近年来,大豆异黄酮因为其潜在的抗肿瘤生 物活性而受到研究者广泛关注。大豆异黄酮的结 构与内源性雌激素相似,具有弱雌激素效应,被称 为植物雌激素。大豆异黄酮对乳腺癌、前列腺癌 等雌激素依赖性肿瘤的抑制作用已经得到广泛证实。随着研究的深入,研究者发现大豆异黄 酮对非传统意义上的雌激素依赖性肿瘤也有抑制 作用,如大肠癌。
1 材料与方法
1. 1 仪器与试剂
外消旋雌马酚及其对映异构体( 纯度>99%) 购于 美 国 LC Laboratories 公 司,雌 激 素 受 体 [estrogen receptor,ERα ( SC-542 ) ]、ERβ ( SC8974) 、β-actin ( SC-47778) 和核因子红系 2 相关 因子 2[nuclear factor ( erythroid-derived 2) -like 2, Nrf2]抗体购自美国 Santa Cruz Biotecnology 公司, 二抗抗体购自爱尔兰 Rockland 公司,胰酶、胎牛 血清、细胞培养基购于美国 Invitrogen 公司,蛋白 提取、定量及蛋白免疫印迹相关材料试剂购自美 国 Bio-rad 公司,3-( 4,5-二甲基噻唑-2) -2,5-二苯 基四氮唑溴盐[3-( 4,5-dimethylthiazol-2-yl) -2,5- diphenyltetrazolium bromide,MTT]试剂购于美国 Sigma 公司,雌激素受体( estrogen receptor,ER) 抑 制 剂 ( ICI182780 ) 、ERα 激 动 剂 [1,3,5-tris ( 4-hydroxyphenyl ) -4-propyl-1Hpyrazole,PPT]和 ERβ 激动剂( diarylpropionitrile,DPN) 购于美国 Sigma 公司。酶联免疫检测仪为美国 Thermo 公 司产品。
1. 2 细胞培养
人大肠癌 HCT15 细胞购自北京协和医学院 基础医学细胞中心,用含 10%胎牛血清的 1640 培 养基,在 5% CO2、37 ℃博讯常温培养箱(上海博讯BPX-272)中培养。
1. 3 细胞增殖检测
对数生长期的 HCT-15 细胞,胰酶消化后,用 含 10%胎牛血清的培养液配成单细胞悬液,每孔 2 ×103 个细胞接种到 96 孔板,每孔体积 100 μL。 相同培养条件下培养 24 h 至细胞贴壁。根据前 期研究,加入含 0、0. 5、1、5 和 10 μmol /L 外消旋雌马酚或雌马酚对映异构体的培养液 100 μL, 每个浓度设置 10 个复孔。培养 24、48、72 和 96 h 后,加入 10 μL MTT,继续孵育 1. 5 h 后终止。在 570 nm 和 650 nm 波长处测定吸光度( A) 。计算 HCT-15 细胞的增殖率( proliferation rate,PR) 和抑 制率( inhibition rate,IR) ,计算公式为: 增殖率 = A570-A630,抑制率= ( 增殖率对照组 -增殖率实验组 ) /增 殖率对照组 ×100%。
1. 4 蛋白质表达水平测定
将对数生长期的 HCT-15 细胞用含 10%胎牛 血清的培养液配成单细胞悬液,每孔 5×104 个细 胞接种到 6 孔板,每孔体积 2 mL。过夜后加入 0、 0. 5、1、5 和 10 μmol /L 外消旋雌马酚或其对映异 构体,48 h 后 加 入 含 1 mol /L 苯 甲 基 磺 酰 氟 ( PMSF) 的细胞裂解液,冰上裂解 30 min 后,4 ℃, 12 000 r /min 离心 5 min 取上清,用聚氰基丙烯酸 正丁酯( butyleyanoacrylate,BCA) 蛋白浓度测定法 进行定量。50 μg 总蛋白等量上样,10%聚丙稀铣 胺凝 胶 电 泳 ( polyacrylamide gel electrophoresis, PAGE) 分离蛋白,湿法转至聚偏氟乙烯膜。5%脱 脂奶室温封闭 2 h 后,ERα、ERβ、Nrf2 和 β-actin 一抗用 5%脱脂奶 1 ∶200 稀释,4 ℃ 孵育过夜。用 TBST 缓冲液( tris buffered saline,with tween-20, pH 8. 0) 漂洗 3 次后加入二抗,室温孵育 1 h,使 用增强荧光发光试剂显影,然后使用图像成像系 统检测条带。
1. 5 统计学分析
用 SPSS 22. 0 统计软件进行分析,多组间比 较用方差分析,进一步两两比较采用 SNK 检验, 显著性水准 α = 0. 05。
2 结果
外消旋雌马酚及( R) 雌马酚可 以抑制大肠癌 HCT-15 细胞的增殖( P< 0. 05) ,且 随着剂量增加抑制作用增强,而( S) 雌 马 酚 对 HCT-15 细胞的增殖没有明显影响( P>0. 05) 。外消旋雌马酚和( R) 雌马 酚对 HCT-15 细胞增殖的抑制率呈先上升后回落 的趋势,在第 3 天左右达到最大,此时外消旋雌马 酚的 IC50 为 59. 6 μmol /L,( R) 雌 马 酚 的 IC50 为5. 1 μmol /L。此外,Nrf2 蛋白表达也随外消 旋雌马酚浓度的增加而增加。( R) 雌马酚刺激 HCT-15 细胞后,Nrf2 蛋白表达随其浓度的增加而 增加,但未发现 ER 表达水平受到影响。
3 讨论
有研究报道大豆异黄酮的摄入可以减少大肠癌的发病风险,但是大豆异黄酮的代谢产物雌马 酚,尤其是雌马酚对映异构体对大肠癌的影响少 有研究。本研究以大肠癌 HCT-15 细胞为研究对 象,探讨了外消旋雌马酚及雌马酚对映异构体对 大肠癌细胞增殖的影响及其机制。结果显示,外 消旋雌马酚可通过上调 ERβ 和 Nrf2 表达来抑制 HCT-15 细胞增殖,( R) 雌马酚可通过上调 Nrf2 表 达来抑制 HCT-15 细胞增殖,( S) 雌马酚对 HCT15 细胞增殖没有影响。