青蒿素類藥對(duì)A549和Hela細(xì)胞體外抗腫瘤活性的研究*

★ 鄭紹琴 宋健平 王琪 劉亞軍 裴晶 葉俏波

(1.廣州中醫(yī)藥大學(xué)科技產(chǎn)業(yè)園有限公司 廣州510445；2.廣州中醫(yī)藥大學(xué) 廣州 510405；3.廣州市醫(yī)藥職業(yè)學(xué)校 廣州 511455)

青蒿素(artemisinin,ART)是我國(guó)研究人員1971年從菊科植物黃花蒿葉中提取分離到的一種含有過(guò)氧橋結(jié)構(gòu)的倍半萜內(nèi)酯類化合物，此后陸續(xù)開(kāi)發(fā)出青蒿琥酯(Artesunate,ATS)、雙氫青蒿素(dihydroartemisinin,DHA)、蒿甲醚(artemether)等多種青蒿素類藥物。最初青蒿素為一種高效、低毒的抗瘧藥物，尤其是腦型瘧和惡性瘧有效。近來(lái)學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)青蒿素具有抗腫瘤功效,對(duì)多種腫瘤具有抑制、殺傷作用[1-4]，有希望被開(kāi)發(fā)成為新型的抗腫瘤植物藥。本研究以非小細(xì)胞肺癌A549和宮頸癌Hela細(xì)胞為對(duì)象，采用四甲基二氮唑藍(lán)(MTT)法檢測(cè)ART、DHA及ATS的體外抑制活性，觀察不同青蒿素類藥對(duì)不同腫瘤細(xì)胞的抗腫瘤作用。

1 實(shí)驗(yàn)材料

1.1 藥品與試劑 青蒿素(廣州漢方現(xiàn)代中藥研究有限公司，批號(hào)為100651)；雙氫青蒿素(重慶華立武陵山制藥有限公司，批號(hào)為C00320110704-2)；青蒿琥酯(重慶華立武陵山制藥有限公司，批號(hào)為20080502)；5-氟尿嘧啶注射液(簡(jiǎn)稱5-Fu，上海旭東海普藥業(yè)有限公司生，生產(chǎn)批號(hào)：H31020593)；低糖DMEM、HEPES均購(gòu)自美國(guó)GIBCO公司；小牛血清購(gòu)自廣州畜牧場(chǎng)(批號(hào)20100618)；L-谷氨酰銨和MTT均購(gòu)自Sigma公司；其他相關(guān)產(chǎn)品為國(guó)產(chǎn)試劑。

1.2 腫瘤細(xì)胞 非小細(xì)胞肺癌A549和宮頸癌細(xì)胞Hela，引自美國(guó)ATCC，由廣州中醫(yī)藥大學(xué)熱帶醫(yī)學(xué)研究所病毒實(shí)驗(yàn)室凍存?zhèn)鞔９堋?/p>

1.3 儀器 美國(guó)寶特ELX800型全自動(dòng)酶標(biāo)儀；全自動(dòng)CO2孵箱(上海力申科學(xué)儀器有限公司，型號(hào)：HF90)；倒置顯微鏡(日本Olympus，型號(hào)CK40)；海爾生物安全柜(青島海爾特種電器有限公司，型號(hào)：HR40-ⅡA2)；SW-CJ-TF超凈工作臺(tái)(蘇州安泰空氣技術(shù)有限公司)。

2 實(shí)驗(yàn)方法

2.1 細(xì)胞接種 A549和Hela細(xì)胞常規(guī)復(fù)蘇后，待細(xì)胞生長(zhǎng)至一定數(shù)量后，用0.25%胰酶消化1～5min，終止消化，并用含10%血清的DMEM培養(yǎng)基重懸細(xì)胞。計(jì)數(shù)后用完全培養(yǎng)基調(diào)整細(xì)胞濃度為5.0×105/mL，按0.1mL/孔接種于96孔細(xì)胞板上，37℃，5%CO2條件培養(yǎng)。

2.2 A549和Hela細(xì)胞生長(zhǎng)曲線的繪制 按2.1方法接種細(xì)胞，于接種后每24h做一次MTT染色。每天取4個(gè)復(fù)孔細(xì)胞進(jìn)行MTT染色，分別連續(xù)12天和9天。最后結(jié)果以細(xì)胞MTT染色OD490為縱坐標(biāo)，實(shí)驗(yàn)時(shí)間為橫坐標(biāo)，繪制出A549和Hela細(xì)胞的生長(zhǎng)曲線。

2.3 加藥處理 待細(xì)胞貼壁培養(yǎng)1～2d后，吸掉原有培養(yǎng)基，將藥物分別配制成一定濃度，并對(duì)半稀釋，后一孔藥物濃度是前一孔的一半，放入37℃，5%C02培養(yǎng)箱培養(yǎng)。

2.4 MTT法檢測(cè) 將加入藥物的培養(yǎng)板放入37℃，5%CO2培養(yǎng)箱孵育72h后，每孔加入20μg/mL MTT溶液，置于37℃，5%CO2培養(yǎng)箱中保溫4h，小心吸掉孔中原有培養(yǎng)液，每孔加入150μL DMSO，振蕩后靜置10min，待結(jié)晶充分溶解后，用酶標(biāo)儀測(cè)定A490nm值，并計(jì)算抑制率(%)=(1-實(shí)驗(yàn)組OD值/空白對(duì)照組OD值)×100。

2.5 半數(shù)抑制濃度(IC50)計(jì)算 將配好的藥物用含10%的DMEM培養(yǎng)基稀釋，青蒿素100μg/mL、青蒿琥酯100μg/mL、雙氫青蒿素100μg/mL和5-Fu100μg/mL溶液，根據(jù)對(duì)半稀釋方法加藥，每個(gè)濃度設(shè)3個(gè)復(fù)孔，空白對(duì)照9個(gè)復(fù)孔，MTT法檢測(cè)，計(jì)算出不同濃度藥物的抑制率，將劑量與對(duì)應(yīng)抑制率輸入Shmm公司IC50.exel.o版本軟件計(jì)算各藥物的IC50。

2.6 藥效結(jié)果判定 通過(guò)對(duì)A549和Hela細(xì)胞株的IC50值確定青蒿素類藥物在體外對(duì)這兩株腫瘤細(xì)胞的抑制活性。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

3.1 A549細(xì)胞和Hela細(xì)胞的生長(zhǎng)曲線 通過(guò)測(cè)得OD值繪制A549和Hela細(xì)胞的生長(zhǎng)曲線如圖1和圖2。

圖1 A549細(xì)胞的動(dòng)態(tài)生長(zhǎng)曲線

圖2 Hela細(xì)胞的動(dòng)態(tài)生長(zhǎng)曲線

由上圖分析可示：這兩款細(xì)胞生長(zhǎng)大致經(jīng)歷延滯期、對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期、平臺(tái)期、緩慢凋亡期、快速死亡期五期。細(xì)胞從培養(yǎng)24h開(kāi)始進(jìn)入對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期，24h到96h基本處于穩(wěn)定的平臺(tái)期，96h之后經(jīng)歷一個(gè)緩慢凋亡期，A549第4d達(dá)到頂峰，Hela細(xì)胞第5d達(dá)到頂峰，然后迅速進(jìn)入快速死亡期。所以我們選擇細(xì)胞生長(zhǎng)72h為干預(yù)點(diǎn)對(duì)細(xì)胞進(jìn)行干預(yù)研究。

3.2 青蒿素類藥物對(duì)A549和Hela細(xì)胞的抑制活性 根據(jù)MTT法測(cè)得的OD值計(jì)算得到各類藥物對(duì)腫瘤細(xì)胞的增殖抑制率見(jiàn)表1；以細(xì)胞增殖抑制率輸入Shmm公司IC50.exel.o版本軟件計(jì)算得到青蒿素類藥物對(duì)A549和Hela二株腫瘤細(xì)胞的抑制活性,見(jiàn)表2。

表1 青蒿素類藥物對(duì)A549細(xì)胞和Hela細(xì)胞的抑制率±s)

表2 青蒿素類藥物對(duì)A549細(xì)胞和Hela細(xì)胞的抑制活性/μg·mL-1

結(jié)果顯示：青蒿素、雙氫青蒿素及青蒿琥酯對(duì)二株腫瘤細(xì)胞有選擇性的抑制作用，且呈量效關(guān)系，隨著劑量的遞減，青蒿素類藥物對(duì)A549和Hela細(xì)胞的抑制率也逐漸下降。通過(guò)上表可以看出，雙氫青蒿素和青蒿琥酯對(duì)二株腫瘤細(xì)胞均有較強(qiáng)的抑制作用，但青蒿素對(duì)A549細(xì)胞的抑制活性較弱。利用IC50軟件測(cè)得青蒿素類藥物對(duì)A549和Hela細(xì)胞72h的IC50分別為:A549細(xì)胞(ATS27.97μg/mL、DHA43.90μg/mL)和Hela細(xì)胞(ART48.10μg/mL、ATS34.60μg/mL、DHA15.94μg/mL)。

3.3 討論 腫瘤是嚴(yán)重危害人類生命、健康的常見(jiàn)多發(fā)病。就全球而言，20世紀(jì)末的近20年間癌癥的發(fā)病率一直呈上升趨勢(shì)，其死亡率僅次于心血管病而位居第二[5]。對(duì)抗腫瘤藥物的研究是當(dāng)今的一個(gè)熱點(diǎn)。在不斷研制新藥的同時(shí),老藥新用也是研究抗腫瘤藥物的一個(gè)途徑，青蒿素類藥物近年來(lái)被廣泛用于抗腫瘤藥物的研究。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),青蒿素類藥物的作用機(jī)制主要是通過(guò)內(nèi)部的過(guò)氧化橋?qū)崿F(xiàn)的。它還可以通過(guò)阻滯細(xì)胞周期、誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡、抑制腫瘤新生血管形成、與Fe2+作用的細(xì)胞毒作用、抑制端粒酶活性、逆轉(zhuǎn)多藥耐藥和增加化療敏感性、調(diào)節(jié)腫瘤相關(guān)基因的表達(dá)以及損傷細(xì)胞線粒體等作用機(jī)制而實(shí)現(xiàn)抗腫瘤作用[6，7，8]。因此有必要進(jìn)一步加強(qiáng)青蒿素類藥物抗腫瘤的研究。

本實(shí)驗(yàn)室采用MTT法對(duì)青蒿素類藥物的抗腫瘤活性進(jìn)行了兩株腫瘤細(xì)胞的系統(tǒng)性評(píng)價(jià)。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，青蒿素在體外僅對(duì)二株腫瘤細(xì)胞中的Hela細(xì)胞有抑制活性，對(duì)A549細(xì)胞抑制活性較弱；而青蒿琥酯和雙氫青蒿素對(duì)二株腫瘤細(xì)胞均有抑制活性，且活性較好，但雙氫青蒿素對(duì)Hela細(xì)胞的抑制活性與青蒿琥酯相比較強(qiáng)，而對(duì)A549細(xì)胞抑制活性青蒿琥酯強(qiáng)于雙氫青蒿素。根據(jù)本實(shí)驗(yàn)室對(duì)青蒿素類藥物體外抑制腫瘤活性研究的結(jié)果，青蒿琥酯和雙氫青蒿素對(duì)腫瘤細(xì)胞的抑制作用較強(qiáng)，而青蒿素抑制作用較弱。根據(jù)青蒿素類藥物對(duì)腫瘤細(xì)胞的選擇性抑制作用，在進(jìn)行深入研究時(shí)，可以進(jìn)行有針對(duì)性的研究。青蒿素類藥物抑制腫瘤細(xì)胞活性的差異性，提示我們這可能與化學(xué)藥物的結(jié)構(gòu)有關(guān)。雙氫青蒿素為青蒿素經(jīng)四氫酸鈉還原所得，而青蒿琥酯的代謝產(chǎn)物是雙氫青蒿素，各衍生物的極性不同，或許會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞對(duì)其攝取或結(jié)合的程度也不相同，從而影響藥物抗腫瘤活性。

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