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编号:10231774
γ-干扰素对姜黄素抑制HL-60细胞增殖的影响
http://www.100md.com 《癌症》 1999年第6期
     作者:吴裕丹,陈燕,陈文娟,何明生,董继华

    单位:同济医科大学协和医院血液研究所(武汉,430022)

    关键词:姜黄素;γ-干扰素;HL-60细胞;增殖

    癌症990604 【摘要】目的:为研究在姜黄素作用下,基因重组干扰素γ(rh-IFN-γ)对白血病细胞杀伤能力的影响。方法:选用HL-60细胞系,采用细胞培养、SABC法测定Brdu摄取率、流式细胞仪检测及末端TdT酶标技术。结果:发现姜黄素抑制细胞增殖作用随浓度增加而逐渐增加,在25μmol/L浓度体外处理HL-60细胞24小时后,增殖抑制率为43.75%±2.00%,IFN-γ使这种作用明显提高,增殖抑制率增至80%。进一步分析Brdu摄取率和DNA含量分布图时发现姜黄素使细胞阻滞于G1/G0和G2/M期,同时出现亚-G1峰(凋亡峰)。IFN-γ与姜黄素联用后,DNA合成率进一步下降,与两药单用组的结果相比有明显的差异(P<0.05)。同时,亚-G1峰值也增高,同步的末端TdT酶标技术也反映联用组的凋亡细胞数与亚-G1峰值呈一致变化。结论:IFN-γ有协同姜黄素抗白血病细胞增殖的作用。
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    中图分类号:R282.71;R557 文献标识码:A 文章编号:100-476X(1999)06-0635-04

    Effects of concurrent use of rh-IFN-γ on the anti-proliferativecapacity on HL-60 cells caused by curcumin.

    WU Yu-dan,CHEN Yan,CHEN Wen-Juan,et al.The Institute of Hematology,Union Hospital,Tongji Medical University,Wuhan 430022,P.R.China.

    【Abstract】 Objective:To understand the influence of rh-IFN-γ on the ability of curcumin to kill HL-60 cells in vitro.Methods:The myeloid leukemia cell line HL-60 was studied using cell culture,MoAbBrdu,flow cytometry and TUNEL method. Results:The data showed curcumin inhibited proliferation of leukemia cells in a dose-dependent manner. When HL-60 cells were treated with 25 μ mol/L curcumin for 24 hours,the proliferative inhibitory rate was 43.75%± 2.00%.This effect could be enhanced obviously by IFN-γ,the combined proliferative inhibitory rate increased to over 80%.The 5-Brdu incoraportion rate and the distribution of DNA content were analyzed.The results indicated curcumin could arrest cells in the G1/G0 and G2/M phase of cell cycle.At the same time,the sub-G1 peak (apoptotic peak) appeared. After IFN-γ combined with curcumin,DNA synthesis rate decreased further. It had significant difference with singal drug group (P<0.05).Meanwhile,it companied with the enhancement of sub-G1 peak.The percent of TUNEL positive cells was aslo increased. Conclusion:IFN-γ can enhance the antiproferative capacity of curcumin against HL-60 cells.
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    Key words:IFN-γ ;Curcumin;HL-60 cells;Proliferation

    细胞增殖是一个多基因产物调节性表达的复杂过程,一系列证据表明此过程涉及到负生长激素的参与。这其中代表者之一是干扰素(IFN)。干扰素是一种淋巴因子,象大多数细胞因子一样,干扰素能与特异性高亲和力的细胞受体结合而发挥生物学效应。这包括调节特异性基因表达,抗病毒特性和抑制细胞增殖〔1,2〕。既往我们报道了有望在二十一世纪用于恶性肿瘤治疗的临床新药--姜黄素对髓性白血病细胞系HL-60有明确的抗增殖作用,其作用机理之一是诱导细胞凋亡〔9〕。为了寻求新型、更有效的治疗方案,我们探讨了IFN-γ对姜黄素抑制HL-60细胞增殖以及诱导凋亡能力的影响。现将结果报道如下:

    1材料与方法

    1.1材料
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    HL-60细胞系购自英国癌症协会保存中心(ECACC)。姜黄素质检品(C21H20O6,FW368.4)购自中国中医药大学药物检验所,浓度稀释成5×103μmol/L,等量分装,-20℃保存,临用前解冻。rh-IFN-γ由上海克隆生物高技术有限公司惠赠,活性为1×107IU/mg蛋白,TUNEL检测试剂盒购自宝灵曼公司,抗BrdU单抗购自Sigma公司。

    1.2实验处理及方法

    1.2.1HL-60细胞培养方法见文献〔3〕

    1.2.2IFN-γ与姜黄素联用对HL-60细胞增殖的影响:选用HL-60细胞,细胞浓度调为2×105/ml,加入不同浓度IFN-γ和/或不同浓度的姜黄素,作用24小时后,用台盼兰拒染法检测细胞活性并重复计数。细胞增殖抑制率=(对照组细胞数-药用组细胞数)/对照组细胞数×100%。两个单药合用后是否增效,按下式计算q值,q=E(A+B)/,E(A+B)为两药合用抑制率,EA和EB为各药单用的抑制率;q=0.85~1.15表示两药作用相加,q>1.15表示两药作用协同,q<0.85表示两药作用互相拮抗。
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    1.2.3流式细胞仪检测:药物处理后的HL-60细胞用70%乙醇固定24小时后,经PBS洗涤,用PC缓冲液37℃温育60分钟,抽取小分子DNA,然后加入碘化丙锭染色液,4℃避光染色20分钟后上机检测,流式细胞仪CV值纠正于2%以下。

    1.2.4DNA合成率检测:药物作用后的HL-60细胞,收获前1小时加入终浓度50μmol/LBrdU,经洗涤后制片,固定及变性,加入抗BrdU单抗(1∶300),37℃温育60分钟,用SABC法检测〔4〕,计算出BrdU阳性率。

    1.2.5TUNEL检测:细胞涂片经4%多聚甲醛固定,封闭及透化,加入50μlTUNEL反应液作用60分钟,经PBS洗后加入POD转换液,温育30分钟,用DAB显色,并计算阳性率(图1)。

    图1 HL-60细胞用-INF联合姜黄素处理24小时后的TdT末端酶标图(×40)1.阴性细胞(▲)2.棕黄色细胞呈现细胞体积缩小、胞浆出现空泡、核碎裂、核固缩等典型的凋亡征象(↑)。
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    2结果

    2.1IFN-γ和姜黄素联合对HL-60细胞增殖的影响

    从图2及图3可以看出,姜黄素以剂量依赖方式抑制HL-60细胞增殖,在25μmol/L浓度作用24小时后,细胞增殖抑制率达43.75%±2.00%,IFN-γ亦以剂量依赖方式轻度抑制细胞增殖。在100IU、1000IU、2000IUIFN处理细胞24小时后,增殖抑制率分别为10.00%±3.0%,21.25%±2.4%,26.11%±1.8%,当不同浓度的IFN-γ与25μmol/L姜黄素联用时,抗增殖作用明显增强,均达80%以上,q值分别为2.04,1.47,1.36。可在所检测的IFN-γ浓度范围内,观察到联合增殖抑制率不依赖于IFN-γ浓度。

    图2 不同浓度姜黄素对细胞增殖的抑制率
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    图3 25μmol/L姜黄素与不同浓度γ-干扰素处理HL-60细胞24小时后,各组的细胞增殖抑制率。c:姜黄素,γ:干扰素

    2.2联用对HL-60细胞周期及DNA合成率的影响

    从表1DNA含量分布图中得知:单用姜黄素组的S期细胞百分率由54.03%降至32.40%,而G1/G0期和G2/M期细胞百分率均有不同程度的提高,分别从38.44%到45.71%和7.53%到21.89%,IFN-γ组的各期细胞百分率仅轻度出现上述变化,联用组的各期细胞百分率与单用姜黄素组的结果相近。由图4可见:IFN-γ以剂量依赖方式轻度抑制BrdU摄取率,单用姜黄素组的BrdU摄取率为15%,与对照组相比摄取率降低达70%,而联用组的BrdU摄取率均低于3%,与其它各组相比均有显著性差异(P<0.05)。
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    图4 25μmol/L姜黄素与不同浓度γ-干扰素处理HL-60细胞24小时后,各组的Brdu摄取百比。c:姜黄素,γ:干扰素

    2.3IFN-γ对姜黄素诱导凋亡能力的影响

    从表1中AP值和TUNEL阳性率变化趋势可见:IFN-γ促进了姜黄素诱导HL-60细胞凋亡的能力,凋亡率比单用姜黄素组增加了20%~50%,而单用IFN-γ组的凋亡率与空白对照组的自发凋亡率相似。

    3讨论

    对髓性白血病多采用传统的细胞毒性药物治疗。但常因巨大的毒副作用而使患者难以耐受,同时肿瘤细胞的耐药性给治疗带来一定的困难。多年以来,人们一直寻找新的低毒药物及联合方案,希望克服耐药及毒性,求得更大治愈率,姜黄素是从姜科植物中提取的主要活性成分,常被人们用于食品添加剂及染料,它的抗肿瘤特性正日益受到人们的重视。近期我们报道了姜黄素以时间剂量依赖的方式抑制髓性白血病细胞系HL-60的增殖〔9〕。为进一步探讨更有效的联合方案,我们把IFN-γ与姜黄素联用,发现IFN-γ极大地提高了姜黄素对HL-60细胞的增殖抑制率,而且联用小剂量的IFN-γ就可以发挥协同效应,因为其结果与1000IU或2000IU联用组的结果相似。类似结果亦同于γh-IFN-γ与5-FU(5-氟尿嘧啶)联用可协同抑制HL-60细胞的增殖〔5〕
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    目前干扰素协同姜黄素抗增殖作用机理并不清楚。Mandal认为干扰素抑制增殖涉及到使细胞阻滞于细胞周期的G0/G1〔6〕。在我们的实验中,IFN-γ对HL-60细胞仅有轻微的上述作用,而姜黄素同IFN-γ比较:姜黄素更有能力减少S期细胞数量,使细胞阻滞于G0/G1及G2/M期,这与姜黄素具有一定程度调控G1/S转换检测点和G2/M转换检测点的能力有关。通过进一步检测各组DNA合成率时发现,两药联用组DNA合成率明显下降,与两药单用组之间的DNA合成率有明显差异(P<0.05)有关。这提示我们单纯从DNA含量分布图上不能完全说明IFN-γ对姜黄素调控细胞周期的协同作用。

    姜黄素抑制HL-60细胞增殖的另一机理可能是诱导细胞凋亡〔7〕。IFN-γ与姜黄素联用时,可使姜黄素诱导HL-60细胞凋亡能力提高20%~50%。有作者报导IFN-γ可加强脂多糖(LPS)诱导巨噬细胞凋亡能力是协助LPS使巨噬细胞产生大量一氧化氮(NO)〔8〕。所以我们推测IFN-γ调节了细胞内某种蛋白或基因的表达;或协同姜黄素启动某些基因,进而加强姜黄素诱发的凋亡信号的传递以及前述的对细胞周期检测点的调控能力,由此增强了姜黄素对HL-60细胞的抗增殖能力。
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    基金项目:本课题受国家自然科学基金(39770934)资助

    〔参考文献〕

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    〔3〕 唐佩弦,杨天楹主编.造血细胞培养技术〔M〕.西安:陕西科学技术出版社,1985:93~118.

    〔4〕 陈燕,喻东娇,李崇渔,等.ABC法检测正常骨髓细胞培养前后表面抗原的表达及其意义〔J〕.中华血液学杂志,1991,12:30.

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    〔9〕 吴裕丹,陈 燕,陈文娟,等.姜黄素对急性髓性白血病细胞H-60增殖及凋亡的研究〔J〕. 同济医科大学学报,1999,28:299~301.

    收稿日期:1999-03-18;修回日期:1999-04-20, 百拇医药