CN110051660A - 双氢青蒿素在制备治疗emt介导的人肝癌细胞药物中的应用 - Google Patents

双氢青蒿素在制备治疗emt介导的人肝癌细胞药物中的应用 Download PDF

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CN110051660A CN201910349753.6A CN201910349753A CN110051660A CN 110051660 A CN110051660 A CN 110051660A CN 201910349753 A CN201910349753 A CN 201910349753A CN 110051660 A CN110051660 A CN 110051660A
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杨加顺
谭晓梅
袁立霞
汤庆发
陈飞龙
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Abstract

本发明公开了一种双氢青蒿素在制备治疗EMT介导的人肝癌细胞药物中的应用。本发明重要之处是发现双氢青蒿素能抑制EMT介导肝癌转移的作用。具体包括双氢青蒿素对人肝癌7402、MHCC97H细胞具有明显增殖抑制作用,在非毒性剂量25μM下可阻滞7402、MHCC97H细胞发生上皮间质转化(EMT)。划痕实验和Transwell迁移实验结果表明:双氢青蒿素明显抑制肝癌7402、MHCC97H细胞迁移作用,并具有良好浓度依赖性;作用机制研究表明:双氢青蒿素可能通过抑制EGFR通路的ERK、AKT、Snail、Slug的表达阻滞肝癌7402、MHCC97H细胞发生EMT。

Description

双氢青蒿素在制备治疗EMT介导的人肝癌细胞药物中的应用
技术领域
本发明涉及一种抗肿瘤药物,属于生物制药技术领域,具体涉及一种双氢青蒿素在制备治疗EMT介导的人肝癌细胞药物中的应用。
背景技术
据2018年最新数据显示,肝癌发病率排在第五位,死亡率排在第三位,仅次于胃癌和肺癌。我国占世界肝癌发病率的一半以上,大多数病患被发现时已是肝癌晚期。肝癌具有生存率低,复发率高,生存预后差的特点。通过放化疗和手术治疗也不容乐观,其中肿瘤的转移为治疗的难点之一。
80%的恶性肿瘤来源于上皮组织,原发性上皮组织肿瘤细胞通过EMT形成具有迁移能力的间充质细胞。间充质细胞侵袭血管内,并随血流循环转移至不同部位,进而通过EMT形成上皮细胞的肿瘤转移灶。这种间充质细胞保留了上皮细胞的一些特性,形成癌症的包括:肺癌、肠癌、乳腺癌、肾癌、肝癌等。
双氢青蒿素是青蒿素的衍生物,具有抗疟疾的作用,同时也具有抗炎的作用,肿瘤的生长与炎症的作用有关,并且有研究表明双氢青蒿素对于膀胱癌、乳腺癌、肺癌等有一定的治疗效果,能够抑制细胞的生长,促进细胞的凋亡,影响细胞G2/M期等作用。
EMT能够促进肝癌细胞的侵袭和转移,EMT(epithelial-to-mesenchymaltransition)全称是上皮间质转化,是指上皮细胞通过特定程序转化为具有间质表型细胞的生物学过程,EMT在胚胎发育、肿瘤原位侵袭和远端转移中发挥重要作用。E-cadherin水平下降可以导致细胞的粘附力降低,使细胞获得易于侵袭和转移的特性,E-cadherin表达的丢失已经被认为是EMT最显著的特征,同时细胞获得间质表型,如N-cadherin表达升高,且这两个蛋白也是EMT中典型的生物标记物。
发明内容
本发明的目的在于,提供一种青蒿素衍生物治疗肿瘤候选药物,双氢青蒿素在制备抗肿瘤转移中的应用。
本发明是通过如下技术方案实现的:
本发明提供一种双氢青蒿素在制备治疗EMT介导的人肝癌细胞药物中的应用,含有药学上的治疗有效剂量的双氢青蒿素,所述双氢青蒿素对人肝癌7402、MHCC97H细胞具有明显增殖抑制作用,在非毒性剂量25μM下可阻滞7402、MHCC97H细胞发生上皮间质转化(EMT)。
本发明所述的应用,所述体外实验所用的细胞株为人源肝癌细胞7402、MHCC97H,其中MHCC97H是高转移肝癌细胞株。
本发明所述的应用,所述双氢青蒿素为传统中草药黄花蒿中提取的青蒿素的衍生物,购买于Sigma公司。
本发明所述的应用,所述双氢青蒿素的浓度≥25μM。
本发明所述的应用,所述候选药物可制成片剂,其制备方法为:
1)将双氢青蒿素和淀粉过80目筛;
2)10%淀粉浆的制备:将0.3g枸橼酸溶解于20ml蒸馏水中,再加入2g淀粉分散均匀,加热约80℃使淀粉糊化,冷却至温浆后使用;
3)称取30g双氢青蒿素的细粉于乳钵中,等量分次加入2g淀粉进行研磨,混合均匀,加入适量淀粉浆制备软材;
4)将20目尼龙筛制备湿颗粒,将湿颗粒与50~60℃烘箱干燥30min,用20目筛进行整粒,整粒后颗粒与1.5g滑石粉和1g淀粉混合均匀,以8mm冲模进行冲模压片;即得双氢青蒿素片剂。
本发明所述的应用,所述药物可制成混悬注射液,其制备方法为:
1)取注射用油加热至115~125℃,保温1~2小时,加入助悬剂,搅拌溶解,降温到50℃以下,备用;
2)将步骤1)的物质置于高速胶体磨中,加入双氢青蒿素0.5~l0.0g,以4000r/min的速度,高速剪切30min,制成混悬液,备用;
3)将步骤2)的液体,依次加入助悬剂0.1~5.0g、抗氧化剂0.05~0.5g、湿润剂1.0~3.0g、絮凝剂0.2~2.0g,边加边搅拌,直至完全均匀,再连续研磨10min,备用;
4)将步骤3)的研磨后的液体,置于高压均质机中,以压力50-55兆帕,进行高压均质,然后,灌装封口,包装,即得100mL双氢青蒿素混悬注射液。
采用CCK-8细胞活力实验、克隆形成实验、划痕实验、Transwell迁移实验和Western blotting法研究双氢青蒿素对EMT介导7402、MHCC97H细胞迁移侵袭的抑制作用;采用Western blotting法研究双氢青蒿素对7402、MHCC97H细胞EGFR信号通路以及ERK、AKT、Snail、Slug的影响,探究其作用机制。
本发明具有如下优点和有益技术效果:
1)首次发现了双氢青蒿素对肝癌7402、MHCC97H细胞上皮间质转化具有抑制作用,且呈良好的浓度依赖性。
2)双氢青蒿素可能通过抑制ERK、AKT的表达抑制EGFR通路以及抑制N-Cadherin、Snail、Slug的表达,从而发挥对肝癌7402、MHCC97H细胞上皮间质转化的抑制作用。
3)本发明为研制新的抗肿瘤转移候选药物提供了科学依据,对开发中药新药具有重要意义。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明,其中:
图1a和图1b分别为试验例1中细胞活力实验检测不同浓度的双氢青蒿素在不同时间下对人肝癌7402、MHCC97H细胞的增殖抑制作用图;
图2a和图2b分别为试验例1中细胞克隆形成实验检测不同浓度的双氢青蒿素对人肝癌7402、MHCC97H细胞的增殖抑制作用的图片;
图3a和图3b分别为试验例1中细胞克隆形成实验检测不同浓度的双氢青蒿素对人肝癌7402、MHCC97H细胞的增殖抑制作用柱状图;
图4a和图4b分别为试验例2中划痕实验检测双氢青蒿素对人肝癌7402、MHCC97H细胞迁移抑制作用的图片;
图4c和图4d分别为试验例2中划痕实验实验检测双氢青蒿素对人肝癌7402、MHCC97H细胞迁移的抑制作用柱状图;
图5a和图5b分别为试验例2中Transwell小室检测双氢青蒿素对人肝癌7402、MHCC97H细胞侵袭抑制作用的图片;
图5c和图5d分别为试验例2中Transwell小室检测双氢青蒿素对人肝癌7402、MHCC97H细胞侵袭抑制作用柱状图;
图6为试验例3中Western blotting检测双氢青蒿素对EGFR信号通路蛋白和EMT相关蛋白的影响图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选试验例进行说明,应当理解,此处所描述的优选试验例仅用于说明和解释本发明,并不用于限定本发明。
本发明公开了一种双氢青蒿素在制备抗肝癌细胞转移候选药物中的应用。本发明重要之处是发现双氢青蒿素能抑制EMT介导肝癌转移的作用。具体包括双氢青蒿素对人肝癌7402、MHCC97H细胞具有明显增殖抑制作用,在非毒性剂量25μM下可阻滞7402、MHCC97H细胞发生上皮间质转化(EMT)。因此,双氢青蒿素可作为抑制人肝癌细胞转移候选药物进行研究和开发。
双氢青蒿素具有毒性较低的特点并显示出良好的抗肿瘤活性。故本发明首次发现其具有作为抗肿瘤候选药物开发的潜在价值。
本发明通过细胞活力测试、细胞克隆形成实验、划痕实验、Transwell小室实验、Western blotting实验研究双氢青蒿素抑制人肝癌7402、MHCC97H细胞迁移侵袭的作用机制。各种试验仪器与试剂均为市售商品,均为可通过商业途径购买获得。其中,双氢青蒿素由传统中草药黄花蒿中提取有效成分制得,购买于美国sigma公司,体外实验所用的细胞株为人源肝癌细胞(7402、MHCC97H),来源于美国ATCC细胞库。
实施例1
将双氢青蒿素药物制成片剂,其制备方法为:
1)将双氢青蒿素和淀粉过80目筛;
2)10%淀粉浆的制备:将0.3g枸橼酸溶解于20ml蒸馏水中,再加入2g淀粉分散均匀,加热约80℃使淀粉糊化,冷却至温浆后使用;
3)称取30g双氢青蒿素的细粉于乳钵中,等量分次加入2g淀粉进行研磨,混合均匀,加入适量淀粉浆制备软材;
4)将20目尼龙筛制备湿颗粒,将湿颗粒与50~60℃烘箱干燥30min,用20目筛进行整粒,整粒后颗粒与1.5g滑石粉和1g淀粉混合均匀,以8mm冲模进行冲模压片;即得双氢青蒿素片剂。
给药方法:
成人常用量:口服给药,先服1g,6~8小时再服0.5g,第2、3日各服0.5g,疗程3日,总量为2.5g。小儿15mg/kg,按上述方法3日内服完。
注意事项:妊娠早期慎用。
实施例2
将双氢青蒿素药物制成混悬注射液,其制备方法为:
1)取注射用油加热至115~125℃,保温1~2小时,加入助悬剂,搅拌溶解,降温到50℃以下,备用;
2)将步骤1)的物质置于高速胶体磨中,加入双氢青蒿素0.5~10.0g,以4000r/min的速度,高速剪切30min,制成混悬液,备用;
3)将步骤2)的液体,依次加入助悬剂0.1~5.0g、抗氧化剂0.05~0.5g、湿润剂1.0~3.0g、絮凝剂0.2~2.0g,边加边搅拌,直至完全均匀,再连续研磨10min,备用;
4)将步骤3)的研磨后的液体,置于高压均质机中,以压力50-55兆帕,进行高压均质,然后,灌装封口,包装,即得100mL双氢青蒿混悬注射液。
给药方法:深部肌注:第1次200mg,6~8小时后再给100mg,第2、3日各肌注100mg,总剂量500mg(别重症第4天再给100mg)。连用3日,每日肌注300mg,总量900mg。小儿15mg/kg,按上述方法3日内注完。
注意事项:妊娠早期慎用。
效果验证试验例
效果试验例1
检测不同浓度的青蒿素在不同时间下对人肝癌7402、MHCC97H细胞的增殖抑制作用。
(一)CCK-8法测定细胞增殖
1)将处于对数生长期的肝癌细胞,用0.25%胰酶进行消化,用细胞计数仪测细胞数量;
2)每孔加入3000个细胞混合100ul含10%FBS的DMEM接种在96孔板中,每个浓度设3个复孔,轻晃至细胞均匀平铺于板底即可;
3)置于37℃,5%CO2培养箱中继续培养24h;
4)细胞贴壁后加药(DHA:0uM、25uM、50uM、100uM);
5)分别在加药后24h、48h、72h对细胞进行检测;
6)在相应的时间,加入CCK-8反应液20μl到每个孔中。放入培养箱反应20min;
7)使用BioTek的活细胞成像仪cytation检测细胞活性;
8)以未加药数值为1,以加药组/未加药组计算结果为细胞活性相对值,进行作图;
9)实验重复三次。
细胞活力实验结果显示:
如图1a和图1b所示,随着双氢青蒿素浓度的增加,DHA对7402和MHCC97H这两种细胞抑制效果明显,肝癌细胞的存活率明显下降,三个时间点的作用趋势相同。肝癌细胞7402在24h时IC50值是25μM,在72h时IC50值是12.5μM;高转移肝癌细胞MHCC97H在24h时IC50值是50μM,在72h时IC50值是25μM。随着药物作用时间的增加双氢青蒿素对于肝癌细胞的抑制效果更加明显。
根据实验结果显示,DHA具有不同程度抑制肝癌细胞的增殖能力,且具有浓度和时间依赖性,与对照组比较,差异具有统计学意义(P<0.05)。
(二)细胞克隆形成实验
1)取对数生长期的肝癌细胞,用0.25%胰酶进行消化,用细胞计数仪测细胞数量;
2)每孔加入2000个细胞,轻晃至细胞均匀平铺于板底;
3)置于37℃,5%CO2培养箱中继续培养24h;
4)细胞贴壁后加药(DHA:0uM、25uM、50uM);
5)加药后第七天取出12孔板;
6)用吸引器吸净培养基,加入PBS洗一遍;
7)加入结晶紫染料(0.5%结晶紫溶在10%甲醇中配制),置于摇床上30分钟进行染色;
8)用PBS清洗4次,每次五分钟,晾干后拍照;
9)每孔加入1ml 10%冰醋酸,置于摇床上30分钟进行脱色;
10)在96孔板中每孔加入100ul溶液,使用酶标仪在550nm下进行数值读取,实验重复三次。
细胞克隆形成实验结果显示:
如图2a、图2b所示,分别表明加入双氢青蒿素后,肝癌7402、MHCC97H细胞克隆形成的数目均减少,图3a和图3b结果表明双氢青蒿素对肝癌7402、MHCC97H细胞均具有抑制生长的效果。随着双氢青蒿素浓度的增大,肝癌细胞的增殖明显得到抑制。双氢青蒿素在25μM时对Huh7、MHCC97H细胞具有明显抑制作用,细胞的克隆形成数量明显减少,故双氢青蒿素能够显著抑制肝癌细胞的增殖,与对照组比较,差异有统计学意义(P<0.05)。
效果试验例2
检测不同浓度的青蒿素在不同时间下对人肝癌7402、MHCC97H细胞的迁移抑制作用。
(一)细胞划痕实验
1)取对数生长期的肝癌细胞,用0.25%胰酶进行消化,用细胞计数仪测细胞数量;
2)每孔加入3x105个细胞,轻晃至细胞均匀平铺于六孔板板底;
3)置于37℃,5%CO2培养箱中继续培养24h;
4)次日将玻璃板放在六孔板上,用10uL枪头(灭菌)和直尺,垂直孔板划痕,尽量每条划痕线均匀且平行;
5)划线完成后,使用无菌PBS洗细胞2-3次,去除划下的细胞,留下的清晰可见的缝隙;
6)0h拍照后加药(DHA:0uM、25uM、50uM)将细胞放入37℃,5%CO2培养箱中继续培养;
分别在划痕24h、48h、72h后取出细胞,在显微镜下观察并拍照。使用image J处理数据。
细胞划痕实验结果显示:
如图4a-d所示,双氢青蒿素作用于Huh7和MHCC97H细胞24h后,与对照组相比,加药组Huh7和7402细胞的迁移能力减弱;双氢青蒿素作用于Huh7和MHCC97H细胞48h后,对照组细胞划痕几乎愈合,加药组Huh7和MHCC97H细胞的迁移能力则明显减弱。在不同时间段双氢青蒿素浓度为25μM时,对Huh7和MHCC97H细胞能看到具有明显抑制细胞迁移的作用。随着DHA浓度的增高,Huh7和MHCC97H细胞的迁移速度明显下降,且作用时间越长,迁移速度下降越明显,故DHA具有抑制Huh7和MHCC97H细胞迁移的作用,与对照组比较,差异有统计学意义(P<0.05)。
(二)Transwell小室实验
1)先将Matrigel胶放在4℃条件下24-48h使其变成液态,进行分装后使用;
2)Matrigel胶需用无血清的细胞培养基按照合适比例稀释,取100μl均匀涂抹于上室的聚碳酸酯膜表面,室温放置3-5h,使其聚合成凝胶;
3)取对数生长期的待测细胞,用0.25%胰酶进行消化,并用PBS洗涤,接着用无血清培养基悬浮细胞,调整细胞密度为1-10*105/ml;
4)对照组在24孔板下室加入500μl含10%FBS的培养基,给药组加入500μl含10%FBS和DHA(25uM)的培养基;
5)用镊子将Transwell小室置于24孔板内,取细胞悬液100μl加入上室,放入37℃,5%CO2培养箱中培养24h;
6)取出小室,吸引器吸净培养基,用棉签轻轻擦拭Matrigel和上室内的细胞;
7)取新的24孔板加入4%多聚甲醛600μL,将小室放入后固定30min;
8)弃固定液,用0.1%结晶紫染色10min,PBS洗3遍,除去未与细胞结合的结晶紫,用棉签轻轻擦拭小室的上侧,将非特异性结合于小室上表面的染料擦掉,以便后续镜检;
9)适当风干后,在高倍显微镜下选取3个视野观察细胞并计数。
Transwell小室实验结果显示:
如图5a-5d所示,当癌细胞转移时,会促使EMT的发生,导致迁移能力增强。如图4的Transwell迁移实验。与对照组相比,加入25μM双氢青蒿素24h时,肝癌细胞7402和高转移肝癌细胞MHCC97H穿过Transwell小室的数目均明显减少,抗迁移能力达到50%以上,且差异有统计学意义(P<0.05),说明双氢青蒿素可以在一定程度上抑制肝癌细胞7402和高转移肝癌细胞MHCC97H的侵袭。
效果验证试验例3
Western blotting检测青蒿素对EGFR信号通路蛋白表达的变化。
考察的相关蛋白有:P-AKT、AKT、P-ERK、ERK、P-EGFR、EGFR、Snail、Slug、E-cadherin、N-cadherin。
1)上样:western blotting上样,每孔上样20ul,根据样品数量选择1.0mm的板,10孔梳子配制的western blotting胶;
2)电泳:先使用电压80V进行跑胶,当蛋白跑至分离胶时,加大电压至120V,总共需要90min左右,完成跑胶;
3)转膜:准备好相同大小的滤纸(长10cm、宽8cm)和PVDF膜(长8.5cm、宽6cm),将PVDF膜放在100%的甲醇中浸泡,使PVDF膜激活。将滤纸、膜、凝胶和滤纸“三明治”式放置湿转250mA、90min,胶面向黑的一测即负极,赶走中间气泡,切勿放错位置,做好方向标记;
4)封闭:将膜放在1xTBST配制5%的牛奶中封闭1h后,1XTBST清洗4次,每次5min;
5)孵育一抗:一抗用5%的BSA+0.02%的叠氮钠1:1000稀释。4℃摇床孵育过夜,一抗稀释液可放置在-20℃保存,多次使用;
6)清洗:次日用1XTBST清洗3次,放在摇床,低速摇晃,每次10min;
7)孵育二抗:二抗用1XTBST配制的5%牛奶按1:5000稀释,放置在摇床,室温孵育2h。二抗稀释液最好不要反复使用;
8)清洗:使用TBST摇晃清洗4次,每次5min;
9)曝光:显影液试剂盒A与B液按1:1配用,使用时,覆盖住膜反应30s后再进行压片;
10)采用Image对图像进行分析,以特异性条带平均吸光度与面积的乘积为有效值,反映蛋白表达水平。
Western Blotting实验结果显示:
如图6所示,在双氢青蒿素作用下,与对照组相比,肝癌细胞7402和MHCC97H的p-EGFR蛋白表达水平降低、EGFR信号通路下游蛋白p-ERK和p-AKT表达水平均明显降低,说明双氢青蒿素能够抑制肝癌细胞7402和MHCC97H的生长。与细胞迁移有关的蛋白Snail、Slug表达水平降低,说明双氢青蒿素能够抑制肝癌细胞7402和MHCC97H的迁移。与EMT相关的蛋白N-cadherin表达水平降低,E-cadherin表达水平升高,说明双氢青蒿素能够抑制肝癌细胞7402和MHCC97H的转移。
综上所述,双氢青蒿素可能通过抑制EGFR信号通路,从而抑制细胞的生长、迁移和转移。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制,故凡是未脱离本发明技术方案内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (6)

1.双氢青蒿素在制备治疗EMT介导的人肝癌细胞药物中的应用,其特征在于:含有药学上的治疗有效剂量的双氢青蒿素,所述双氢青蒿素对人肝癌7402、MHCC97H细胞具有明显增殖抑制作用,在非毒性剂量25μM下可阻滞7402、MHCC97H细胞发生上皮间质转化(EMT)。
2.根据权利要求1所述的应用,其特征在于:所述的体外实验所用的细胞株为人源肝癌细胞7402、MHCC97H,其中MHCC97H是高转移肝癌细胞株。
3.根据权利要求1所述的应用,其特征在于:所述双氢青蒿素为传统中草药黄花蒿中提取的青蒿素的衍生物,购买于Sigma公司。
4.根据权利要求1所述的应用,其特征在于:所述双氢青蒿素的浓度≥25μM。
5.根据权利要求1-3任一项所述的应用,其特征在于:所述候选药物可制成片剂,其制备方法为:
1)将双氢青蒿素和淀粉过80目筛;
2)10%淀粉浆的制备:将0.3g枸橼酸溶解于20ml蒸馏水中,再加入2g淀粉分散均匀,加热约80℃使淀粉糊化,冷却至温浆后使用;
3)称取30g双氢青蒿素的细粉于乳钵中,等量分次加入2g淀粉进行研磨,混合均匀,加入适量淀粉浆制备软材;
4)将20目尼龙筛制备湿颗粒,将湿颗粒与50~60℃烘箱干燥30min,用20目筛进行整粒,整粒后颗粒与1.5g滑石粉和1g淀粉混合均匀,以8mm冲模进行冲模压片;即得双氢青蒿素片剂。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的应用,其特征在于:所述药物可制成混悬注射液,其制备方法为:
1)取注射用油加热至115~125℃,保温1~2小时,加入助悬剂,搅拌溶解,降温到50℃以下,备用;
2)将步骤1)的物质置于高速胶体磨中,加入双氢青蒿素0.5~l0.0g,以4000r/min的速度,高速剪切30min,制成混悬液,备用;
3)将步骤2)的液体,依次加入助悬剂0.1~5.0g、抗氧化剂0.05~0.5g、湿润剂1.0~3.0g、絮凝剂0.2~2.0g,边加边搅拌,直至完全均匀,再连续研磨10min,备用;
4)将步骤3)的研磨后的液体,置于高压均质机中,以压力50-55兆帕,进行高压均质,然后,灌装封口,包装,即得100mL双氢青蒿素混悬注射液。
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