神經生長因子抗腫瘤體外實驗研究

 

目的:探討蛇毒神經生長因子(NGF) 對人腫瘤細胞增殖的抑制作用。

 

方法:采用噻唑藍(MTT) 法、臺盼藍拒染法和集落形成作為觀察指標,以NGF 5 ,10 ,15 ,20μg / ml 處理4 種人腫瘤細胞(人白血病細胞株K 562、人胰癌細胞株JF 305 ,人肺癌細胞株AGZY283a 和人胃癌細胞株MG2803) ,選用不同作用時間,分別觀察NGF 對上述細胞的影響。阿霉素(Adr) 為陽性對照藥。

 

結果:NGF 對4 種人腫瘤細胞均有細胞毒性作用,K562 和JF 305 比后兩者顯示出更好的量效關系( P 均< 0. 05) 。NGF 處理24 ,48 和96 h 后K 562 和JF 305 細胞的生長均受到抑制( P < 0.05 , P < 0. 01) 。并有顯著的劑量效應關系。處理JF 305 細胞24 ,48 和96 h ,NGF 的半抑制濃度( IC50) ,時間2效應關系亦明顯;NGF 對K562 細胞的生長抑制作用以48 h 為顯著。NGF 還可顯著抑制JF 305 細胞的集落形成,并有明顯的量效關系( P < 0. 01) ,其IC50為12. 86μg/ ml 。

結論:NGF 對4 種人腫瘤細胞均具有細胞毒性和生長抑制作用,對K562、JF 305 作用更顯著。

 

 

【Abstract】　Objective : To observe the inhibitory effects of nerve growth factor(NGF) on human tumor cell lines. Meth2

ods :The MTT colorimetric method , trypan blue exclusion ,and colony formation was used. Adr used as positive control. Four kinds

of human tumor cell lines , K562 ,JF 305 , AGZY283a and MG2803 were treated with NGF at different final concentrations of 5 ,

10 ,15 , and 20μg/ ml. The effects of NGF on the cells mentioned above were observed at different intervals after the cell were ex2

posed to NGF.

Results :NGF had obvious cytotoxicity on these cell lines. There were obvious dose2response relationship in test of

K562 and JF 305 cells ( P < 0. 05) . K 562 and JF 305 were exposed to NGF at different intervals of 24 ,48 , and 96 h , the

growth of both cell lines was inhibited obviously and the dose2response relationships were showed distinctively. At 24 , 48 , and 96

h intervals after JF 305 cells were exposed to NGF ,there was obvious time2reponse relationship. The inhibitory effect of NGF on

the growth of K562 reached peak at 48h time point. NGF also possessed inhibitory effect on colony formation of JF 305 cells with

satisfied dose2response relationship ( P < 0. 01) and the IC50 was 12. 83μg/ ml. Conclusion :NGF possesses distinct cytotoxicity

and growth inhibitory effect on the four kind of human tumor cells especially on K562 and JF 3051

 

 

　　腫瘤是危害人類健康的嚴重疾病,近年來,利用我國動物資源開發新的抗腫瘤藥物,成為腫瘤研究領域的重要內容。蛇毒神經生長因子(nerve growthfactor , NGF) 抑瘤作用,國內尚未見報道。我們觀察蛇毒抗腫瘤有效成分對4 種人腫瘤細胞的作用,報告如下。

1 　材料與方法

111 　材料

11111 　細胞:人白血病細胞株K 562 ,人胰癌細胞株JF 305 , 人肺癌細胞株AGZY283a ,人胃癌細胞株MG2803。除K 562 細胞為懸浮生長,其余3 種細胞均貼壁生長,培養于含5 %胎牛血清的RPMI 1640 培養基中(內含青霉素100 u/ ml ,鏈霉素100 u/ ml) 。細胞在含5 % CO2 的37 ℃培養箱中培養,每2 d 傳一代,細胞株由本實驗室提供。

11112 　藥品與試劑:NGF 的分離采用常規層析方法進行分離,高效液相色譜(HPLC) 法分析檢測蛇毒的分離效果,經冷凍干燥后- 30 ℃保存,實驗前用生理鹽水稀釋成所需濃度。鹽酸阿霉素(adriamycin ,Adr)為意大利普強公司生產市售凍干粉劑,使用前用RPMI 1640 稀釋。

11113 　細胞毒實驗:采用噻唑藍(MTT) 法[1 ] 。貼壁生長的腫瘤細胞經胰蛋白酶消化后,制成含細胞1.0 ×105/ ml 單細胞懸液,分別接種于無菌96 孔培養板中,每孔反應總體積200μl ,設空白對照組(加等體積RPMI 1640) 、陽性對照和NGF 組,每組4 個重復孔。NGF 處理MG2803、AGZY283a 、JF 305 和K 562細胞時選用4 個濃度5 ,10 ,15 ,20 μg/ ml ,Adr (0. 25μg/ ml) 為陽性對照,細胞置37 ℃培養48 h。實驗終止前4 h 加入MTT 20μl (5 mg/ ml) 繼續培養4 h ,棄上清液,加入二甲基亞砜(DMSO) 100μl/ 孔,用酶標儀于波長570 nm 處測定A570值,按下列公式求出生長抑制率( IR) :IR( %) = (1 - 用藥組A570值/ 對照組A570值) ×100

11114 　生長抑制實驗:采用臺盼藍拒染法。4 種腫瘤細胞實驗分組及給藥濃度同細胞毒性實驗。NGF處理細胞24 ,48 ,96 h 計數拒染活細胞數,計算IR 和半抑制濃度( IC50) 。

11115 　集落形成實驗:按文獻[ 2 ]方法取JF 305 細胞每孔1 ml (600 cells/ ml) ,接種于12 孔板,每孔再加入1ml 培養液,實驗分組及給藥濃度同細胞毒實驗。于37 ℃,5 % CO2 溫箱中靜置培養24 h 后,各組加入相應藥物,培養4 h ,用D2Hank 液洗3 遍,更換新鮮培養液(2 ml/ 孔) 靜置培養7～10 d。在×20 解剖鏡下計數含50 個細胞以上的集落,計算集落形成抑制率( IR) 及IC50 。

112 　統計學分析　OD 值采用F 檢驗和q 檢驗,集落形成采用χ2 檢驗,將細胞數與OD 值、劑量效應做直線回歸與相關性分析,相關系數用t 檢驗。

2 　結果

211 　NGF 對人腫瘤細胞的毒性作用　NGF 處理4種腫瘤細胞后,細胞代謝MTT 的能力下降,細胞毒性反應明顯。其對AGZY283a 、MG2803 細胞毒性的劑量效應關系不明顯,NGF 對K 562 ,JF 05 兩種細胞顯示出更好的劑量效應關系,相關系數r 分別為0. 9726 和0. 9768 ( P 均< 0. 05) , IC50分別為12. 64μg/ ml 和12. 68μg/ ml ,見表1。

 

 

212 　NGF 對人腫瘤細胞生長抑制作用　K 562 ,JF305 細胞經NGF 處理24 ,48 ,96 h 后,生長明顯受抑制,劑量效應關系顯著,相關系數r 在24 ,48 和96 h分別為0. 9823 ,0. 9726 ,0. 9789 和0. 9769 ,0. 9836 ,0.9806 ( P均< 0. 05) 。IC50分別為17. 89 ,10. 60 ,13. 42μg/ ml 和18. 25 ,4. 36 ,9. 10μg/ ml 。對K 562 細胞的生長抑制作用以48 h 為顯著,96 h 時效應不增強,JF305 細胞生長抑制效應隨NGF 作用時間的延長而增強。見表2(略)。

2. 3 　NGF 對JF 305 細胞集落形成抑制作用　NGF濃度> 10μg/ ml 時,JF 305 細胞的集落的形成能力明顯降低( P < 0. 01) 。IR 隨NGF 濃度的增高而升高,直線回歸方程為Y = - 0. 026 + 0. 046 X ( r =0. 9808 , P < 0. 05) ,劑量效應關系顯著,IC50為12. 86μg/ ml 。見表3(略)。

 

 

3 　討論

在抗腫瘤藥物篩選和研究中,體外腫瘤細胞培養和動物實驗居重要地位[2 ] 。采用體外細胞培養方法篩選抗腫瘤藥物時,檢測的終點指標包括細胞的生存能力和生長能力檢測兩個方面,前者的檢測常采用MTT 法,后者的檢測常采用集落形成能力實驗、細胞計數、蛋白質或其它大分子物質含量測定等。兩者結合能客觀地反應被測物質的藥理作用。本實驗應用4 種人腫瘤細胞系采用體外培養的方法,全面觀察NGF 的抗腫瘤作用。國外已報道NGF對一些神經和非神經腫瘤,如前列腺癌、肺癌、乳腺癌的抗腫瘤作用。結果顯示NGF 可發揮抑制有絲分裂和生長作用(依賴于細胞類型) 。例如NGF 誘導腫瘤細胞生長和侵入,而在人類小細胞癌,NGF 可抑制癌細胞的增殖,阻止它們的克隆生長,在體外可削弱它們的入侵能力,在裸鼠則消除其腫瘤生長能力[3～6 ] ,有報道認為,NGF 可以抑制一些胰癌細胞系的入侵[7 ] 。本實驗結果表明,NGF 在所用劑量范圍內(5～20μg/ ml) 對MG2803 ,AGZY283a 、JF 305、K 562細胞均有細胞毒作用,細胞經NGF 處理后活細胞數減少,代謝MTT的能力下降,細胞生長受到抑制,克隆形成能力下降。并顯示與NGF 的濃度和作用時間均有依賴性,說明NGF 具有一定的抗腫瘤作用。

 

[1 ] Carmichael J . Evaluation of a tetrazolium based semiautomated colori2metric assay : assessment of radiosensitivity[J ] . Cancer Res , 1987 , 47(4) : 943 - 946.

[2 ] Mosmann T. Rapid colorimetric assay for cellular growth and survival :application to proliferation and cytotoxicity assays[J ] . J Immunol Meth2ods , 1983 , 65 (8) : 35 - 38.

[3 ] Geldof , AA , De Kleijn MA , Rao BR ,et al . Nerve growth factor stimu2lates in vitro invasive capacity of DU145 human prostatic cancer cells[J ] . Cancer Res Clin Oncol , 1997 , 123 (2) : 107 - 112.

[4 ] Descamps S , Lebourhis X, Delehedde M,et al . Nerve growth factor ismitogenic for cancerous but not normal human breast epithelial cells[J ] .Biol Chem, 1998 , 273(27) : 16659 - 16662.

[5 ] Oelmann E , Sreter L , Schuller I ,et al . Nerve growth factor stimulatesclonal growth of human lung cancer cell lines and a human glioblastomacell line expressing high2affinity nerve growth factor binding sites involv2ing tyrosine kinase signaling[J ] . Cancer Res , 1995 , 55 (10) : 2212 -2219.

[6 ] Miknyoczki SJ , Lang D , Huang L ,et al . Neurotrophins and Trk recep2tors in human pancreatic ductal adenocarcinoma : expression patterns andeffects on in vitro invasive behavior[J ] . Int Cancer , 1999 , 81 (3) : 417- 427.

[7 ] Miknyoczki SJ , Chang H , Klein2Szanto A ,et al . The Trk tyrosine ki2nase inhibitor CEP2701 (KT25555) human pancreatic ductal adenocarci2noma[J ] . Clin Cancer Res , 1999 , 5(8) : 2205 - 2212.