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1930202274413 HebeiMedicalJournal,2022,
.1002-
:··
马尾连碱乙抑制谷氨酰***代谢影响胃癌细胞
迁移及侵袭的机制
王洪涛梁育芩李海峰
【摘要】目的明确马尾连碱乙对胃癌细胞增殖、迁移及侵袭的影响及其参与胃癌细胞能量代谢的方式。方法
两种不同人胃癌、细胞系中检测马尾连碱乙对胃癌细胞增殖、迁移及侵袭的影响,同时检测其对
SGC-7901BGC-823
不同胃癌细胞能量代谢水平,糖酵解水平及谷氨酰***代谢水平的影响,最后采用谷氨酰***代谢酶抑制剂,明确马尾连
碱乙参与胃癌能量代谢的作用机制。结果马尾连碱乙可以显著抑制胃癌细胞的增殖活力,同时降低胃癌细胞的迁
移及侵袭能力,给予马尾连碱乙可以明显降低胃癌细胞三磷酸腺苷()合成能力,不影响细胞乳酸及葡萄糖消耗水
ATP
平,但可显著抑制胃癌细胞谷氨酰***代谢能力;马尾连碱乙可以显著抑制谷氨酰***酶的表达,与谷氨酰***酶抑制剂联
合使用后其对肿瘤细胞增殖及能量代谢的调节能力消失。结论马尾连碱乙可以抑制谷氨酰***酶的表达,影响胃癌
细胞谷氨酰***代谢,抑制其能量代谢水平,从而发挥抑制胃癌细胞增殖活力及减少迁移及侵袭的作用。
【关键词】马尾连碱乙;糖酵解;迁移;侵袭;谷氨酰***酶
【中图分类号】【文献标识码】【文章编号】()
A 1002-7386202213-1930-05
EffectsofcaudatineBontheproliferation,migrationandinvasionofgastriccancercellsanditsroleintheenergy
metabolismofgastriccancercellsinvitroWANGHongtao∗,LIANGYuqin∗,LIHaifeng.∗DepartmentofGeneralSurgery,
WuweiPeople’sHospital,Gansu,Wuwei,China
733000
【Abstract】Objective,
ToinvestigatetheeffectsofcaudatineBontheproliferationmigrationandinvasionofgastric
Methods
cancercellsanditsroleintheenergymetabolismofgastriccancercellsinvitro. SGC-7901andBGC-823celllines
,,,
wereusedtodetecttheeffectsofequisetineBontheproliferationmigrationandinvasionofgastriccancercellsmoreoverthe
,
effectsofequisetineBonthelevelsofenergymetabolismglycolysisandglutaminemetabolismofdifferentgastriccancercells
Results
intheenergymetabolismofgastriccancercells. ThecaudatineBcouldobviouslyinhibittheproliferationofgastric
,,
cancercellsanddecreasethemigrationandinvasionabilityaswellasATPsynthesisabilityofgastriccancercellswhichdid
,,
notaffectthelevelsoflacticacidandglucoseconsumptionhoweverwhichcouldsignificantlyinhibittheglutaminemetabolism
,Conclusion
withglutaminaseinhibitoranditsregulatoryeffectsontumorcellsweredisappeared. ThecaudatineBcaninhibit
,,
theexpressionlevelsofglutaminaseandaffecttheglutaminemetabolismandenergymetabolismofgastriccancercellswhich
caninhibittheproliferationabilityanddecreasethemigrationandinvasionofgastriccancercells.
【Keywords】;;;;
caudatineBglycolysismigrationinvasionglutaminase
胃癌为最常见的癌症是全世界癌症相关死亡率即使在有氧条件下肿瘤细胞也主要通过增加糖酵解
,,
的排名第二的诱因也是东亚最常见的癌症[1,2]全获得能量乳酸的积累形成酸性微环境对肿瘤细胞
,。。,
世界每年约有万人被诊断出患有胃癌其中约有保护作用[5]此外在过去年中越来越多的证据
99,。30,
万人死于该疾病使胃癌成为第四大常见癌症胃癌也表明谷氨酰***是许多肿瘤细胞的重要代谢底物和能量
,,
是导致患者负担最高的癌症之一[3]肿瘤细胞通过来源这些肿瘤细胞需要谷氨酰***才能持续生长和存
。,
糖酵解而不是氧化磷酸化以获得能量是肿瘤细胞的特活表现出所谓的谷氨酰***成瘾谷氨酰***代谢不
,“”。
征这种代谢现象被称为有氧糖酵解或效仅为肿瘤细胞提高能量同时为其提供细胞增殖的原
。“Warburg,
应肿瘤细胞中增加的葡萄糖消耗增加的糖酵解料[6]马尾连为毛茛科唐松草属植物多叶唐松草
”。、。
活性和乳酸的积累是肿瘤细胞的重要特征[4]与主的根茎该药具有清热燥湿
。ThalictrumfoliolosumDC,,
要通过线粒体氧化磷酸化产生能量的正常细胞相比泻火解毒的作用用于肠炎痢疾黄疸目赤肿痛生
,、、、,
,物碱是其主要活性成分近年研究发现马尾连提取物
,
项目来源武威市科技计划项目编号及其生物总碱对小鼠肺癌的抑制率达对腹水淋
:(:WW190146)74%,
作者单位甘肃省武威市人民医院普外一科王洪涛梁巴瘤小鼠生命延长率为[7,8]研究发现马尾连
:733000 (、%,
育芩皮肤科李海峰生物碱主要为甲乙丙三类其中马尾连生物碱甲可
),()、、,
河北医药年月第卷第期
202274413 HebeiMedicalJournal,2022,
阻断细胞向期过渡其杀细胞作用似为细胞周及谷氨酰***检测方法按照试剂盒说明书进行
G1S,ATP。
期特异性生物碱乙及丙也具有一定的抗肿瘤作葡萄糖消耗及乳酸含量实验采用葡萄糖及乳
,
用[9,10]笔者总结后发现研究较少有待进一步明确其酸试剂盒检测细胞培养基中的乳酸含量将不同的胃
,,
作用本研究拟探讨马尾连碱乙在胃癌中的作用及其癌细胞分别接种在孔板中浓
。SGC-7901、BGC-8236,
对胃癌细胞能量代谢的影响报告如下度7个细胞后加入含有马尾连碱乙的培
,。6×10,24h
材料与方法养液继续培育后检测每组孔葡萄糖及乳酸
1 24h,3。
材料与主要仪器人胃癌试剂盒检测方法按照试剂盒说明书进行
SGC-7901、BGC-823。
细胞系购自中国科学院上海细胞研究所马尾连碱乙细胞迁移实验置于孔板中浸泡将不同
, 241h,
美国四***偶氮唑盐的胃癌细胞于对数生长期消化
(SIGMA,),(MTT,95%,SIGMASGC-7901、BGC-823,
公司美国二***亚砜百灵威试剂公司乳计数制备细胞悬液加入孔板中每孔加入
);(DMSO,);,24,100μl
酸含量试剂盒葡萄糖试剂盒公司英国细胞悬液孔板中加入加入药物干预
,(Bivision,),,24Transwell,,
检测试剂盒南京建成生物工程研究所孵育取出用洗涤次用
ATP(,A095-1-37℃24h,Transwell,PBS2,
中国谷氨酰***试剂盒南京建成生物工程研究多聚甲醛在固定用洗涤次
1,),(%4℃30min,PBS2,
所中国实验其他试剂均为化学纯主要室温下用结晶紫染色用洗涤
,A047-1-1,),。%15~30min,PBS2
仪器为蛋白印迹系统公司美国多功能酶次显微镜下观察计数
(Bio-rad,),,。
标仪公司美国细胞侵袭实验用无血清培养基将基质凝胶稀
(sigma,)。
方法释至最终浓度在培养箱中向上
1mg/ml。Transwell,
正常细胞模型采用人胃癌培养箱中加入基质凝胶在下培养
:SGC-7901,BGC-100μl,37℃4~
细胞将不同细胞系条件下采用含有使其凝胶化在上腔分别加入的胃癌细胞下室
823,37℃,10%5h,。。
小牛血清培养基培养于二氧化碳培养箱培养基为采加入含血清培养基孵育后取出培养箱甲
,600μl,2h,
用青霉素链霉素的将细胞醇固定染色随机抽取个视野
85U/L、100mg/LDMEM。30min,Giemsa30min,9
接种于孔板中设立复孔分为组空白组细胞正进行显微镜下计数
96,,4,。
常培养基培养马尾连碱乙组浓度为蛋白免疫印迹实验分别将胃癌细胞
,(5μmol/L、 SGC-7901
采用法观察马尾连碱和接种于孔板中浓度为6个细胞
25μmol/L、75μmol/L)。MTTBGC-8236,5×10,
乙对胃癌细胞活力迁移侵袭能力的影响给药干预后提取细胞蛋白试剂盒测定蛋
,,。24h,,BCA
谷氨酰***剥夺细胞模型建立谷氨酰***剥夺细白浓度加入样品蛋白电泳分离后用湿转移
:。50ng,,
胞模型去除正常用一次性冲洗或转染印花法将蛋白转移到膜上用含脱脂奶粉
,DMEM,PBSPVDF,1%
正常细胞添加不含谷氨酰***的和的密封过夜洗涤次每次
。DMEM(%TBSTTBS,TBST3,
此外向培养基中添加加入一抗体孵育过夜洗涤次每
FisherScience,A14431)。,10%5min,,4℃,TBST3,
的美国加利福尼亚州萨克拉门托次加入辣根过氧化物酶标记的二抗
DFBS(,GeminiBio5min。(1∶2000)
细胞在此培养基中培养细胞适应培体室温孵育洗涤膜每次以
Products)。24h。,2h,TBST,5min。
养基后正常传代继续使用为内参照用化学发光试剂显色
,,。GAPDH。ECL。
抑制率实验将不同的胃癌细胞统计学分析应用统计软件计量资
MTT SGC- ,
分别接种在孔板中浓度为料以x±s表示多组间比较采用单因素方差分析P
7901,BGC-82396,1×■,,<
5个细胞后加入含有马尾连碱乙的培养液继为差异有统计学意义
10,。
续培育每组孔后加入结果
,6。12h、24h、48h,30μl2
继续在培养箱中孵育加入溶马尾连碱乙显著抑制胃癌细胞活力给予中高
MTT4h, 、
解结晶物采用酶标仪在下检测吸光度剂量马尾连碱乙干预后细胞在干预
。550nm(A),SGC-790124h
值计算细胞活力及后细胞活力与对照组比较差异均有统计学意
,。48h
三磷酸腺苷及谷氨酰***含量实验采用义P中剂量马尾连碱乙干预细胞
(ATP) (<),BGC-823
及谷氨酰***试剂盒检测细胞培养基中的乳酸含后细胞活力与对照组比较差异有统计学意义
ATP48h,
量将不同的胃癌细胞分别接种P高剂量马尾连碱乙干预后两种胃
,SGC-7901、BGC-823(<),24h,
在孔板中浓度7个细胞后加入含有马癌细胞活力与对照组比较差异有统计学意义P
6,6×10,24h(<
尾连碱乙的培养液继续培育后检测每组孔见表
24h,3。)。1。
河北医药年月第卷第期
1932202274413 HebeiMedicalJournal,2022,
表马尾连碱乙对胃癌细胞活力的影响nx±s
1 =3,■
值值
组别SGC-7901(OD)BGC-823(OD)
12h24h48h12h24h48h
对照组
±±±±±±
低剂量组
±±±±±±
中剂量组
±±∗±∗±±±∗
高剂量组
±±∗±∗#±±∗±∗#
注与对照组比较P与低剂量组比较P
:,∗<;,#<
表马尾连碱乙对胃癌细胞及谷氨酰***含量的影响
马尾连碱乙抑制胃癌细胞的迁移及侵袭能力3 ATP
nx±s
给予马尾连碱乙后细胞迁移及侵袭能力增加细胞穿=3,■
,,细胞细胞
组别SGC-7901(μmol/107)BGC-823(μmol/107)
膜数量明显增加其中细胞中给予中高谷氨酰***谷氨酰***
,SGC-7901,、ATPATP
对照组
剂量的马尾连碱乙干预后迁移及侵袭细胞穿膜数与 ±±±±
,低剂量组
±±±±
对照组比较差异均有统计学意义P中剂量组
(<)。BGC-±∗±∗±∗±∗
细胞给予中高剂量马尾连碱乙干预后与对照组高剂量组∗∗∗∗
823、,±±±±
注与对照组比较P
比较差异有统计学意义P高剂量组干预 :,∗<
,(<),表马尾连碱乙对胃癌细胞糖酵解水平的影响
后迁移及侵袭细胞穿膜数与对照组比较差异有统计4
,,nx±s
学意义P见表=3,■
(<)。2。7细胞7细胞
表马尾连碱乙对胃癌细胞迁移和侵袭实验中的穿膜细胞数的影响组别SGC-7901(μmol/10)BGC-823(μmol/10)
2 乳酸葡萄糖消耗乳酸葡萄糖消耗
n个x±s对照组
=3,,■ ±±±±
低剂量组
±±±±
组别SGC-7901BGC-823中剂量组
±±±±
对照组高剂量组
387±76165±39266±42119±±±±±
低剂量组
328±64189±53227±37101±28蛋白实验结果表明马尾连碱乙对
中剂量组,SGC-7901、BGC-823
264±46∗119±33∗195±32∗87±21∗
高剂量组胃癌肿瘤细胞谷氨酰***酶表达均具有明显的抑制作
217±54∗#89±27∗#147±26∗#64±18∗
注与对照组比较P与低剂量组比较P用且随计量的升高作用更加显著见图
:,∗<;,#<,。1。
马尾连碱乙显著抑制胃癌细胞能量代谢水平及
谷氨酰***含量给予马尾连碱乙后马尾连碱乙可以
,
明显抑制细胞的能量代谢水平在细胞中
,SGC-7901,
马尾连碱乙中高浓度均可以显著抑制细胞能量代谢
、
水平同时显著抑制细胞中谷氨酰***含量与对照组比
,,
较差异有统计学意义P在细胞中
(<);BGC-823,
给予马尾连碱乙干预后细胞能量代谢水平明显减低
,,
中高剂量组与对照组比较差异有统计学意义P
、(<
中高剂量组干预后均可以抑制细
),、,BGC-823
胞中的谷氨酰***含量差异有统计学意义P图马尾连碱乙在不同细胞中抑制胃癌细胞谷氨酰***酶的表达
,(<)。1
见表马尾连碱乙在无谷氨酰***环境下对胃癌细胞活
3。
马尾连碱乙对胃癌细胞糖酵解水平的影响给力抑制作用将两种不同的胃癌细胞接种于无谷氨酰
予马尾连碱乙干预后对两种胃癌肿瘤细胞的乳酸含***的培养基中实验结果表明马尾连碱乙对细胞活力
,,,
量及葡萄糖消耗水平具有一定的影响但与对照组比的抑制作用显著降低其中仅在高剂量组对
,,SGC-7901
较差异无统计学意义P见表在干预后具有一定抑制作用且差异有统计学
(>)。4。48h,,
马尾连碱乙抑制胃癌细胞谷氨酰***酶的表达意义P见表
(<)。5。
表马尾连碱乙在无谷氨酰***环境下对胃癌细胞活力的影响nx±s
5 =3,■
值值
组别SGC-7901(OD)BGC-823(OD)
12h24h48h12h24h48h
对照组
±±±±±±
低剂量组
±±±±±±
中剂量组
±±±±±±
高剂量组
±±±∗±±±
注与对照组比较P
:,∗<
河北医药年月第卷第期
202274413 HebeiMedicalJournal,2022,
马尾连碱乙在无谷氨酰***环境下对胃癌细胞迁合成和信号传导谷氨酰***作为营养素在癌症中的重
。
移及侵袭能力的影响将两种不同的胃癌细胞接种于要性源于它可以将氮和碳提供给肿瘤促进肿瘤细胞增
无谷氨酰***的培养基中实验结果表明马尾连碱乙对殖[12,13]谷氨酰***是血浆中最丰富的氨基酸之一
,,。。
细胞的迁移及侵袭能力影响作用显著降低其中在高尽管大多数组织可以合成谷氨酰***但在快速生长或
,,
剂量组对的迁移实验具有抑制作用差异其他应激期间谷氨酰***成为肿瘤细胞快速增殖的关
SGC-7901,,
有统计学意义P见表键因素[14,15]
(<)。6。。
表在无谷氨酰***环境下马尾连碱乙对胃癌细胞迁移和
6 本研究发现马尾连碱乙随对糖酵解反应没有显著
侵袭的穿膜细胞数的影响n个x±s
=3,,■干预作用但可显著抑制胃癌细胞谷氨酰***代谢能力
,,
组别SGC-7901BGC-823降低肿瘤细胞中的谷氨酰***含量体内循环的谷氨酰
迁移实验侵袭实验迁移实验侵袭实验。
对照组
288±36101±24179±2365±33***通过转运蛋白如进入细胞癌细胞通过谷
低剂量组SLC1A5。
264±2984±19204±4378±23
中剂量组氨酰***酶介导的谷氨酰***分解将谷氨酰***转化为谷氨
248±41114±37184±3361±19
高剂量组∗酸可被谷氨酸脱氢酶或谷氨酸转氨酶进一
202±2679±22194±2770±11,(GLUD)
注与对照组比较P
:,∗<***戊二酸进入三羧酸
马尾连碱乙在无谷氨酰***环境下对胃癌细胞α-(α-KG),(TCA)
循环***戊二酸是循环的中间产物也是修饰
含量的影响将两种不同的胃癌细胞接种于无谷,α-TCA,
ATP 蛋白质和的双加氧酶的底物近年研究发现沉
氨酰***的培养基中实验结果表明马尾连碱乙对细胞DNA。,
,,默表达或抑制活性可以明显延缓肿瘤生
的能量代谢水平无显著影响不同浓度的马尾连碱乙GLSGLS
,长[16-18]有研究发现是靶基因在肿瘤抑
干预后细胞的能量代谢水平与对照组比较差异均无。GLS2p53,
,制中起发挥作用近期的研究发现上皮细胞细胞粘
统计学意义P见表。-
(>)。7。附分子参与肿瘤细胞诱导迁移侵袭其机
表在无谷氨酰***环境下马尾连碱乙对胃癌细胞含量的影响E-cadherin、,
7 ATP制与谷氨酰***代谢相关[19,20]
nx±s
=3,■。
组别细胞细胞本研究发现马尾连碱乙可以显著抑制谷氨酰***酶
SGC-7901(μmol/106)BGC-823(μmol/106)
对照组
±±***培养基的
低剂量组,
±±
中剂量组胃癌细胞后其对肿瘤细胞的调节能力消失其对肿瘤
±±,
高剂量组细胞的抑制作用显著降低同时其对细胞迁移侵袭的
±±,,
讨论能力显著降低
3 。
胃癌是消化系统最常见的恶性肿瘤之一外科手综上所述马尾连碱乙可以抑制谷氨酰***酸的表
。 ,
术目前被认为是唯一的根治性治疗随着手术技术的达影响胃癌细胞谷氨酰***代谢抑制其能量代谢水
。,,
进步和传统放疗化疗及新辅助治疗的实施早期胃癌平从而发挥抑制胃癌细胞增殖活力及减少迁移及侵
、,,
的年生存率可达以上[1]然而早期诊断率低袭的作用但其具体的调控分子机制还有待于进一步
595%。,,
意味着大多数患者在诊断时都有晚期疾病因此错过的研究
,。
了最佳手术窗口因此辅助放化疗分子靶向治疗和参考文献
。、
免疫治疗是晚期胃癌的主要治疗方法
。1 BrayF,FerlayJ,SoerjomataramI,:
癌细胞的新陈代谢与正常细胞有很大的不同糖GLOBOCANestimatesofincidenceandmortalityworldwidefor36
。,2018,68:394-424.
酵解和谷氨酰***分解途径在癌细胞中的能量供应中均王茺茺吴珊唐梦等两种多西他赛联合化疗方案在局部进展期
2 ,,,.
胃癌术后辅助化疗中的疗效评价现代生物医学进展
显著增强当糖酵解增强以满足癌细胞不断增加的能.,2021,21:
。
量需求时谷氨酰***分解增强以提供癌细胞的生物合1696-1701.
,3 AndersonWF,RabkinCS,TurnerN,
成前体[11]
。noncardiagastriccancerincidenceamongUSnon-
本研究发现马尾连碱乙可以显著抑制胃癌细胞的CancerInst,2018,110:608-615.
增殖活力同时降低胃癌细胞的迁移及侵袭能力给予4 SchulzeA,
,,,2012,491:364-373.
马尾连碱乙可以明显降低胃癌细胞合成能力但5 ,2012,26:
ATP,
其不影响细胞乳酸及葡萄糖消耗水平糖酵解是肿瘤877-890.
。6 MullenAR,-definedmetabolicreprogramming
细胞能量代谢的主要来源而谷氨酰***同样参与肿瘤
,,2012,23:552-559.
细胞的的能量代谢谷氨酰***是一种丰富的多功能营7 LouZC,GaoCY,LinFT,
,,1987,53:498-499.
养素参与癌细胞的能量形成氧化还原稳态大分子(下转页)
,、、1938
河北医药年月第卷第期
1938202274413 HebeiMedicalJournal,2022,
白的表达有研究发现能够通过抑制炎
。,2020,130:
症小体以减轻大鼠木瓜蛋白酶诱导的骨关节炎[19]110791-110795.
。10 QiuZ,LuP,WangK,
等[20]研究发现通过调节通路抑制
YaoDEXTLR4neuroinflammationbyalteringmicroglialM1/M2polarizationthrough
炎症小体激活从而减轻脂多糖诱导的急性肾MAPK/,2020,45:345-353.
NLRP3,
损伤本此研究结果表明能够显著抑制11 RenC,XuH,XuG,
。DEXPOCDdexmedetomidineonpostoperativerecoveryinpatientsundergoing
海马体神经元中炎症小体激活这可能与
NLRP3,DEXendovascularinterventionaltherapies:Aprospective,randomized,
,2019,9:e01317-e01322.
POCD、。12 YangW,KongLS,ZhuXX,
综上所述能够保护大鼠学****记忆
,DEXPOCD、postoperativecognitivedysfunctionandinflammationinpatientsafter
能力并抑制炎症小体激活抑制海马神经元凋generalanaesthesia:APRISMA-compliantsystematicreviewandmeta-
,NLRP3
,2019,98:15383-15387.
。DEXPOCDDEX13 KimGE,HanJW,KimTH,
,NLRP3
机制值得进一步研究BiolSciMedSci,2020