胃痞消萎缩性胃炎癌病变改变研究论文

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【摘要】观察健脾化瘀解毒中药胃痞消(由黄芪、太子参、白术、丹参、白花蛇舌草等组成)对脾虚型慢性萎缩性胃炎(CAG)癌前病变大鼠胃黏膜上皮细胞的增殖周期分布及凋亡基因表达的影响。【方法】选用SD大鼠，随机分为6组，即正常对照组，模型组，胃痞消高、中、低剂量组(剂量分别为15、75、375g·kg-1·d-1)，维酶素组(剂量为027g·kg-1·d-1)。除正常对照组外，其他组均采用N甲基N′硝基N亚硝基胍(MNNG)液自由饮用结合饥饱失常加耗气泻下法复制脾虚型CAG胃癌前病变模型,观察胃痞消各剂量组连续治疗4周后对大鼠胃黏膜上皮细胞增殖周期分布、凋亡率、凋亡基因p53、Bcl2和Bax表达的影响。【结果】胃痞消各剂量组可显著增加胃黏膜上皮细胞凋亡率，增加G0/G1期、减少S期细胞分布,促进p53表达,抑制Bcl2表达(均P<001),胃痞消高剂量组可显著促进Bax表达(P<005)。【结论】胃痞消可抑制CAG癌前病变大鼠胃黏膜上皮细胞的增殖,促进细胞凋亡,其机制可能与其能促进p53和Bax表达,抑制Bcl2表达有关。

【关键词】：胃痞消/药理学;癌前状态/中药疗法;胃肿瘤;细胞周期;基因表达调控;疾病模型，动物;大鼠

胃癌同其他肿瘤一样,很少从正常组织发生癌变,单纯的慢性萎缩性胃炎(CAG)与胃癌的发生可能无直接关系,而在CAG基础上发生的肠上皮化生及异型增生,则是胃癌发生的组织学基础[1]。因此CAG胃癌前病变(PLGC)大鼠模型均采用长期CAG法进行复制。本文拟通过观察健脾化瘀解毒中药胃痞消对脾虚型CAG模型大鼠胃黏膜上皮细胞凋亡和增殖周期分布,以及凋亡基因表达的影响,探讨中药逆转CAG并阻断CAG癌变的分子机制,现报道如下。

1材料与方法

11实验动物SPF级SD大鼠77只,体质量60～80g,雌雄各半,由广州中医药大学实验动物中心提供,合格证号：SCXK(粤)20030001;饲养及实验环境：广州中医药大学实验动物中心SPF实验室,实验环境合格证号：0008252。

12药品、试剂及仪器N甲基N′硝基N亚硝基胍(MNNG)由日本东京株氏会社提供,藻红蛋白(phycoerythrin,PE)标记抗大鼠p53单克隆抗体、PE标记大抗鼠Bax单克隆抗体均为美国Dako公司产品,PE标记抗大鼠Bcl2单克隆抗体为美国Zymed公司产品,PE标记的二抗羊抗鼠异硫氰酸荧光素标记IgG抗体(FITCIgG)为美国Sigma公司产品。胃痞消(由黄芪、太子参、白术、丹参、白花蛇舌草等组成)由广州中医药大学第一附属医院药剂科提供并鉴定,维酶素由张家港制药厂生产(批号：国药准字H46020296)。Facstarplus型流式细胞仪为美国BectonDickinson公司产品。

13分组及脾虚型CAG模型复制将大鼠随机分为正常对照组(10只)，模型组(15只)，维酶素组(13只，剂量为027g·kg-1·d-1,1倍成人临床等效剂量[2],下同)，胃痞消高剂量组(13只,剂量为15g·kg-1·d-1,2倍成人临床等效剂量)、中剂量组(13只,剂量为75g·kg-1·d-1,1倍成人临床等效剂量)和低剂量组(13只,剂量为375g·kg-1·d-1,05倍成人临床等效剂量)。除正常对照组予以正常饮食外，其他组均采用MNNG液自由饮用法[3]复制CAG大鼠模型：先用灭菌自来水将MNNG配制成10g/mL浓度的储存液,避光冷藏保存,临用时将其配成150μg/mL的饮用液,装入200mL的饮水瓶中,外贴黑色避光纸,整个配制过程全部避光操作。在此基础上结合经典的饥饱失常加耗气泻下法复制脾虚证[4],连续12周。

14给药方法于实验第8周末,从模型组中随机取2只大鼠,取胃组织,常规苏木素—伊红(HE)染色,光镜下观察到2只大鼠均有胃黏膜萎缩性病变,确认模型复制成功后,所有治疗组于第9周开始灌胃给药,正常对照组和模型组均灌服等容积灭菌自来水,1次/d,连续4周。于第12周末,禁食禁水12h后处死,取外周抗凝血10mL,-80℃保存备用。

15单细胞悬液的制备取新鲜胃黏膜组织约4g,除去表面黏液,用磷酸盐缓冲液(PBS)洗涤3次,尽量洗尽组织中的血液,在平面皿上剪成肉糜状,置300目铜网一边用眼科镊手背侧轻轻摩擦组织于铜网表面,一边将PBS洗搓下的细胞放入试管内,在37℃、体积分数5%CO2、95%相对湿度下孵育4h。在4℃、1500r/min条件下离心7min,弃上清液,重复2次,调整细胞数为1×106/mL,制成单细胞悬液。

16诱导胃癌前病变组织细胞凋亡实验将上述制备的单细胞悬液,用体积分数70%乙醇固定,进行流式细胞仪分析,上机前离心去除固定液,采用溴化乙啶(EthidiumBromide,EB)一步插入法,DNA定量荧光染色,染液含EB10μg/mL、核糖核酸酶(RNA酶)10μg/mL和曲里通X100(TritonX100)10mg/mL,每份样品细胞调至1×106/mL,4℃染色30min后,用流式细胞仪进行检测,观察细胞周期分布。

17p53、Bcl2和Bax表达的检测采用间接荧光流式细胞术检测,取1mL细胞悬液,体积分数75%冷乙醇固定,过夜。PBS清洗2次,加单克隆抗体(McAb)p53(第一抗体)、McAbBcl2或McAbBax1μL,4℃反应45min。PBS清洗2次,加第二抗体羊抗小鼠FITCIgG50μL(1∶200稀释),4℃反应45min,PBS清洗2次。每组样品均设非特异对照,以PBS代替第一抗体,其余步骤同上。用流式细胞仪检测和分析,记录p53、Bcl2、Bax表达阳性细胞的百分率,减去非特异对照值,即为p53、Bcl2、Bax表达水平。

18统计学方法采用SPSS150统计软件进行数据分析。数据均以(±s)表示,组间均值的比较采用单因素方差分析,方差齐时组间均值两两比较采用SNK法,方差不齐时组间均值两两比较采用DunnettT3法，检验水平α=005。

2结果

21各组对脾虚型PLGC大鼠胃黏膜上皮细胞增殖周期分布的影响表1结果显示：与正常对照组比较,模型组胃黏膜上皮细胞凋亡率显著降低(P<001)。与模型组比较,胃痞消各剂量组和维酶素组胃黏膜上皮细胞凋亡率均显著增加(P<001);与维酶素组比较，胃痞消各剂量组胃黏膜上皮细胞凋亡率均显著增加(P<001)。

与正常对照组比较，模型组G0/G1、G2+M期细胞百分率均显著降低(P<001),而S期细胞百分率则显著升高(P<001)。与模型组比较,胃痞消高、中、低剂量组G0/G1期细胞百分率显著增加(P<001),S期细胞百分率显著降低(均P<001),而胃痞消高、低剂量组G2+M期细胞百分率比较差异无显著性意义(P>005),胃痞消中剂量组则显著增加(P<005)。与维酶素组比较,胃痞消各剂量组G0/G1期细胞百分率显著增加(均P<001)，S期细胞百分率显著降低(均P<001),胃痞消高、低剂量组G2+M期细胞百分率显著减少(均P<001),而胃痞消中剂量组则差异无显著性意义(P>005)。表1各组脾虚型PLGC大鼠胃黏膜上皮细胞增殖周期分布及凋亡率比较(±s)

组别Np凋亡/%p增殖周期/%G0/G1期S期G2+M期正常对照组101022±2154572±0954720±1201012±151模型组13461±167①3281±125①6280±110①744±168①胃痞消高剂量组132122±242③④7199±168③④2260±170③④753±176④胃痞消中剂量组132063±250③④5960±132③④3219±210③④932±201②胃痞消低剂量组131684±235③④5410±109③④4175±160③④622±184④维酶素组131062±181③3750±114③5497±190③1064±166③①P<001，与正常对照组比较;②P<005,③P<001，与模型组比较;④P<001,与维酶素组比较

22各组对脾虚型PLGC大鼠胃黏膜上皮细胞p53、Bcl2、Bax表达的影响表2结果显示：与正常对照组比较,模型组p53和Bax表达显著减少(均P<001),而Bcl2表达显著增加(P<001)。与模型组比较,胃痞消高、中、低剂量组和维酶素组p53表达显著增加(均P<001),而Bcl2表达显著减少(均P<001),胃痞消高剂量组Bax表达显著增加(P<005),而胃痞消中、低剂量组Bax表达差异无显著性意义(均P>005)。表2各组脾虚型PLGC大鼠胃黏膜上皮细胞p53、Bcl2、Bax表达比较(±s)

组别Np53Bcl2Bax正常对照组104752±5361144±3024232±1122模型组131236±439①2652±492①2855±961①胃痞消高剂量组133375±819③⑤1426±335③⑤4146±1220②④胃痞消中剂量组132794±627③④1688±345③④3663±1144胃痞消低剂量组132361±842③1959±328③3381±664维酶素组132082±768③2115±343③3127±548①P<001,与正常对照组比较;②P<005，③P<001,与模型组比较;④P<005,⑤P<001，与维酶素组比较。

3讨论

肿瘤是一类细胞周期性疾病,是增殖与凋亡失平衡的过程[5],表现为细胞的过度增生和死亡/凋亡减少。细胞可分为静止期(G0)和增殖期,增殖周期由G1期、S期、G2期及M期和G0/G1、G1/S、G2/M3个调控点组成,化学物质可通过影响增殖周期内物质代谢,在调控点作用下,阻滞于G1、S或M期。MNNG作为较强的化学致癌剂,可导致细胞DNA甲基化性损伤[6],常用于诱发实验性PLGC。本研究结果表明,模型组胃黏膜上皮细胞凋亡以及G0/G1期、G2+M期细胞百分率显著减少,而S期细胞百分率显著增加,与胃癌前病变存在细胞凋亡和增殖的调节紊乱结果相符[7],提示PLGC大鼠模型复制成功,胃黏膜上皮细胞存在细胞增殖阻滞(阻滞于S期),大鼠胃黏膜从正常胃黏膜细胞浅表性胃炎萎缩性胃炎肠上皮化生异型性增生,其凋亡率逐渐升高[8]。本实验结果表明,PLGC大鼠胃黏膜上皮细胞凋亡率显著减少,提示可能存在异型增生。胃痞消各剂量组可显著增加PLGC大鼠G0/G1期胃黏膜上皮细胞百分率,减少S期细胞百分率,表明胃痞消有细胞增殖抑制作用,可阻滞于G0/G1期,减少S、M期细胞百分率。

细胞的凋亡是由凋亡基因进行调控的。p53基因是一种抗癌基因,参与基因稳定,p53功能缺失或者发生突变将导致肿瘤的恶性增生[9]。p53基因表达产物p53蛋白也能活化p21wafl基因表达,从而抑制细胞周期蛋白激酶复合物如cyclinD/cdk4的活性,抑制损伤细胞由G1进入S期,活化的p53蛋白水平增加可降低细胞发生凋亡反应的阈值,促进不能修复受损细胞的凋亡[10]。促凋亡基因Bax可以与Bcl2形成异二聚体,决定细胞凋亡的敏感性[11]。Bcl2可直接调节线粒体膜上通透性转换孔的通透性,阻止细胞色素C释放入胞质而抑制细胞凋亡,而Bax可直接结合到线粒体膜上,增加线粒体膜上通透性转换孔膜的通透性,引起细胞色素C释放入胞浆,激活Caspases家族,最终引起凋亡[12]。由本实验结果可知,PLGC大鼠胃黏膜上皮细胞p53和Bax表达减少、Bcl2表达增加,提示PLGC大鼠胃黏膜上皮细胞存在增殖与凋亡异常,与增殖周期细胞百分率结果一致。胃痞消各剂量组可通过促进p53和Bax表达,同时抑制Bcl2表达,阻止PLGC胃黏膜上皮细胞从G0/G1期进入S期,并通过诱导凋亡,抑制胃癌前病变不典型增生基础上的癌性恶变。

综上所述,健脾化瘀解毒中药胃痞消可抑制PLGC胃黏膜上皮细胞的不典型增生和促进细胞凋亡,其机制可能与其能促进p53和Bax表达、抑制Bcl2表达有关。

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