通絡(luò)活血蟲類藥對乏氧環(huán)境下肺癌血管生成相關(guān)細(xì)胞因子的影響

李道睿 王苗苗 于明薇 林飛 張穎 李蒙 樊慧婷 鄭琦 祁鑫 裴迎霞 張培彤 侯煒 林洪生

摘要：目的 觀察通絡(luò)活血蟲類藥（全蝎、蜈蚣、守宮）對乏氧環(huán)境下肺癌血管生成相關(guān)細(xì)胞因子的影響。方法 采用低氧工作站體外模擬腫瘤乏氧微環(huán)境培養(yǎng)A549肺癌細(xì)胞，加入不同濃度全蝎、蜈蚣、守宮藥物血清，MTT法檢測細(xì)胞增殖，篩選最佳藥物濃度及作用時間。A549肺癌細(xì)胞經(jīng)3種藥物血清處理后，收集細(xì)胞培養(yǎng)上清液，ELISA檢測上清液中血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）、轉(zhuǎn)化生長因子-β1（TGF-β1）、堿性成纖維細(xì)胞生長因子（bFGF）的含量。結(jié)果 3種藥物血清對常氧及乏氧培養(yǎng)的A549肺癌細(xì)胞增殖均有一定的抑制作用。最終篩選7.5%濃度藥物血清、作用24 h進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)。3種藥物血清較對照組A549細(xì)胞VEGF、TGF-β1、bFGF含量均降低（P<0.05，P<0.01）。結(jié)論 3種蟲類藥在常氧和乏氧狀態(tài)下均有抑制癌細(xì)胞和對血管生成相關(guān)細(xì)胞因子調(diào)控的作用。

關(guān)鍵詞：通絡(luò)活血；蟲類藥；肺癌；乏氧

DOI：10.3969/j.issn.1005-5304.2017.09.010

中圖分類號：R285.5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1005-5304（2017）09-0039-04

Effects of Dredging Collaterals and Activating Blood Worm Chinese Materia Medica on Angiogenesis Related Factors of Lung Cancer in Hypoxic Environment LI Dao-rui1， WANG Miao-miao1，2， YU Ming-wei3， LIN Fei1， ZHANG Ying1， LI Meng1， FAN Hui-ting1， ZHENG Qi1， QI Xin1， PEI Ying-xia1， ZHANG Pei-tong1， HOU Wei1， LIN Hong-sheng1 （1. Guanganmen Hospital， China Academy of Chinses Medical Sciences， Beijing 100053， China； 2. Beijing University of Chinese Medicine， Beijing 100029， China； 3. Beijing Hospital of Traditional Chinese Medicine Affiliated to Capital Medical University， Beijing 100010， China）

Abstract： Objective To observe the effects of dredging collaterals and activating blood worm Chinese materia medica on angiogenesis related factors of lung cancer in hypoxic environment. Methods The lung cancer A549 cells were cultured in vitro to simulate tumor hypoxia microenvironment by the hypoxia workstation， and different concentrations of Scorpio， Scolopendra and Gecko medicated serum were added. MTT method was used to detect cell proliferation and screen the best medicine concentration and duration of action. Lung cancer A549 cells were administrated by the three kinds of medicated serum， and cells were collected and supernatant was cultured. Contents of VEGF， TGF-β1， and bFGF were detected by ELISA. Results Three kinds of medicated serum had the inhibitory effect on both added normoxia and hypoxia in cultured A549 lung cancer cells. 7.5% concentration of medicated serum was selected， and 24 h later were used in later experiments. Scorpio， Scolopendra and Gecko medicated serum can more reduce the contents of VEGF， TGF-β1 and bFGF in the supernatant of A549 cell compared with the control group （P<0.05， P<0.01）. Conclusion Dredging collaterals and activating blood worm Chinese materia medica had inhibitory effect on cancer cells and the regulation of angiogenesis related cytokines in the condition of normoxia and hypoxia.

Key words： dredging collaterals and activating blood； worm Chinese materia medica； lung cancer； hypoxia

基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金（81302963）

通訊作者：林洪生，E-mail：dr.linhongsheng@163.com

肺癌是當(dāng)今世界對人類健康與生命危害最大的惡性腫瘤之一，其發(fā)病率、死亡率居惡性腫瘤第1位。目前由于缺乏有效的治療手段，不能很好地控制肺癌的轉(zhuǎn)移，常常導(dǎo)致治療的失敗。因此，防止和阻斷轉(zhuǎn)移是肺癌治療取得成功的關(guān)鍵。本課題組前期研究顯示，肺癌轉(zhuǎn)移的形成與肺癌患者普遍存在“絡(luò)脈瘀滯”的現(xiàn)象有直接關(guān)系[1]，“絡(luò)病”可能是肺癌發(fā)生轉(zhuǎn)移的病機(jī)要點(diǎn)和關(guān)鍵環(huán)節(jié)，腫瘤乏氧微環(huán)境在這一過程中起著至關(guān)重要的作用。基于“蟲蟻通絡(luò)”理論，全蝎、蜈蚣、守宮等有通絡(luò)活血作用的蟲類藥在臨床中廣泛應(yīng)用于肺癌轉(zhuǎn)移的防治中，其發(fā)揮作用的主要環(huán)節(jié)可能是改善腫瘤乏氧微環(huán)境。本研究采用低氧工作站培養(yǎng)肺癌A549細(xì)胞模擬腫瘤乏氧微環(huán)境，觀察通絡(luò)活血蟲類藥（全蝎、蜈蚣、守宮）藥物血清對乏氧環(huán)境下肺癌血管生成相關(guān)細(xì)胞因子的干預(yù)作用，以期闡釋蟲類藥在干預(yù)肺癌轉(zhuǎn)移方面的具體作用靶點(diǎn)。

1 實(shí)驗(yàn)材料

1.1 動物

健康清潔級雌性Wistar大鼠40只，4周齡，體質(zhì)量230～250 g，北京維通利華實(shí)驗(yàn)動物技術(shù)有限公司，動物許可證號SCXK（京）2006-0009。飼養(yǎng)于中國中醫(yī)科學(xué)院廣安門醫(yī)院清潔級動物室，室溫（20±3）℃、相對濕度40%～60%，每日人工照明12 h，每籠4只，自由飲水?dāng)z食。

1.2 細(xì)胞株

高轉(zhuǎn)移性人肺腺癌A549細(xì)胞株，中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究所基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)細(xì)胞中心。

1.3 藥物及藥物血清制備

全蝎、蜈蚣、守宮購自北京市本草方源醫(yī)藥公司，批號20141121，經(jīng)中國中醫(yī)科學(xué)院廣安門醫(yī)院張萱鑒定符合藥典標(biāo)準(zhǔn)。將原藥材粉碎成細(xì)粉，4 ℃保存?zhèn)溆茫们坝脽o菌水稀釋至所需濃度。全蝎、蜈蚣、守宮大鼠藥物血清制備：按照臨床患者用藥劑量折算大鼠的生物等效劑量（全蝎、蜈蚣、守宮臨床用藥劑量分別按1、1、2.5 g計(jì)），制備中藥水溶劑。實(shí)驗(yàn)大鼠采用隨機(jī)數(shù)字表法隨機(jī)分為4組，每組10只，分別予3種中藥水溶液和生理鹽水灌胃，連續(xù)3 d，前2 d每日2次，第3日給藥1次后腹主動脈取血。末次給藥1 h后2%異戊巴比妥鈉（0.2 mL/100 g）麻醉后腹主動脈取血，室溫靜置2 h，3500 r/min離心20 min，分離分裝血清，56 ℃滅活30 min，-80 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>

1.4 主要試劑與儀器

血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）、轉(zhuǎn)化生長因子-β1（TGF-β1）試劑盒，MULTISCIENCE公司；堿性成纖維細(xì)胞生長因子（bFGF）試劑盒，ELABSCIENCE公司；噻唑藍(lán)（MTT），Sigma公司；DMEM（SH30023），Hyclone公司；胎牛血清（FBS，SH30084），Hyclone公司；雙抗（SV30010），Hyclone公司。CO2培養(yǎng)箱，Thermo公司；全波長酶標(biāo)儀（Multiskan GO），Thermo公司；倒置顯微鏡（TS-100），Nicon公司；全自動多功能酶標(biāo)儀（Multiskan MK3），Thermo公司；電熱恒溫培養(yǎng)箱，DH4000A，天津泰斯特；低氧工作站，Ruskinn公司。

2 實(shí)驗(yàn)方法

2.1 肺癌細(xì)胞常氧培養(yǎng)條件

A549細(xì)胞采用含10%FBS、抗生素（100 U/mL青霉素和100 μg/mL鏈霉素）的DMEM培養(yǎng)基，于37 ℃、21%O2和5%CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，1∶3～1∶5傳代，取對數(shù)生長期細(xì)胞用于實(shí)驗(yàn)。

2.2 肺癌細(xì)胞乏氧培養(yǎng)條件

A549細(xì)胞采用相同成分培養(yǎng)基，37 ℃、1%O2和5%CO2低氧工作站中培養(yǎng)。

2.3 分組

經(jīng)預(yù)實(shí)驗(yàn)篩選后，本實(shí)驗(yàn)分為48組。常氧對照組：細(xì)胞置于常氧條件下加入不同濃度大鼠血清（5%、7.5%、10%）培養(yǎng)24、48 h；乏氧對照組：細(xì)胞置于乏氧條件下加入不同濃度大鼠血清（5%、7.5%、10%）培養(yǎng)24、48 h；常氧全蝎組：細(xì)胞置于常氧條件下加入不同濃度全蝎藥物血清（5%、7.5%、10%）培養(yǎng)24、48 h；乏氧全蝎組：細(xì)胞置于乏氧條件下加入不同濃度全蝎藥物血清（5%、7.5%、10%）培養(yǎng)24、48 h；常氧蜈蚣組：細(xì)胞置于常氧條件下加入不同濃度蜈蚣藥物血清（5%、7.5%、10%）培養(yǎng)24、48 h；乏氧蜈蚣組：細(xì)胞置于乏氧條件下加入不同濃度蜈蚣藥物血清（5%、7.5%、10%）培養(yǎng)24、48 h；常氧守宮組：細(xì)胞置于常氧條件下加入不同濃度守宮藥物血清（5%、7.5%、10%）培養(yǎng)24、48 h；乏氧守宮組：細(xì)胞置于乏氧條件下加入不同濃度守宮藥物血清（5%、7.5%、10%）培養(yǎng)24、48 h。

2.4 細(xì)胞增殖檢測（藥物最佳劑量和作用時間篩選）

稱取MTT粉250 mg，溶于50 mL PBS，混勻，終濃度5 mg/mL，0.22 μm微孔濾膜過濾，700 μL/支分裝，-20 ℃避光保存。取對數(shù)生長期的A549細(xì)胞，常規(guī)消化，制成單細(xì)胞混懸液，調(diào)整細(xì)胞數(shù)為1×104/mL，接種于96孔板，每孔100 μL，常規(guī)培養(yǎng)過夜，分別加入不同濃度全蝎、蜈蚣、守宮藥物血清（5%、7.5%、10%）及相應(yīng)濃度大鼠血清作為對照組，每組設(shè)6個復(fù)孔，繼續(xù)培養(yǎng)24、48 h，培養(yǎng)結(jié)束前4 h每孔加入MTT（5 mg/mL）10 μL，繼續(xù)培養(yǎng)4 h后棄培養(yǎng)基，每孔加入150 μL DMSO，充分混勻，于酶標(biāo)儀波長490 nm處測定吸光度（A），計(jì)算細(xì)胞增殖抑制率。細(xì)胞增殖抑制率（%）=（1-A給藥組÷A對照組）×100%。

2.5 細(xì)胞因子檢測

A549細(xì)胞分別在常氧和乏氧條件下經(jīng)MTT篩選的最佳作用濃度和時間處理后，收集細(xì)胞培養(yǎng)上清液，每組設(shè)6個復(fù)孔，ELISA檢測細(xì)胞培養(yǎng)上清VEGF、TGF-β、bFGF的含量。嚴(yán)格按照試劑盒說明書進(jìn)行檢測。

3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS17.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行分析。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以—x±s表示，組間比較采用單因素方差分析，所有檢驗(yàn)均采用雙側(cè)檢驗(yàn)。檢驗(yàn)水準(zhǔn)α=0.05。

4 結(jié)果

4.1 不同濃度藥物血清對A549肺癌細(xì)胞增殖的影響

3種中藥藥物血清對常氧及乏氧培養(yǎng)A549肺癌細(xì)胞增殖均有抑制作用，其中7.5%濃度組與對照組比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05，P<0.01）；同時藥物作用24、48 h細(xì)胞增殖抑制率未見明顯差異，見表1、表2。故最終篩選7.5%濃度藥物血清、干預(yù)24 h，進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)。

4.2 不同濃度藥物血清對A549肺癌細(xì)胞血管生成相關(guān)細(xì)胞因子的影響

選取7.5%濃度藥物血清作用A549細(xì)胞24 h后，全蝎組、蜈蚣組、守宮組A549細(xì)胞VEGF、TGF-β1、bFGF含量降低，且該作用在常氧和乏氧狀態(tài)下相同。見表3。

注：與對照組比較，*P<0.05，**P<0.01

5 討論

乏氧是實(shí)體腫瘤中較常見的現(xiàn)象，腫瘤細(xì)胞處于乏氧微環(huán)境時，可通過多種細(xì)胞機(jī)制調(diào)節(jié)使癌細(xì)胞適應(yīng)這種不利的環(huán)境，進(jìn)而使腫瘤細(xì)胞更具有抵抗力和生存的能力。這種適應(yīng)性的改變不僅使腫瘤自身更具侵襲性，容易發(fā)生遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移，而且能使腫瘤對非手術(shù)治療的抗拒性增加，降低腫瘤治療的療效。絡(luò)脈是經(jīng)脈向臟腑肢節(jié)滲灌氣血與氣機(jī)氣化的主要場所，亦為外邪入侵之門徑。結(jié)合現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的認(rèn)識，肺癌“絡(luò)病”有著明確的現(xiàn)代生物學(xué)基礎(chǔ)，肺癌絡(luò)病可能是中醫(yī)學(xué)肺癌發(fā)生與轉(zhuǎn)移機(jī)制的中心環(huán)節(jié)[2]。肺氣虧虛，五臟之毒亦可通過經(jīng)絡(luò)傳舍于肺，混處肺絡(luò)，留而成積，導(dǎo)致肺癌的發(fā)生。氣為血之帥，氣行則血行，氣機(jī)不暢，血行代謝障礙，瘀久而成腫塊；痰濕、邪毒結(jié)于臟腑經(jīng)絡(luò)，無處不到，同時亦可能以絡(luò)脈系統(tǒng)為通路，發(fā)生侵襲與轉(zhuǎn)移。因此，我們認(rèn)為腫瘤乏氧微環(huán)境導(dǎo)致瘤轉(zhuǎn)移與肺癌“絡(luò)脈瘀滯”理論有很強(qiáng)的相關(guān)性。

中醫(yī)學(xué)認(rèn)為蟲類藥乃血肉有情之品，以咸味、辛味居多，氣溫或平，且多有小毒。辛味“能散，能行”，加之性溫，多能通，可消除壅滯；咸以入血、軟堅(jiān)散結(jié)，故《素問·宣明五氣篇》有“咸走血”，又以取類比象法，認(rèn)為蟲類藥性善走竄，剔邪搜絡(luò)，攻堅(jiān)破積；吳鞠通言：“以食血之蟲，飛者走絡(luò)中氣分，走者走絡(luò)中血分，可謂無微不入，無堅(jiān)不破。”今人治腫瘤常常選擇蟲類藥，皆利用其走竄善行之特點(diǎn)，搜剔血絡(luò)。全蝎，辛、咸、平、有毒，為鉗蝎科動物鉗蝎的干燥全蟲；蜈蚣，辛、溫、有毒，為大蜈蚣科動物少棘巨蜈蚣或其近緣動物的干燥全蟲；守宮（又稱壁虎、蝎虎、天龍等），咸、寒、有小毒，為壁虎科動物無蹼壁虎的全體。三者性喜走竄，內(nèi)入臟腑，外達(dá)經(jīng)絡(luò)，均具有通絡(luò)活血散結(jié)之效，在臨床腫瘤治療中常配伍應(yīng)用，在一些基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中也初步發(fā)現(xiàn)此3種中藥具有抑制腫瘤轉(zhuǎn)移及抗腫瘤血管新生的作用[3-5]，故本實(shí)驗(yàn)選取上述中藥作為通絡(luò)活血蟲類藥代表藥，研究其對肺癌“絡(luò)脈瘀滯”干預(yù)的深入作用機(jī)理。

在既往的研究中，我們采用Ruskinn低氧工作站體外模擬肺癌乏氧環(huán)境取得了很好的效果。我們將人肺癌PG細(xì)胞分別置于常氧環(huán)境、低氧環(huán)境傳代培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)適度的缺氧肺癌細(xì)胞增殖明顯增加，并有利于細(xì)胞的侵襲[6]。血管生成是腫瘤發(fā)生和轉(zhuǎn)移的基本條件之一。腫瘤生長迅速，現(xiàn)有血管難以滿足腫瘤對氧氣和營養(yǎng)的需求，缺氧誘導(dǎo)腫瘤微環(huán)境中VEGF、TGF-β1、bFGF等細(xì)胞因子的含量增加[7-9]，進(jìn)而刺激腫瘤血管新生及轉(zhuǎn)移的發(fā)生。

本研究結(jié)果顯示，全蝎、蜈蚣、守宮藥物血清對常氧及乏氧培養(yǎng)的A549肺癌細(xì)胞增殖均有一定的抑制作用。3種中藥藥物血清可降低A549細(xì)胞VEGF、TGF-β1、bFGF的含量。3種蟲類藥在常氧和乏氧狀態(tài)下均具有抑制癌細(xì)胞和對血管生成相關(guān)細(xì)胞因子的調(diào)控作用，顯示此類中藥對腫瘤獨(dú)特的作用特點(diǎn)。本實(shí)驗(yàn)初步證明了對血管生成相關(guān)細(xì)胞因子的調(diào)控是通絡(luò)活血蟲類藥改善腫瘤乏氧及轉(zhuǎn)移的具體作用靶點(diǎn)之一。但由于該類中藥成分和乏氧腫瘤微環(huán)境的復(fù)雜性，今后還需要進(jìn)行更加深入的研究。

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（收稿日期：2017-03-10）

（修回日期：2017-03-31；編輯：華強(qiáng)）