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吴茱萸碱抑制PI3K/AKT通路诱导小细胞肺癌H1688和H446细胞凋亡
祁迪, 谭群友, 王如文, 邓波, 方春抒, 韦转琴, 康珀铭, 陶绍霖, 范小青, 刘玲    
400042 重庆,第三军医大学大坪医院野战外科研究所全军胸外科研究所
摘要目的 探讨PI3K/AKT通路在吴茱萸碱(evodiamine, EVO)诱导小细胞肺癌H1688和H446细胞凋亡中的作用。方法 分别以不同浓度(1、5、20 μmol/L)和不同作用时间(3、6、12、24、48 h)的EVO处理H1688和H446细胞,Western blot检测p-AKT的表达水平。以EVO分别作用于经过PI3K/AKT通路激活剂IGF-1或抑制剂LY294002预处理后的H1688和H446细胞,Western blot检测p-AKT 蛋白的表达。将EVO作用于IGF-1预处理的H1688细胞后,Annexin-V/PI染色检测细胞凋亡率,Western blot检测Bcl-2、Bax、Caspase-3蛋白的表达水平。以不同浓度的EVO处理H1688细胞,Western blot检测t-AKT、PTEN蛋白表达,RT-PCR检测AKT mRNA表达。结果 与对照组相比,不同浓度和不同作用时间的EVO处理后H1688和H446细胞中p-AKT表达水平下降(P<0.05)。而IGF-1可减弱EVO下调H1688和H446细胞p-AKT的作用(P<0.05),并降低EVO在H1688中的增殖抑制和凋亡诱导作用。EVO与LY294002下调p-AKT蛋白的效果差异无统计学意义(P>0.05)。EVO对H1688细胞t-AKT蛋白和AKT mRNA的表达无影响,EVO可明显上调PTEN的表达(P<0.05)。结论 抑制PI3K/AKT通路活性是EVO诱导H1688和H446细胞凋亡的重要机制之一。
关键词小细胞肺癌     吴茱萸碱     PI3K/AKT     PTEN     凋亡    
Evodiamine induces apoptosis of small-cell lung cancer H1688 and H446 cells via inhibiting PI3K/AKT pathway
Qi Di, Tan Qunyou, Wang Ruwen, Deng Bo, Fang Chunshu, Wei Zhuanqin, Kang Boming, Tao Shaolin, Fan Xiaoqing, Liu Ling     
Department of Thoracic Surgery, Institute of Surgery Research, Daping Hospital, Third Military Medical University, Chongqing, 400042, China
Supported by the General Program of National Natural Science Foundation of China (81172239)
Corresponding author: Tan Qunyou, Tel:86-23-68757986, E-mail: tanqy001@163.com
Abstract: Objective To study the role of evodiamine (EVO) in inducing apoptosis of small-cell lung cancer H1688 and H446 cells by inhibiting PI3K/AKT pathway. Methods H1688 and H446 cells were treated with EVO at different concentrations (1, 5, 20 μmol/L) for different time periods (3, 6, 12, 24 and 48 h), respectively. Thereafter, p-AKT was assayed by Western blotting. After pretreatment with PI3K/AKT pathway activator IGF-1 or inhibitor LY294002, H1688 and H446 cells were treated with EVO. Subsequently, p-AKT was detected by Western blotting. After H1688 cells were pretreated with IGF-1 and then treated with EVO, they were stained with Annexin-V/PI, and analyzed by flow cytometry. The expression of Bcl-2, Bax and Caspase-3 was detected by Western blotting respectively. After H1688 cells were treated with different concentrations of EVO, the expression levels of PTEN and t-AKT were assayed byWestern blotting, and AKT mRNA level was detected by RT-PCR. Results Compared with the control group, p-AKT expression was decreased in H1688 and H446 cells treated with different concentrations of EVO for different times(P<0.05). In addition, IGF-1 attenuated down-regulation of p-AKT in H1688 and H446 cells induced by EVO (P<0.05), and inhibited the apoptosis of H1688 cells induced by EVO. There was no significant difference between EVO and LY294002 in the effect of down-regulating p-AKT (P>0.05). EVO showed no significant effect on the expression of t-AKT protein and AKT mRNA (P>0.05).However, EVO significantly increased the expression of PTEN protein(P<0.05). Conclusion Inhibition of PI3K/AKT pathway plays a key role in EVO-induced apoptosis of small-cell lung cancer H1688 and H446 cells.
Key words: small-cell lung cancer     evodiamine     PI3K/AKT     PTEN     apoptosis    

小细胞肺癌(small-cell lung cancer,SCLC)的发病率在所有肺癌类型中约占15%[1],是一种恶性程度极高的神经内分泌型肺肿瘤。尽管已进行广泛的基础和临床研究,近30年来SCLC的治疗并未取得突破性进展[2]。虽然SCLC对放疗和化疗敏感性较高,但因SCLC细胞具有很强的增殖和转移活性[2],难以早期诊断和治疗,多数患者就诊之初即丧失手术适应证,5年生存率不足5%[3]。传统放疗、化疗并不能得到理想的疗效,而且毒副作用较强,因而在小细胞肺癌的综合治疗中开发新型药物很有意义。

吴茱萸碱(evodiamine,EVO)是传统中药吴茱萸果实提取物中的主要成分,可有效抑制多种恶性肿瘤细胞生长,而对正常细胞无明显毒性[4],这提示EVO在多种恶性肿瘤的治疗中具有潜在的应用价值,已成为近年来的研究热点。本课题组前期研究发现,以EVO处理SCLC H1688和H446细胞,可引起细胞周期G2/M期阻滞,并经线粒体和内质网途径诱导细胞凋亡[5]。然而EVO诱导SCLC凋亡的具体分子机制尚未完全阐明,需要进一步研究。

磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B(PI3K/AKT)信号通路参与增殖、凋亡、迁移等重要细胞活动的调节,其失调与多种恶性肿瘤的发生、发展及化疗耐药密切相关,已成为颇具研究价值的治疗靶点[6, 7, 8]。PI3K/AKT通路在SCLC的发生过程中起重要作用[9],对该通路的抑制可有效影响SCLC细胞的存活、增殖及肿瘤生长[10]。此外SCLC中PI3K/AKT通路的异常及其相关基因突变在亚洲人群中具有可识别的特征,这可被视为该人群重要的治疗优势[11]。有研究表明EVO对黑色素瘤、胰腺癌发挥抗肿瘤作用,通过抑制PI3K/AKT通路诱导凋亡是其中重要的机制之一[12, 13]。EVO作用于SCLC细胞是否抑制了PI3K/AKT通路活性,以及PI3K/AKT通路的抑制是否进而诱导细胞凋亡尚不明确。因此,本研究以SCLC H1688和H446细胞为对象,验证PI3K/AKT通路在EVO诱导细胞凋亡中的作用。

1 材料与方法 1.1 细胞株、主要药物和试剂

人小细胞肺癌细胞株NCI-H1688和NCI-H446分别购自中国医学科学院细胞库和中国科学院上海细胞库。吴茱萸碱(EVO)购自武汉远程科技发展有限公司,纯度99.13%。胰岛素样生长因子1 (IGF-1)购自北京博奥森生物技术有限公司。LY294002购自美国Selleck公司。胰蛋白酶、RPMI1640培养基、胎牛血清(FBS)购自赛默飞世尔生物化学制品(北京)有限公司。一抗p-AKT(S308)购自美国Cell signal technology公司,一抗β-actin购自Thermo Fisher Scientific公司,一抗Bcl-2、Bax、Caspase-3、t-AKT和二抗辣根过氧化物酶山羊抗兔IgG购自北京博奥森生物技术有限公司。第10号染色体缺失的磷脂酶和张力蛋白类似物(PTEN)购自美国Bioworld Technology公司,Annexin V-FITC/PI细胞凋亡检测试剂盒购自上海碧云天生物科技研究所。

1.2 方法 1.2.1 药物配制

参照预实验情况及前期研究[5]结果,将EVO溶解于二甲基亚砜(DMSO)制成终浓度为40 mmol/L的储存液,-20 ℃避光分装保存备用,实验前以RPMI1640培养基稀释至所需浓度,DMSO终浓度小于0.025%。

1.2.2 细胞培养

RPMI1640培养基加入10% FBS以及100 IU/mL青霉素、100 mg/mL链霉素,于含5%CO2、饱和湿度的细胞培养箱中37 ℃恒温培养,选取处于对数生长期的H1688和H446细胞进行实验。

1.2.3 Western blot检测EVO作用H1688和H446细胞后p-AKT蛋白的表达

将H1688和H446细胞以5×105/孔接种于6孔板内培养24 h,实验组加入不同浓度 (1、5、20 μmol/L)的EVO作用24 h或加入5 μmol/L 的EVO作用不同时间(3、6、12、24、48 h),对照组加入与实验组等量的溶媒DMSO培养相应时间,收集细胞并加入含蛋白酶抑制剂的RIPA裂解液,于冰上裂解细胞后离心取上清液提取总蛋白。测定各组蛋白浓度并调至一致,加入上样缓冲液后于SDS-PAGE凝胶中进行电泳分离,以半干法转移到PVDF膜上。5%脱脂牛奶封闭1 h,加入一抗p-AKT(1∶2 000),β-actin(1∶2 000),4 ℃孵育过夜。TBST洗膜后加入二抗并室温孵育1 h,TBST再次洗膜后加入显影液,通过ChemiDoc XRS化学发光成像系统 (美国Bio-Rad公司)检测。使用Image J软件对图像进行灰度分析,计算目的蛋白与β-actin灰度比,进而得出各实验组蛋白与对照组的相对表达量。

1.2.4 Western blot检测EVO作用于IGF-1或LY294002预处理的H1688、H446细胞后p-AKT蛋白和凋亡相关蛋白的表达

将H1688和H446细胞以5×105/孔接种于6孔板内培养24 h,将5 μmol/L 的 EVO(对照为相应量溶媒DMSO)分别加入到100 ng/mL 的IGF-1(对照相应量溶媒PBS)或10 μmol/L 的LY294002(对照为相应量DMSO)预处理的细胞中,分组情况为:对照组、EVO组、IGF-1(或LY29400)组、EVO + IGF-1(或LY294002)组,继续培养24 h后收集细胞提取总蛋白。参照1.2.3方法通过Western blot检测p-AKT蛋白。选取H1688细胞,参照上述方法处理,分为对照组、EVO组、IGF-1组、EVO+IGF-1组,提取蛋白后经Western blot检测凋亡相关蛋白(Bcl-2、Bax、Caspase-3),使用Image J软件对图像进行灰度分析,并计算相对表达量。

1.2.5 流式细胞术检测EVO作用于IGF-1预处理的H1688细胞后细胞凋亡率

参照1.2.4方法分组处理H1688细胞,分组情况为:对照组、EVO组、IGF-1组、EVO+IGF-1组,消化收集各组细胞后离心弃上清,以PBS缓冲液洗涤3次,并用Annexin V-FITC结合液重悬细胞,按试剂盒说明书先后加入Annexin V-FITC和PI室温避光孵育10 min,随即使用流式细胞仪检测各组细胞凋亡率。

1.2.6 RT-PCR和Western blot检测EVO作用于H1688细胞后t-AKT mRNA和蛋白水平的表达以及PTEN蛋白水平改变

将H1688细胞以5×105/孔接种于6孔板内培养24 h,实验组加入不同浓度(1、5、20 μmol/L)的EVO作用24 h,对照组加入与实验组等量的溶媒DMSO培养相应时间。以试剂盒提取各组细胞总RNA,按反转录试剂盒说明书合成cDNA,以cDNA为模板进行t-AKT的PCR扩增,PCR反应的循环条件为94 ℃ 3 min进入循环;94 ℃ 30 s,40 ℃ 30 s,72 ℃ 30 s,共35个循环;72 ℃ 5 min。扩增产物于琼脂糖凝胶中进行电泳,通过ChemiDoc XRS化学发光成像系统 (美国Bio-Rad公司)检测。根据NCBI数据库中基因序列设计引物,AKT正义链:5′-GCC-CACACGCTTACTGAGA-3′,反义链:5′-AGCCCG AAGT-CCGTTATCTT-3′,PCR反应产物308 bp。β-actin 正义链:5′-CTCCATCCTGGCCTCGCTGT-3′,反义链:5′-GCT-GTCACCTTCACCGTTCC-3′,PCR反应产物268 bp。参照1.2.3方法通过Western blot检测t-AKT蛋白表达水平。使用Image J软件对图像进行灰度分析,并计算相对表达量。

1.3 统计学分析

实验均重复3次,数据以x±s表示,采用SPSS 13.0统计软件进行分析,多组间均数的比较采用方差分析,两组间均数比较采用t检验。

2 结果 2.1 在EVO作用下SCLC细胞中p-AKT蛋白的表达水平下降

以1、5、20 μmol/L的EVO作用于H1688和H446细胞24 h后,检测各组细胞中p-AKT蛋白的相对表达量,相比于对照组均有下降,各组间差异有统计学意义(P<0.05,图 1),并且呈浓度-效应依赖性。以5 μmol/L的EVO作用于H1688 和H446细胞3、6、12、24、48 h后,p-AKT蛋白相对表达量与对照组相比均有不同程度下降,各组间差异有统计学意义(P<0.05,图 2),且表现出时间-效应依赖性。

A:Western blot检测p-AKT蛋白的表达;B:p-AKT蛋白相对表达量;1:对照(DMSO)组;2:1 μmol/L EVO组;3:5 μmol/L EVO组;4:20 μmol/L EVO组;a:P<0.05,b:P<0.01,与对照组比较 图 1 Western blot检测不同浓度EVO作用SCLC细胞24 h后p-AKT蛋白的表达
A:Western blot检测p-AKT蛋白的表达;B:p-AKT蛋白相对表达量;1:对照(DMSO)组;2:EVO作用3 h组;3:EVO作用6 h组;4:EVO作用12 h组;5:EVO作用24 h组;6:EVO作用48 h组;a:P<0.05,b:P<0.01,与对照组比较 图 2 Western blot 检测5 μmol/L EVO作用SCLC细胞不同时间后p-AKT蛋白的表达
2.2 PI3K/AKT通路激活剂可减弱EVO下调SCLC细胞p-AKT蛋白的作用

以EVO (5 μmol/L)和 IGF-1 (100 ng/mL)作为干预因素分组处理H1688和H446细胞24 h后,各组间p-AKT 的表达差异具统计学意义(P<0.05)。EVO+ IGF-1组与EVO组相比,H1688和H446细胞中p-AKT蛋白的相对表达量均有显著上升(P<0.05),见图 3。这提示EVO下调SCLC细胞中p-AKT表达的作用机制可能与抑制PI3K/AKT通路有关。

A:Western blot检测p-AKT蛋白的表达;B:p-AKT蛋白相对表达量;1:对照(溶媒)组;2:IGF-1(100 ng/mL)组;3:EVO(5 μmol/L)组;4:IGF-1 (100 ng/mL) + EVO (5 μmol/L)组;a:P<0.05,b:P<0.01,与EVO(5 μmol/L)组比较 图 3 Western blot检测EVO作用于IGF-1预处理的SCLC细胞24 h后p-AKT蛋白的表达
2.3 EVO抑制SCLC细胞PI3K/AKT通路的作用效果接近于PI3K特异性抑制剂

将PI3K特异性抑制剂LY294002(10 μmol/L)和EVO(5 μmol/L)单独并联合作用于H1688和H446细胞,各组间p-AKT的表达差异有统计学意义(P<0.05)。EVO组和LY294002组的H1688和H446细胞中p-AKT的相对表达量与对照组相比均有显著下降,差异具统计学意义(P<0.05),而EVO组与LY294002组之间差异无统计学意义。在H1688细胞中,EVO+LY294002组p-AKT的相对表达量与EVO组、LY294002组相比无明显降低,而在H446细胞中,EVO+LY294002组p-AKT的相对表达量与EVO组、LY294002组相比有显著下降(P<0.05)。见图 4。说明EVO对SCLC细胞PI3K/AKT通路的抑制强度与PI3K特异性抑制剂LY294002相近,两者在H446细胞中表现出协同作用,而H1688细胞中无明显的协同作用。

A:Western blot检测p-AKT蛋白的表达;B:p-AKT蛋白相对表达量;1:对照(溶媒)组;2:LY294002(10 μmol/L)组;3:EVO(5 μmol/L)组;4:LY294002(10 μmol/L) + EVO(5 μmol/L)组;a:P<0.05,b:P<0.01,与对照组比较 图 4 Western blot检测EVO和LY294002作用于SCLC细胞24 h后p-AKT蛋白的表达
2.4 PI3K/AKT通路激活剂可减弱EVO在SCLC细胞中抑制细胞增殖和诱导细胞凋亡的作用

在5 μmol/L EVO作用下,H1688和H446细胞伪足回缩,部分变圆、漂浮,存活率明显下降,而IGF-1的加入可以减弱EVO的作用,使细胞存活率回升。见图 5。此外EVO可显著提高H1688细胞的凋亡率,抑制Bcl-2蛋白的表达,并促进Bax蛋白的表达以及Caspase-3蛋白的活化。而EVO (5 μmol/L) 加入到IGF-1 (100 ng/mL) 预处理的H1688细胞中作用24 h,与EVO单独作用的细胞相比,可发现细胞凋亡率显著下降(P<0.05)、Bcl-2蛋白的相对表达量增加(P<0.05),Bax蛋白的相对 表达量下降 (P<0.01),Bax/Bcl-2比值上升 (P<0.01),活化Caspase-3蛋白的相对表达量下降 (P<0.01)。见图 6

A:细胞形态学观察(光学显微镜×40);B:MTT法检测细胞存活率 1:对照(溶媒)组;2:EVO(5 μmol/L)组;3:IGF-1 (100 ng/mL) +EVO (5 μmol/L)组 图 5 EVO作用于IGF-1预处理的SCLC细胞24 h后的细胞活性
1:对照(溶媒)组;2:IGF-1(100 ng/mL)组;3:EVO(5 μmol/L)组;4: IGF-1 (100 ng/mL) + EVO (5 μmol/L)组 A:流式细胞术Annexin V-FITC/PI染色检测H1688细胞凋亡率;B:Western blot检测凋亡相关蛋白的表达;C:凋亡相关蛋白相对表达量 a:P<0.05,b:P<0.01,与EVO(5 μmol/L) 组比较 图 6 EVO作用于IGF-1预处理的SCLC细胞24 h后细胞凋亡率及凋亡相关蛋白的改变
2.5 EVO作用下总AKT(t-AKT)的表达无明显变化

以1、5、20 μmol/L的EVO作用于H1688细胞24 h后,与对照组相比,t-AKT的表达量在mRNA和蛋白的表达水平均无明显变化。见图 7

M:DL2000 DNA Marker; 1:对照(溶媒DMSO)组;2:1 μmol/L EVO组;3:5 mol/L EVO组;4:20 μmol/L EVO组 A:RT-PCR检测AKT mRNA的表达;B:Western blot检测t-AKT蛋白的表达;C:AKT mRNA和t-AKT蛋白相对表达量 图 7 RT-PCR和Western blot检测不同浓度EVO作用H1688细胞24 h后t-AKT mRNA和蛋白的表达水平
2.6 EVO上调SCLC中PTEN的表达

以1、5、20 μmol/L的EVO作用于H1688细胞24 h后,检测PTEN蛋白的相对表达量,结果显示5 μmol/L和20 μmol/L的EVO组与对照组相比明显增加(P<0.05),并表现出剂量-效应依赖性。见图 8

1:对照(溶媒DMSO)组;2:1 μmol/L EVO组;3:5 mol/L EVO组;4:20 μmol/L EVO组;A:Western blot检测PTEN蛋白的表达;B:PTEN蛋白相对表达量;a:P<0.05,b:P<0.01,与对照组比较 图 8 Western blot检测不同浓度EVO作用H1688细胞24 h后PTEN蛋白的表达
3 讨论

PI3K/AKT信号通路的异常激活在恶性肿瘤中广泛存在,是重要的肿瘤细胞存活途径[14]。在该信号转导通路中AKT蛋白处于中心位置,经磷酸化激活形成p-AKT后可进一步磷酸化多种下游蛋白,进而调控肿瘤细胞的存活、增殖和凋亡等[15]。AKT蛋白的磷酸化水平(即p-AKT蛋白水平)可以反映PI3K/AKT通路的激活情况。本研究发现EVO作用于H1688和H446细胞后p-AKT蛋白水平显著降低,且表现出剂量依赖性和时间依赖性。有研究[12, 13]显示EVO通过抑制PI3K/AKT通路在黑色素瘤细胞和胰腺癌细胞中诱导凋亡。这提示PI3K/AKT通路可能是EVO诱导SCLC细胞凋亡的重要途径之一。

有研究[16]证实PI3K/AKT通路激活剂IGF-1具有体外激活PI3K/AKT通路的作用,促进AKT蛋白磷酸化进而调控下游效应分子的活性。为进一步探究EVO引起的p-AKT蛋白下调是否通过PI3K/AKT通路介导,使用IGF-1进行验证。结果显示IGF-1可以明显减弱EVO诱导的SCLC H1688和H446细胞p-AKT 蛋白下调,提示EVO下调p-AKT蛋白的作用与抑制PI3K/AKT通路有关。LY294002作为一种PI3K高特异性抑制剂,具有抑制PI3K/AKT通路活性的作用[17]。为考查EVO抑制PI3K/AKT通路的作用强度,将LY294002和(或)EVO加入到SCLC细胞中检测p-AKT蛋白水平,结果表明EVO抑制PI3K/AKT通路的作用效果接近于高效抑制剂LY294002,而且在H446细胞中二者表现出明显的协同效应。然而尽管EVO在H1688细胞中的抑制作用更明显,但与LY294002的协同作用并不显著,这一现象的原因尚需进一步研究。

本课题组前期研究[5]结果表明EVO可显著抑制SCLC H1688和H446细胞活性,上调Caspase-3、Caspase-9、Caspase-12等凋亡相关蛋白,促进Bax并抑制Bcl-2 mRNA的表达,进而诱导凋亡。为进一步证实EVO抑制PI3K/AKT通路与其诱导凋亡之间的关系,选择EVO抑制PI3K/AKT通路作用更明显的H1688细胞为研究对象,以EVO作用于IGF-1预处理的H1688细胞。结果显示与EVO单独作用相比,IGF-1 加入可明显降低细胞凋亡率、凋亡执行因子Caspase-3的表达,而反映凋亡抑制情况的Bcl-2/Bax比明显升高。提示IGF-1可明显减弱EVO诱导SCLC细胞凋亡的作用,表明PI3K/AKT通路在EVO诱导SCLC细胞凋亡中发挥重要作用。此外,IGF-1处理组与对照组相比,H1688细胞中p-AKT的表达仅有小幅度的上调,这与IGF-1逆转EVO作用时表现出的显著效果并不相符。可能的原因是:H1688细胞本身已存在PI3K/AKT通路的异常激活,已经有很高的p-AKT表达水平,有研究[18]发现SCLC细胞中IGF-1的分泌及其与IGF-1R的结合水平很高,因而在此基础上施加外源性IGF-1,对本已处于高位的p-AKT水平的上调幅度有限。

为进一步探究EVO抑制PI3K/AKT通路的机制,将不同浓度的EVO作用于H1688细胞,检测t-AKT蛋白以及AKT mRNA的表达水平,结果表明EVO对t-AKT 蛋白及AKT mRNA的表达无明显影响。提示EVO下调p-AKT是通过抑制AKT的磷酸化,而非抑制AKT的表达实现的。PTEN是一种通过PI3K/AKT通路起作用的肿瘤抑制基因。PTEN蛋白可促进磷脂酰肌醇-1,4,5-三磷酸(PIP3)转化为磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸(PIP2),进而抑制AKT蛋白的磷酸化,发挥负性调控PI3K/AKT通路活性的作用[19]。本研究发现不同浓度的EVO作用于H1688细胞后,PTEN蛋白的表达水平发生剂量依赖性升高。这表明通过上调PTEN蛋白表达间接抑制PI3K/AKT通路是EVO诱导H1688细胞凋亡的可能机制之一,该作用机制有待进一步研究验证。此外,有研究[20]证明PTEN基因异常是SCLC进展的重要驱动因素,在啮齿类动物模型中PTEN异常可通过肿瘤抑制基因Rb和P53的缺失加速SCLC的进展,而且这一独特效应未见于其它类型肿瘤。这表明EVO上调PTEN的作用在SCLC治疗中具有潜在应用优势。在我们前期研究[5]也发现相比于NSCLC细胞(H460和A549)EVO对SCLC细胞(H1688和H446)的活性抑制更明显,该现象可以通过EVO上调PTEN表达的作用得以部分解释。

非小细胞肺癌的靶向治疗已获得成功应用,酪氨酸激酶抑制剂可有效改善上皮生长因子受体突变型患者的预后[21]。然而有临床意义的SCLC药物治疗基因靶点尚未被发现,以PI3K/AKT/mTOR通路为目标的靶向治疗药物被寄予厚望[11]。但是PI3K/AKT通路同时参与正常细胞功能,单一靶点的靶向治疗即便有效也可能带来广泛的副作用。EVO虽然通过下调PI3K/AKT通路活性有效抑制SCLC H1688和H446细胞生长,但对人胚肺成纤维细胞WI38并未表现出明显细胞毒性[4],这表明EVO具有副作用小的应用优势。此外PI3K/AKT通路异常激活与化疗耐药及放疗抵抗有密切关系[22, 23],已有研究[24, 25, 26]证实EVO可有效逆转包括肺癌在内的多种肿瘤细胞耐药,这为SCLC综合治疗中EVO与化疗、放疗联合应用提供了理论基础。

综上所述,本研究结果显示EVO能够有效抑制SCLC H1688和H446细胞PI3K/AKT信号转导通路的活性,降低p-AKT蛋白的水平,进而调控下游凋亡相关蛋白的表达,诱导SCLC细胞凋亡,而上调SCLC细胞中PTEN的表达可能是EVO抑制PI3K/AKT通路的重要机制之一。进一步阐明了EVO诱导SCLC细胞凋亡的机制,表明相比于NSCLC等其它肿瘤,在SCLC中EVO具有潜在的应用优势,有望成为SCLC综合治疗中有效的辅助用药。很多关于EVO抗肿瘤活性及机制的研究已见诸多报道[4, 5, 12, 13, 24, 25, 26],与以往研究不同的是,本研究将着重于EVO诱导SCLC细胞凋亡的机制,在干预措施上设定了不同的药物剂量和作用时间,并通过使用PI3K/AKT通路激动剂和抑制剂进行验证,同时检测了该通路的上游调控因子和下游效应蛋白的变化。然而,EVO在体内实验中对SCLC的作用机制是否与体外实验一致,体内实验中药物的安全性,以及EVO作用下SCLC中PI3K/AKT信号通路与其他通路间发生的交互作用,有待进一步研究验证。

参考文献
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http://dx.doi.org/10.16016/j.1000-5404.201508031
中国人民解放军总政治部、国家科技部及国家新闻出版署批准,
由第三军医大学主管、主办

文章信息

祁迪,谭群友,王如文,邓波,方春抒,韦转琴,康珀铭,陶绍霖,范小青,刘玲
Qi Di, Tan Qunyou, Wang Ruwen, Deng Bo, Fang Chunshu, Wei Zhuanqin, Kang Boming, Tao Shaolin, Fan Xiaoqing, Liu Ling
吴茱萸碱抑制PI3K/AKT通路诱导小细胞肺癌H1688和H446细胞凋亡
Evodiamine induces apoptosis of small-cell lung cancer H1688 and H446 cells via inhibiting PI3K/AKT pathway
第三军医大学学报, 2016, 38(4): 330-337
J Third Mil Med Univ, 2016, 38(4): 330-337.
http://dx.doi.org/10.16016/j.1000-5404.201508031

文章历史

收稿:2015-08-09
修回:2015-10-08

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