姜黃素通過NF-κB信號通路發揮對S16細胞的保護作用

王宏宇 王淑萍 賈永明 劉得水 陳剛

【摘要】 目的：探討姜黃素對受阿霉素神經毒性損害的S16細胞（大鼠施萬細胞）的保護作用，并分析其作用的分子機制。方法：以正常培養的S16細胞培養基作為對照組，以400 ng/mL阿霉素刺激S16細胞培養基作為阿霉素組，阿霉素組中含100 μg/mL姜黃素的培養基作為姜黃素組。采用噻唑藍（MTT）實驗與Western Blot測定并比較三組S16細胞增殖情況與Caspase-8凋亡蛋白相對含量;利用酶聯免疫吸附實驗（ELISA）測定并比較三組NF-κB、腫瘤壞死因子-α（TNF-α）與超氧化物歧化酶（SOD）表達量。結果：阿霉素組OD值為（0.82±0.21），比對照組的（1.84±0.16）降低（t=13.33，P<0.01）;姜黃素組OD值為（1.19±0.14），比阿霉素組升高（t=5.08，P<0.01）。阿霉素組Caspase-8凋亡蛋白相對含量為（37.14±0.02），比對照組的（8.93±0.04）升高（t=1 524.54，P<0.01）;姜黃素組Caspase-8凋亡蛋白相對含量為（24.62±0.07），比阿霉素組降低（t=504.17，P<0.01），姜黃素組NF-κB與SOD含量均高于阿霉素組（t=184.54、52.36，P<0.01），姜黃素組TNF-α含量低于阿霉素組（t=64.49，P<0.01）。結論：姜黃素通過NF-κB信號通路保護受阿霉素神經毒性損害的S16細胞。姜黃素與阿霉素聯合應用可以降低阿霉素產生的神經毒性副作用，是比較有前途的腫瘤化療抗副作用藥物。

【關鍵詞】 姜黃素 S16細胞 阿霉素 NF-κB信號通路

[Abstract] Objective： To investigate the protective effect of Curcumin on S16 cells （Schwann cells in rats） damaged by Adriamycin neurotoxicity， and to analyze its molecular mechanism. Method： The normal S16 cell culture medium was used as the control group， 400 ng/mL Adriamycin stimulated S16 cell culture medium was used as the Adriamycin group， and the 100 μg/mL Curcumin medium in the Adriamycin group was used as the Curcumin group. The proliferation of S16 cells and the relative content of caspase-8 apoptosis protein among three groups were measured and compared by Thiazoline-blue （MTT） experiment and Western blot. The expression of NF-κB， tumor necrosis factor-α （TNF-α） and superoxide dismutase （SOD） among three groups were measured and compared by enzyme-linked immunosorbent assay （ELISA）. Result： The OD value of the Adriamycin group was （0.82±0.21）， it was lower than （1.84±0.16） of the control group （t=13.33， P<0.01）. The OD value of the Curcumin group was （1.19±0.14）， it was higher than that of the Adriamycin group （t=5.08， P<0.01）. The relative content of the Caspase-8 apoptosis protein in the Adriamycin group was （37.14±0.02）， it was higher than （8.93±0.04） in the control group?（t=1 524.54， P<0.01）. The relative content of Caspase-8 apoptosis protein in the Curcumin group was （24.62±0.07）， it was lower than that in the Adriamycin group （t=504.17， P<0.01）. The content of NF-κB and SOD in the Curcumin group were higher than those in the Adriamycin group （t=184.54， 52.36， P<0.01）. The content of TNF-α in the Curcumin group was lower than that in the Adriamycin group （t=64.49， P<0.01）. Conclusion： Curcumin protects S16 cell damaged by Adriamycin neurotoxicity through the NF-κB signaling pathway. Curcumin combined with Doxorubicin can reduce the neurotoxic side effects of Doxorubicin and is a promising anti-side effect drug for tumor chemotherapy.

姜黃類植物中提取的姜黃素屬于低毒而多效的多酚類小分子化合物，具有較好的抗炎、抗氧化、清除氧自由基等藥理作用;能夠對抗多種腫瘤，對神經精神系統疾病具有較好的保護作用，具有抑制阿霉素產生氧自由基的理論作用[5]。

本實驗為了研究姜黃素對阿霉素產生的神經纖維脫髓鞘的抑制作用，以大鼠S16施旺細胞為研究對象，分為對照組、阿霉素組及姜黃素組。利用MTT實驗發現，阿霉素組OD值為（0.82±0.21），比對照組的（1.84±0.16）降低（t=13.33，P<0.01），說明S16細胞在阿霉素的作用下其增殖能力顯著降低，這可能是由于阿霉素對細胞具有較強的毒性作用。Bober等[10]研究發現阿霉素會產生阿霉素半醌自由基，并將其電子進一步傳遞給氧，在下游生產超氧陰離子和過氧化氫，這些化學物質再經過鐵離子催化產生羥自由基，自由基的高表達會阻斷細胞內能量代謝、物質代謝過程。2017年，Huun等[11]研究阿霉素的毒性作用發現，阿霉素會增加氧自由基生成而損傷細胞內的呼吸鏈酶系統、線粒體呼吸鏈傳遞系統，加重線粒體損傷，能量減少則會抑制細胞有絲分裂、細胞周期延長等細胞增殖降低的表現。

為了驗證阿霉素對S16細胞凋亡的作用，Western Blot實驗發現，阿霉素組Caspase-8凋亡蛋白相對含量比對照組升高（t=1 524.54，P<0.01）。說明阿霉素組Caspase-8凋亡蛋白明顯高表達，與Huun等[11]研究結果相一致，即阿霉素誘發產生大量氧自由基、導致細胞能量減少會加重細胞出現凋亡、壞死等現象[11]。在阿霉素組中添加了姜黃素后，姜黃素組Caspase-8凋亡蛋白相對含量比阿霉素組降低（t=504.17，P<0.01），Anand等[12]認為姜黃素對NF-κB、STAT3、HIF-1、MMPs、iNOS、ATP酶等多種蛋白酶具有分子靶點，并能夠激活轉化生長因子（epidermal growth factor，EGF）、肝細胞生長因子（hepatocyte growth factor，HGF）、神經生長因子（nerve growth factor，NGF）、血小板生長因子（platelet growth factor，PDGF）等多種蛋白激酶。研究發現，以上激酶對細胞的生長、增殖等保護作用非常重要，并發現姜黃素能夠調控NF-κB信號通路，有效對抗神經炎癥和氧化應激的作用，減少神經細胞凋亡，與本研究結果一致[5]。

大量體外和體內實驗表明，姜黃素可以抑制細胞內生成TNF-α[13]。神經組織中TNF-α持續高水平表達，會導致神經元的興奮性神經遞質谷氨酸持續性釋放而引起興奮性神經毒性，神經元內環境穩態被破壞和突觸間信號傳遞障礙[14]。TNF-α還會通過激活p38-MAPK信號通路增加神經遞質5-HT的再攝取，導致5-HT在突觸間隙含量下降[15]，因此推測，TNF-α對阿霉素產生的神經脫髓鞘等嚴重副作用具有比較重要意義，本實驗發現姜黃素組TNF-α含量低于阿霉素組（P<0.05）。姜黃素具有良好的保護S16細胞作用，可能也是通過抑制TNF-α的生成而發揮作用的，但是也不排除姜黃素通過其他分子機制發揮作用。

綜上所述，姜黃素通過NF-κB通路保護受阿霉素神經毒性損害的S16細胞。姜黃素與阿霉素聯合應用可以降低阿霉素產生的神經毒性副作用，是比較有前途的腫瘤化療抗副作用藥物。

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（收稿日期：2019-12-04） （本文編輯：田婧）