壁虎粗多肽對3種消化道腫瘤細胞的體外抑制作用

王建剛，錢 昕，宋 瑩，劉 玲，席守民，崔朝初

目前，消化道腫瘤的治療仍是以手術為主的綜合性治療，運用中藥材治療惡性腫瘤是臨床研究的重要課題。近年來我國用中西醫綜合治療的原則,使癌癥患者生存率顯著提高[1]。壁虎是我國傳統的治療腫瘤的中藥材，大量臨床和基礎研究表明壁虎確有抗腫瘤作用，特別對消化道腫瘤作用顯著[2-3]。本實驗對壁虎有效成分進行分離純化，得到壁虎粗多肽(gecko crude peptides，GCPS)，并研究其對消化道腫瘤細胞的體外增殖抑制作用。

1 材料和方法

1.1藥物和儀器壁虎來源：中藥壁虎購自河北保定安國市光明飲片加工廠有限公司(批號090301)，經鑒定為多疣壁虎(Gecko japonicus)；細胞株：食管癌細胞EC109，肝癌細胞HepG2和胃癌細胞MGC803均由中國藥科大學饋贈；儀器與試劑：二氧化碳培養箱(日本Sanyo公司)，倒置顯微鏡GZX-DH-40×45型(德國Leica公司)，超凈工作臺SP2DJ22B型(浙江金壇市榮華儀器制造有限公司)，ELx800酶標儀(美國Bio-Tek公司)，AL104電子天平(瑞士梅特勒托利多公司)，L50膠體磨(上海諾尼公司)，旋轉蒸發儀(上海亞榮生化儀器公司)，3 500KD透析袋(美國Amresco公司)，冷凍干燥儀(德國MartinChrist公司)，96孔、6孔培養板(美國Costar公司)，實驗用其他試劑均為分析純。

1.2方法

1.2.1 GCPS的提取 干壁虎1 000 g粉碎為粗粉，置于4 000 mL Tris-HCl緩沖液中(pH=7.4)，浸泡過夜，膠體磨破碎細胞，離心2次(11 000 r/min，20 min)，取上清，加無水乙醇至終濃度為55%，放4℃冰箱中，每30 min攪拌1次，4 h后離心1次(11 000 r/min，20 min)，取上清，真空旋轉蒸發回收乙醇，經鹽溶鹽析，透析得到的多肽即GCPS。

1.2.2 MTT法檢測GCPS的體外抗腫瘤作用 將RPMI1640培養基培養的食管癌細胞EC109、肝癌細胞HepG2和胃癌細胞MGC803分別接每孔1×104/mL接種于96孔板, 用不同濃度 (0.375、0.75、1.0、1.5、3.0 mg/mL) 的GCPS,處理24、48、72 h,結束前4 h每孔加入新鮮配制5 mg/mL MTT 液20 mL，繼續培養4 h,棄去培養基, 每孔加入二甲基亞砜 (DMSO) 150 μL，待完全溶解后, 酶標儀測定490 nm 波長處各孔的吸光度A，并按下式計算抑制率。抑制率(%) = [1-(實驗組A×陰性對照組A)] ×100%。

2 結果

2.1細胞形態變化實驗中用倒置顯微鏡觀察對照組細胞均形態飽滿、增殖迅速、成簇正常生長樣貼壁生長良好, 形態呈多角形或短梭形, 胞核圓形或橢圓形, 核仁多為2～ 3個, 胞漿透亮；24 h時，1.5 mg/mLGCPS作用的3種消化道腫瘤細胞雖仍有大量增殖，但均出現皺縮變圓的形態；48 h時，1.0 mg/mL的GCPS作用的3種消化道腫瘤細胞胞體變小、變圓,貼壁細胞數目減少, 胞漿透亮度下降, 顆粒感增強,部分細胞胞突回縮變圓,脫落呈懸浮狀,細胞膜崩潰,可見細胞碎片；72 h時，以上細胞改變更為明顯。

2.2 GCPS對食管癌細胞EC109增殖的影響與對照組比較, 0.375、0.75、1.0、1.5、3.0 mg/mL GCPS能夠顯著抑制EC109細胞的生長(P<0.01或P<0.05) ，抑制作用隨濃度、時間的增加而不斷加強,呈一定劑量和時間依賴性。24 h時3 mg/mL、1.5 mg/mL的GCPS對EC109細胞的增殖抑制作用明顯(P<0.01)；作用48、72 h時所有劑量的GCPS對EC109細胞的增殖抑制作用特別明顯(P<0.01)。3.0 mg/mL的GCPS各個時段對EC109細胞的增殖抑制作用與5-FU藥物組比較差異無顯著性，結果見表1。

表1 不同濃度GCPS對食管癌細胞EC109的增殖抑制作用

①與對照組相比P<0.05，②與對照組相比P<0.01，③與氟尿嘧啶組相比P<0.05

2.3 GCPS對肝癌細胞HepG2增殖的影響0.75～3.0 mg/mL濃度的GCPS在24、48、72 h能顯著抑制HepG2細胞的增殖，其抑制效應呈劑量和時間依賴性，提示壁虎粗多肽體外能夠抑制HepG2細胞的增殖，具有抗腫瘤活性。結果見表2。

表2 不同濃度GCPS對人肝癌細胞HepG2的增殖抑制作用

①與對照組相比P<0.05，②與對照組相比P<0.01，③與氟尿嘧啶組相比P<0.05

2.4 GCPS對胃癌細胞MGC803增殖的影響與對照組比較,0.75～3.0 mg/mL GCPS能夠顯著抑制MGC803細胞的生長(P<0.01或P<0.05)，其抑制作用隨濃度、時間的增加而不斷加強,呈一定劑量和時間依賴性。作用24 h時1.0～3.0 mg/mL的GCPS對MGC803細胞的增殖抑制作用明顯(P<0.01)；作用48、72 h時所有劑量的GCPS對MGC803細胞的增殖抑制作用明顯(P<0.01)。結果見表3。

表3 不同濃度GCPS對胃癌細胞MGC803的增殖抑制作用

①與對照組相比P<0.05，②與對照組相比P<0.01，③與氟尿嘧啶組相比P<0.05

2.5 GCPS作用于3種細胞的比較如圖1A所示，GCPS作用24 h時，對食管癌細胞EC109、肝癌細胞HepG2和胃癌細胞MGC803都具有增殖抑制作用，IC50分別為2.0 mg/mL、2.3 mg/mL和2.8 mg/mL；如圖1B所示，GCPS作用72 h時，3種細胞的IC50分別為1.1、1.2、1.4 mg/mL；如圖1C所示，GCPS作用72 h時，3種細胞的IC50分別為0.4、0.6、0.8 mg/mL，由線性圖分析可知，隨著時間的延長GCPS對3種消化道腫瘤細胞的增殖抑制作用增強。

圖1 GCPS對3種消化道腫瘤細胞作用比較

3 討論

臨床經驗及實驗研究結果表明，壁虎具有肯定的抗腫瘤作用，并且在實體瘤治療方面有良好的應用前景[1-3]。目前各相關研究均對壁虎提取物成分做了初步分析，提出了可能的有效成分。然而迄今為止，壁虎提取物抗腫瘤有效成分仍未明了。壁虎多糖體外抗腫瘤作用明顯，但實驗證明體內作用不明顯[4]；楊麗華、楊金霞等提出是大分子蛋白在發揮作用，但李耀輝等根據研究結果認為并非如此[5]；李欽青等研究了壁虎小分子肽的抗腫瘤作用，但其小分子肽的來源主要是人為酶解的產物[6]。我們課題組已經進行了一些前期研究，采用血清藥理學的研究方法，發現干壁虎粉末可以抑制食道腫瘤細胞(EC9706,EC109)的生長增殖，并能顯著抑制小鼠S180肉瘤的增殖[7]。進一步驗證和解釋了壁虎對消化道腫瘤的特殊療效。用壁虎醇提物對食道癌細胞、肝癌細胞也進行了研究，發現壁虎醇提物也有明顯的抗腫瘤作用[8-10]。

經初步分析壁虎醇提物仍然含有多糖類、蛋白質(或多肽和氨基酸)、脂肪類和其他極性較強的物質。大分子蛋白質由于在乙醇的作用下大多沉淀，在醇提物中的分子量不很大，而含有較多的多肽和氨基酸。多肽分子具有廣泛生物活性, 同時具有分子量小、制備容易、純度高、抗原性弱、功能較明確、特異性強、毒副作用小、易于多途徑吸收等大分子蛋白不可比擬的優點[11]。本實驗中我們用低濃度硫酸銨首先對壁虎醇提物中多肽進行溶解，繼而用高濃度硫酸銨使多肽析出，再用半透膜透析使硫酸銨鹽和其他小分子物質除掉，從而得到多肽類物質即GCPS。用硫酸銨鹽溶鹽析在一定條件下不會使蛋白質變性，為此GCPS保持了抗癌活性。實驗中，以3種常見的消化道腫瘤細胞即人食管癌細胞EC109、人肝癌細胞HepG2和人胃癌細胞MGC803為模型，用倒置顯微鏡觀察細胞形態變化、用MTT法比較藥物的抑瘤率，從而了解GCPS對消化道腫瘤細胞的作用。結果顯示GCPS具有明顯的抗以上3種消化道腫瘤作用，且呈量效關系和時間依賴性。比較GCPS對食管癌細胞EC109、肝癌細胞HepG2、胃癌細胞MGC803的作用，其作用48 h的IC50分別為1.1、1.2、1.4 mg/mL，作用72 h的IC50分別為0.4、 0.6、 0.8 mg/mL，由此看出GCPS對食管癌細胞EC109的作用較肝癌細胞HepG2和胃癌細胞MGC803的增殖抑制作用明顯，但統計學上差異無顯著性。

本研究證明了GCPS對3種消化道腫瘤細胞在體外有明顯作用。這3種消化道腫瘤細胞在腫瘤發生中占有重要地位。食管癌是世界一些國家和地區常見的惡性腫瘤。中國是世界上食管癌的高發國家，也是世界上食管癌高死亡率的國家之一，年平均死亡率為1.3～90.9/10萬，而世界人口標化死亡率為2.7～110.6/10萬。肝癌是臨床上最常見的惡性腫瘤之一，根據最新統計，全世界每年新發肝癌患者約60萬，居惡性腫瘤的第5位。目前我國發病人數約占全球的半數以上，占全球肝癌病人的55%，已經成為嚴重威脅我國人民健康和生命的一大殺手。胃癌也是我國常見的惡性腫瘤之一，在我國其發病率居各類腫瘤的首位[12]。這些腫瘤目前藥物治療效果不佳，研究開發治療這些常見惡性腫瘤的藥物很有必要，因此對GCPS研究具有重要的意義。抗腫瘤多肽主要通過下列機制發揮作用[13]:①提高自身免疫水平，激活細胞免疫、體液免疫; 通過人工模擬抗原結合肽，刺激免疫活性細胞，促進其分化成熟，提高免疫細胞的活性和數量，從而增強自身抗腫瘤的能力。②直接殺傷腫瘤細胞，或阻斷腫瘤細胞特殊的信號途徑誘導其凋亡。③抑制腫瘤新生血管的生成。GCPS如何發揮其抗腫瘤作用，有待進一步研究。

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