KIANI M F, et al. Classification, treatment strategy, and associated drug resistance in breast cancer[J]. Clin Breast Cancer,2016,16(5):335-343. doi:  10.1016/j.clbc.2016.05.012
    [4] 白文宇, 王厚恩, 王冰瑶, 等. 五味子化学成分及其药理作用研究进展[J]. 中成药, 2019, 41(9):2177-2183. doi:  10.3969/j.issn.1001-1528.2019.09.033
    [5] RAN J, MA C, XU K, et al. Schisandrin B ameliorated chondrocytes inflammation and osteoarthritis via suppression of NF-κB and MAPK signal pathways[J]. Drug Des Devel Ther,2018,12:1195-1204. doi:  10.2147/DDDT.S162014
    [6] NASSER M I, HAN T Y, ADLAT S, et al. Inhibitory effects of Schisandrin B on human prostate cancer cells[J]. Oncol Rep,2019,41(1):677-685.
    [7] WANG C Q, XU C, FU X L, et al. Schisandrin B suppresses liver fibrosis in rats by targeting miR-101-5p through the TGF-β signaling pathway[J]. Artif Cells Nanomed Biotechnol,2020,48(1):473-478. doi:  10.1080/21691401.2020.1717507
    [8] DAI X, YIN C, GUO G, et al. Schisandrin B exhibits potent anticancer activity in triple negative breast cancer by inhibiting STAT3[J]. Toxicol Appl Pharmacol,2018,358:110-119. doi:  10.1016/j.taap.2018.09.005
    [9] SOPIK V. International variation in breast cancer incidence and mortality in young women[J]. Breast Cancer Res Treat,2021,186(2):497-507. doi:  10.1007/s10549-020-06003-8
    [10] SHAMSI M, PIRAYESH ISLAMIAN J. Breast cancer: early diagnosis and effective treatment by drug delivery tracing[J]. Nucl Med Rev Cent East Eur,2017,20(1):45-48. doi:  10.5603/NMR.2017.0002
    [11] D'AUTRÉAUX B, TOLEDANO M B. ROS as signalling molecules: mechanisms that generate specificity in ROS homeostasis[J]. Nat Rev Mol Cell Biol,2007,8(10):813-824. doi:  10.1038/nrm2256
    [12] WU W S. The signaling mechanism of ROS in tumor progression[J]. Cancer Metastasis Rev,2006,25(4):695-705.
    [13] LI Q, LU X H, WANG C D, et al. Antiproliferative and apoptosis-inducing activity of schisandrin B against human glioma cells[J]. Cancer Cell Int,2015,15(1):12. doi:  10.1186/s12935-015-0160-x
    [14] JHENG J R, HO J Y, HORNG J T. ER stress, autophagy, and RNA viruses[J]. Front Microbiol,2014,5:388.
  • [1] 邵尉, 袁妮, 刘叶, 于飞, 柳莹, 王峰.  丙戊酸钠与左乙拉西坦治疗儿童癫痫病的成本-效果分析 . 药学实践与服务, 2025, 43(): 1-5. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202408046
    [2] 施乔, 韩贵焱, 张俊腾, 刘娜.  新型Hsp90抑制剂的设计合成及其抗真菌和抗肿瘤活性研究 . 药学实践与服务, 2025, 43(3): 124-135. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202501019
    [3] 李惠萍, 陈璐, 张琪金, 黄宝康.  紫苏叶挥发油成分的生物合成、含量测定及生物活性研究进展 . 药学实践与服务, 2025, 43(): 1-6. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202412058
    [4] 张紫璇, 高苑, 张利, 李佳莉, 徐希科, 祖先鹏.  中药防治急性肺损伤的活性成分及其作用机制研究进展 . 药学实践与服务, 2025, 43(): 1-7. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202404079
    [5] 张俊丽, 李媛媛, 尹静, 杨鸿源, 白耀武.  咪达唑仑调节PINK1/PARKIN信号通路对缺血性脑卒中大鼠神经元损伤的影响 . 药学实践与服务, 2025, 43(): 1-6. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202405024
    [6] 杨嘉宁, 赵一颖, 肖伟.  七味脂肝方对非酒精性脂肪性肝炎动物模型的药效学评价 . 药学实践与服务, 2024, 42(9): 389-398. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202404096
    [7] 陈静, 何瑞华, 翁月, 徐熠, 刘静, 黄瑾.  基于网络药理学和分子对接技术探究定清片活性成分治疗白血病的作用机制 . 药学实践与服务, 2024, 42(11): 479-486. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202401073
    [8] 白学鑫, 陈玉平, 盛春泉, 武善超.  具核梭杆菌小分子抑制剂的筛选及其抗结直肠癌活性研究 . 药学实践与服务, 2024, 42(12): 503-507. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202405009
    [9] 修建平, 杨朝爱, 刘禧澳, 潘乾禹, 韦广旭, 王卫星.  全反式维甲酸对肝星状细胞活化及氧化应激的作用和机制探索 . 药学实践与服务, 2024, 42(7): 291-296. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202312054
    [10] 赖立勇, 夏天爽, 徐圣焱, 蒋益萍, 岳小强, 辛海量.  中药青蒿抗氧化活性的谱效关系研究 . 药学实践与服务, 2024, 42(5): 203-210, 216. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202211012
    [11] 张广雨, 杜晶, 刘梦珍, 朱丹妮, 闫慧, 刘冲.  新斯的明与山莨菪碱联合应用对肺型氧中毒的保护作用及其机制的研究 . 药学实践与服务, 2024, 42(10): 433-438, 444. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202310049
    [12] 冯志惠, 邓仪卿, 叶冰, 安培, 张宏, 张海军.  雀梅藤石油醚提取物诱导三阴性乳腺癌细胞凋亡的实验研究 . 药学实践与服务, 2024, 42(6): 253-259. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202311055
  • 加载中
图(5)
计量
  • 文章访问数:  5796
  • HTML全文浏览量:  1811
  • PDF下载量:  23
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2021-06-24
  • 修回日期:  2021-10-18
  • 网络出版日期:  2021-12-27
  • 刊出日期:  2021-11-25

五味子乙素通过ROS介导内质网应激诱导人乳腺癌MDA-MB-231细胞凋亡的研究

doi: 10.12206/j.issn.1006-0111.202106123
    基金项目:  国家自然科学基金(81703882)
    作者简介:

    王玮婷,中药师,研究方向:医院药学,Tel:15601812257, Email: dicy_lala@126.com

    通讯作者: 张夏炎,主管药师,研究方向:医院药学,Tel: 13482638082, Email:617880699@qq.com
  • 中图分类号: R285

摘要:   目的  研究五味子乙素对人乳腺癌MDA-MB-231细胞凋亡的影响及其作用机制。  方法  用细胞计数试剂(CCK-8)检测不同浓度五味子乙素对MDA-MB-231细胞存活率的影响;五味子乙素(10、20、40 μmol/L)作用 MDA-MB-231 细胞 24 h,分别用Annexin V-FITC/PI检测细胞凋亡情况;用DCFA-DA荧光探针检测细胞内活性氧(ROS)水平;用Western blot法检测细胞凋亡及内质网应激相关蛋白(Bcl-2、Bax、CHOP、GPR78、PERK、p-PERK、p-eIF2α、eIF2)的表达。  结果  与空白组比较,随着五味子乙素浓度增大,细胞存活率明显降低,其IC50为19.16 μmol/L;与对照组比较,五味子乙素(10、20、40 μmol/L)均能抑制细胞克隆形成(P<0.05),且呈剂量依赖;五味子乙素(10、20、40 μmol/L)均可诱导细胞凋亡(P<0.05),使抗凋亡蛋白BCL-2的表达显著降低,促凋亡蛋白Bax的表达显著升高(P<0.05);五味子乙素(10、20、40 μmol/L)显著升高细胞内ROS水平(P<0.05),且呈剂量依赖;五味子乙素(10、20、40 μmol/L)能够激发内质网应激,使内质网应激相关蛋白CHOP、GPR78、p-eIF2α表达增多(P<0.05),且呈剂量依赖。  结论  五味子乙素可能通过ROS介导内质网应激诱导MDA-MB-231细胞凋亡。

English Abstract

张强, 李静, 刘越, 储晓琴. 基于网络药理学与分子对接技术研究制痂酊治疗Ⅱ度烧伤的作用机制[J]. 药学实践与服务. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202307014
引用本文: 王玮婷, 殷雪琴, 夏金娥, 张夏炎. 五味子乙素通过ROS介导内质网应激诱导人乳腺癌MDA-MB-231细胞凋亡的研究[J]. 药学实践与服务, 2021, 39(6): 499-503, 533. doi: 10.12206/j.issn.1006-0111.202106123
ZHANG Qiang, LI Jing, LIU Yue, CHU Xiaoqin. Study on the mechanism of Medicoscab tincture in treating second-degree burns based on network pharmacology and molecular docking technology[J]. Journal of Pharmaceutical Practice and Service. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202307014
Citation: WANG Weiting, YIN Xueqin, XIA Jine, ZHANG Xiayan. Schisandrin B induces apoptosis of human breast cancer MDA-MB-231 cells through ROS mediated endoplasmic reticulum stress[J]. Journal of Pharmaceutical Practice and Service, 2021, 39(6): 499-503, 533. doi: 10.12206/j.issn.1006-0111.202106123
  • 在全球范围内,乳腺癌是女性癌症死亡的主要原因,2018年约有210万女性疑似患有乳腺癌,占女性癌症的25%[1]。在我国,乳腺癌在女性肿瘤中发病率居首位,死亡率居第5位,近几十年来乳腺癌负担迅速增长[2]。目前,雌激素敏感的乳腺癌患者主要以内分泌治疗为主,然而,缺乏激素受体的乳腺癌细胞通常使用化疗药物,如紫杉醇和阿霉素[3]。但是,化疗药物对肿瘤细胞和正常细胞均表现出毒性反应,这限制了其临床应用。此外,细胞毒等抗肿瘤药物表现出的细胞耐药性进一步限制其应用。因此,迫切需要寻找毒性较小、效果较好的治疗药物。

    五味子乙素(schisandrin B, Sch B)是从五味子中提取的主要活性成分[4]。据报道[5],Sch B可通过抑制NF-κB激活及MAPK/ Erk/p38/c-Jnk信号通路激活而有效减轻炎症反应,NASSER等[6]发现,Sch B可通过抑制PI3K/AKT和STA3/JAK2信号通路磷酸化,从而降低细胞内ROS的产生发挥抗前列腺癌作用,Wang等[7]发现,Sch B可通过TGF-b信号通路靶向miR-101-5p抑制大鼠肝纤维化。Dai等[8]发现,Sch B可通过STAT3的磷酸化和核转位发挥抗乳腺癌活性,但是Sch B 如何影响乳腺癌细胞增殖凋亡能力及具体机制尚不清楚。本研究以Sch B为研究对象,探讨其对人乳腺癌MDA-MB-231细胞凋亡的影响及其作用机制。

    • 人乳腺癌细胞株MDA-MB-231(中科院细胞库,目录号:SCSP-5043);甘草查尔酮A(纯度≥98%,批号76296-75-6,上海麦克林生化科技有限公司);CCK-8试剂盒、Annexin V-FITC/PI凋亡试剂盒、JC-1荧光探针、DCFH-DA荧光探针、Hoechst 33342 染色剂、PBS(大连美仑生物);1640培养基、胎牛血清( FBS) (美国HyClone公司);ECL发光液、BCA蛋白定量试剂盒(美国Thermo公司);Bcl-2、Bax、CHOP、GPR78、ATF4、PERK、p-PERK、p-eIF2α、eIF2α、β-actin、二抗(美国 Cell Signaling Technology公司)。

    • 人乳腺癌细胞系MDA-MB-231细胞培养于含10%胎牛血清、100 μg/ml链霉素及100 U/ml青霉素的L-15培养基中,置于37 ℃、5% CO2的饱和湿度培养箱培养,细胞2~3 d可传代培养。Sch B药物处理时,首先取生长状态良好的对数期细胞进行实验,细胞分为对照组和药物组,根据细胞存活率检测结果计算IC50,药物组分为Sch B低剂量组剂量(1/2倍IC50),Sch B中剂量组(1倍IC50),Sch B高剂量组(2倍IC50)。

    • 取状态良好的对数期MDA-MB-231细胞,以8×103/100 μl细胞密度接种于96孔板,于37 ℃,5% CO2培养箱培养过夜。将细胞分为空白组(含培养基,不含细胞)、对照组(含培养基,含细胞,不含药物)和药物处理组,药物处理组分别以终浓度为1.25、2.5、5、10、20、40、80、160 μmol/L的Sch B处理细胞24 h,每组3个复孔。24 h后每孔加入CCK-8溶液(10 μl), 于培养箱继续培养1 h,用酶标仪在450 nm处测定吸光度(OD)值,计算细胞存活率,并计算药物IC50值。

      细胞存活率=[(OD药物−OD空白)/(OD对照−OD空白)]×100%

      细胞克隆形成分析:取生长良好的对数期MDA-MB-231细胞,消化成单细胞悬液,以每孔3×103个细胞接种于6孔板,轻轻摇动使细胞分散均匀,过夜贴壁。分为对照组和药物组,对照组加等体积的培养基,药物组分别加以终浓度为(10、20、40 μmol/L)Sch B培养基,置培养箱中培养14 d。然后用PBS清洗2次,室温下用4%多聚甲醛固定15 min,1%结晶紫染色10 min。显微镜观察克隆形成情况,观察3个视野中克隆数量。

    • 将生长良好的对数期MDA-MB-231细胞,以每孔2.5×105个/ml细胞密度接种于6孔板,置培养箱过夜培养。待细胞贴壁后,分别将终浓度为10、20、40 μmol/L的Sch B处理24 h。用不含EDTA胰酶消化细胞,PBS洗涤2次,结合缓冲液(100 μl)重悬细胞,转入流式管,然后再分别加入Annexin V-FITC(5 μl)和PI染液(5 μl),室温孵育15 min(避光),最后加入结合缓冲液(400 μl)混匀,流式仪上机检测,Flow Jo软件处理数据。

    • 将生长良好的对数期MDA-MB-231细胞,以1×105个/ml细胞密度接种于12孔板,置培养箱过夜培养。待细胞贴壁后,分别将终浓度为10、20、40 μmol/L的Sch B处理24 h。DCFH-DA染液用PBS 1∶1000稀释成工作液,每孔加入200 μl工作液,37 ℃培养箱中避光孵育30 min,PBS洗涤2次,倒置荧光显微镜拍照,Image J软件检测荧光强度。

    • 将生长良好的对数期MDA-MB-231细胞,以2.5×105个/ml细胞密度接种于6孔板,于培养箱过夜培养。待细胞贴壁后,将细胞依次分为对照组和药物组,对照组细胞加等体积培养基,药物组分别加终浓度为10、20、40 μmol/L的Sch B及加或者不加活性氧(ROS)清除剂(NAC)5 mmol/L, 内质网应激抑制剂4-PBA 2 mmol/L处理24 h。用RIPA(含PMSF蛋白酶抑制剂)裂解液提取蛋白,BCA法测定蛋白浓度,加入5×上样缓冲液金属浴(100 ℃)使蛋白变性。20 μg蛋白样品经PAGE凝胶电泳后转至PVDF膜,5%脱脂牛奶封闭1 h,孵育一抗(4 ℃冰箱过夜),1×TBST洗涤3次,二抗室温孵育2 h,采用ECL显影液显色,凝胶成像系统拍照,Image J软件分析。

    • 数据采用GraphPad软件进行分析,以$ \bar{x}\pm s $表示。组间比较采用t检验和单因素方差分析,P<0.05表示差异有统计学意义。

    • 图1结果显示,与对照组比较,随着药物浓度增大,细胞存活率下降,其IC50为19.16 μmol/L,故选择1/2倍IC50(10 μmol/L),1倍IC50(20 μmol/L),2倍IC50(40 μmol/L)3个剂量进行后续实验。细胞克隆实验结果显示,随着药物浓度增大,细胞克隆形成显著被抑制,且呈现剂量依赖关系,差异具有统计学意义(P<0.05)。

      图  1  五味子乙素对MDA-MB-231细胞存活增殖的影响

    • 流式细胞术检测结果显示,与对照组比较,Sch B(10、20、40 μmol/L)均可诱导细胞凋亡,且呈剂量依赖,具有统计意义(P<0.05)。Western blot法检测结果显示,与对照组比较,Sch B(10、20、40 μmol/L)使抗凋亡蛋白Bcl-2的表达显著降低,促凋亡蛋白Bax的表达显著升高( P<0.05),结果见图2

      图  2  五味子乙素对MDA-MB-231细胞凋亡的影响

    • DCF-DA染色结果显示,与对照组比较,Sch B(10、20、40 μmol/L)组绿色荧光逐渐增强,显示细胞内ROS水平增高,且呈剂量依赖,差异有统计学意义(P<0.05),活性氧清除剂NAC(5 mmol/L)预处理2 h可显著抑制由Sch B导致的细胞内ROS增多(P<0.05),结果见图3

      图  3  五味子乙素对MDA-MB-231细胞内活性氧(ROS)水平的影响

    • 异常内质网应激可引起细胞凋亡,Western blot 法检测结果显示,与对照组比较,Sch B(10、20、40 μmol/L)分别使内质网应激相关蛋白CHOP,GPR78,p-eIF2α表达增多且呈剂量依赖,差异有统计学意义(P<0.05),内质网应激抑制剂4-PBA(2 mmol/L)预处理2 h,可显著抑制由Sch B引起的内质网应激,使内质网应激相关蛋白CHOP、GPR78、p-eIF2α表达降低(P<0.05),结果见图4

      图  4  五味子乙素对MDA-MB-231细胞内质网应激的影响

    • 上述结果表明Sch B可以使细胞内ROS升高,Sch B也可以使内质网应激诱导细胞凋亡。为了验证ROS升高与内质网应激之间的联系,MDA-MB-231用ROS清除剂NAC(5 mmol/L)预处理2 h,结果显示,NAC可逆转由Sch B引起的内质网应激,使内质网应激相关蛋白CHOP,GPR78,p-eIF2α显著降低(P<0.05),进一步实验证明, 5 mmol/L NAC可逆转由Sch B引起的细胞凋亡,使抗凋亡蛋白Bcl-2的表达显著升高,促凋亡蛋白Bax的表达显著降低(P<0.05),结果见图5

      图  5  ROS对MDA-MB-231细胞内质网应激及凋亡的影响

    • 乳腺癌是临床上特别常见的恶性肿瘤,每年的发病率和死亡率都在增加,其发生发展是一个复杂的病理过程,是不受控制的细胞增殖和抵抗凋亡的结果[9]。尽管癌症研究领域取得了相当大的进展,但由于对化疗耐药和高复发率,乳腺癌的总体生存率仍然不令人满意,因此,大量的研究都集中在发现新的有效的治疗乳腺癌的候选药物中[10]。从植物中提取的天然化合物具有更有效和更少的副作用被认为是抗癌药物的重要来源。

      ROS在细胞存活和死亡中起着关键作用。在正常生理条件下,适当水平的ROS有助于细胞存活。然而,过量的ROS会导致细胞损伤和凋亡细胞死亡[11]。ROS作为不良刺激之一,可引起内质网功能障碍,诱导内质网应激,称为ROS介导的内质网应激[12]。在本研究中,MDA-MB-231细胞在与Sch B孵育前先经ROS清除剂NAC预处理。凋亡减轻,ROS生成减少,CHOP,GPR78和p-eIF2a表达下调,内质网应激减轻。这说明Sch B诱导的MDA-MB-231细胞内质网应激依赖性凋亡中,ROS是不可或缺的。

        内质网是真核细胞中传导和提供蛋白质折叠环境的细胞器,因为它对刺激的敏感性会导致某种情况发生成为内质网应激,内质网应激被认为是应对内质网稳态失衡的各种细胞生物学生理和病理事件的一种高度保守的细胞防御机制,如抗癌药物诱导的细胞凋亡通路[13]。GPR78是调节内质网应激的关键因子,GPR78的激活增加了真核启动子2 alpha (eIF2α) 51位丝氨酸的磷酸化,从而抑制蛋白的合成,磷酸化的eIF2α促进活化转录因子4 (ATF4)和C/EBP同源蛋白(CHOP) 的表达,CHOP是调节Bcl-2家族蛋白表达的关键促凋亡转录因子[14]。我们发现,Sch B可引起乳腺癌MDA-MB-231细胞内质网应激,CHOP,GPR78和 p-eIF2α蛋白水平呈剂量依赖性增加,当使用内质网抑制剂4-PBA后,内质网应激减轻。

      综述所述,Sch B可诱导乳腺癌MDA-MB-231细胞凋亡,其机制可能与增加细胞内ROS水平,使p-eIF2α蛋白激活,GPR78和CHOP表达增多,引发细胞内质网应激有关。本研究可为乳腺癌的辅助治疗提供一定的实验依据。

参考文献 (14)

目录

/

返回文章
返回