研究快报 Open Access
Copyright ©The Author(s) 2003. Published by Baishideng Publishing Group Inc. All rights reserved.
世界华人消化杂志. 2003-10-15; 11(10): 1646-1649
在线出版日期: 2003-10-15. doi: 10.11569/wcjd.v11.i10.1646
Genistein 和PD98059对aFGF 及bFGF 诱导的CCL229细胞增生的抑制作用
尚海, 张颐, 单吉贤
尚海, 辽宁省肿瘤医院肝胆胰外科 辽宁省沈阳市 110042
张颐, 中国医科大学附属第一医院妇科 辽宁省沈阳市 110001
单吉贤, 中国医科大学附属第一医院肿瘤外科 辽宁省沈阳市 110001
通讯作者: 尚海, 110042, 辽宁省沈阳市大东区小河沿路44号, 辽宁省肿瘤医院. syzi@163.com
电话: 024-22711682
收稿日期: 2003-01-18
修回日期: 2003-01-30
接受日期: 2003-03-25
在线出版日期: 2003-10-15

目的

探讨酪氨酸蛋白激酶(TPK)抑制剂Genistein和细胞外信号调节激酶(ERK)激酶MEK抑制剂PD98059对酸性及碱性成纤维细胞生长因子(aFGF, bFGF)诱导的人大肠癌细胞株CCL229细胞增生的抑制作用.

方法

以不同浓度的aFGF或 bFGF刺激CCL229细胞, 再对由aFGF或 bFGF引起增生的细胞施加不同浓度的Genistein 或PD98059, 通过MTT比色法, 观察Genistein 及PD98059对细胞增生的抑制作用.

结果

aFGF和bFGF均可使该细胞株增生比明显增加, 而Genistein 和PD98059均可使该细胞株增生比明显下降, 其程度均随浓度增高而增强, 且Genistein的抑制作用强于PD98059.

结论

该细胞株中aFGF及bFGF受体有TPK活性, Genistein对aFGF及bFGF引起的细胞增生具有抑制作用, 且aFGF及bFGF可能通过激活TPK受体从而激活Ras-Raf-ERK信号传导途径来调控CCL229 细胞增生, PD98059可有效阻滞此传导途径.

关键词: N/A

引文著录: 尚海, 张颐, 单吉贤. Genistein 和PD98059对aFGF 及bFGF 诱导的CCL229细胞增生的抑制作用. 世界华人消化杂志 2003; 11(10): 1646-1649
N/A
N/A
Corresponding author: N/A
Received: January 18, 2003
Revised: January 30, 2003
Accepted: March 25, 2003
Published online: October 15, 2003

N/A

Key Words: N/A


0 引言

酪氨酸蛋白激酶(tyrosine protein kinase, TPK)是一种催化蛋白质分子中酪氨酸残基磷酸化的蛋白激酶. 当生长因子与其受体结合后即可诱导受体TPK活性的激活, 从而使底物蛋白磷酸化, 调节细胞的分裂、增生[1], Ras-Raf-ERK为其下游信号传导途径之一. 本文应用TPK的特异性抑制剂Genistein及ERK激酶MEK抑制剂PD98059, 观察以上2种抑制剂对aFGF或 bFGF诱导的细胞增生的抑制作用, 进一步认识肿瘤细胞内的信号传导机制, 并为通过阻断信号传导途径而抑制肿瘤细胞增生提供依据.

1 材料和方法
1.1 材料

人大肠癌细胞系CCL229, 由中国医科大学细胞生物教研室提供. aFGF, bFGF购自北京邦定科技有限公司; Genistein、DMEM培养基、四甲基偶氮唑蓝(MTT)购自Sigma公司; PD98059购自Promega公司; 二甲基亚砜(DMSO)为市售分析纯试剂. 酶联免疫检测仪为奥地利TACAN公司产品.

1.2 方法

1.2.1 细胞培养CCL229细胞在含100 mL/L小牛血清, 100 U/mL青霉素, 100 μg/mL链霉素的DMEM培养基中贴壁生长, 于37 °C, 50 mL/L CO2培养箱中传代培养.

1.2.2 实验分组 消化处于指数增生期的细胞, 以5×103个细胞/孔接种于96孔板, 在37 °C, 50 mL/L CO2及饱和湿度的条件下恒温密闭培养. 随机分组为: (1)空白对照组; (2)aFGF组, 观察aFGF对细胞的作用; (3)bFGF组, 观察bFGF对细胞的作用; (4)gen组, 观察genistein对细胞的作用; (5)PD组, 观察PD98059对细胞的作用; (6) aFGF+gen组, 观察aFGF和Genistein同时施加对细胞的作用; (7) bFGF+gen组, 观察bFGF和Genistein同时施加对细胞的作用; (8) aFGF +PD组, 观察aFGF和PD98059同时施加对细胞的作用; (9) bFGF+PD组, 观察bFGF和PD98059同时施加对细胞的作用.

1.2.3 施加因素 当细胞达到亚融合状态时, 吸出旧培养液, 每孔加入200 μL无血清培养液, 12 h后吸出旧培养液. 按分组要求加入肝素8 μL (2 μg/ μL), 不同量的aFGF, bFGF, Genistein, PD98059及培养液, 使各孔终体积均为200 μL. aFGF+ gen组, 细胞与Genistein温育30 min后加入aFGF; bFGF+ gen组, 细胞与Genistein温育30 min后加入bFGF; aFGF+PD组, 细胞与PD98059温育1 h加入aFGF; bFGF +PD组, 细胞与PD98059温育1 h加入bFGF. 各组具体剂量见表1

表1 各组施加因素剂量.
分组aFGF(mg/mL)bFGF(ng/mL)gen(mg/mL)PD(mmol/L)
对照组0000000000000000
aFGF组0.150.30.61.2000000000000
bFGF组000025507510000000000
gen组0000000061224480000
PD组00000000000050100150200
aFGF+ gen组0.60.60.60.6000061224480000
bFGF+gen组00005050505061224480000
aFGF +PD组0.60.60.60.60000000050100150200
bFGF +PD组000050505050000050100150200

1.2.4 MTT比色 将96孔板放回孵箱, 2 d后倾出培养液, 每孔加MTT溶液(5 mg/mL) 20 μL. 继续孵育4 h, 每孔加入150 μL DMSO, 振荡10 min, 用酶联免疫检测仪读取每孔A值(测量波长620 nm, 参考波长490 nm). 绘制细胞生长曲线, 根据公式B/A ×100%计算细胞的增生、抑制率(A, B分别为对照组和实验组的光密度值). 实验重复3次, 每浓度均设3孔.

统计学处理 采用SPSS软件进行数据统计处理, P<0.05有统计学意义.

2 结果
2.1 aFGF和bFGF对CCL229细胞增生程度的影响

随aFGF及bFGF浓度升高, aFGF组及bFGF组增生比明显增加, 二者相比, bFGF组增生程度更明显(表2).

表2 aFGF和bFGF对CCL229细胞增生的影响.
aFGF浓度(μg/mL)bFGF浓度(ng/mL)细胞A值增生比(%)
000.802±0.004100
0.1500.855±0.017107
0.301.017±0.031a127
0.601.093±0.009a136
1.201.211±0.025a151
0251.055±0.032a132
0501.318±0.041a164
0751.412±0.027a176
01001.486±0.021a185
2.2 genistein对CCL229细胞增生的抑制作用

随genistein浓度增加, gen组、aFGF+gen组及bFGF+gen组细胞增生比下降程度明显增加; genistein对bFGF引起的细胞增生抑制作用最强(P<0.05), 对aFGF引起的细胞增生抑制作用也强于gen组(表3).

表3 genistein对aFGF或bFGF诱导的CCL229细胞增生的影响.
genistein浓度(mg/mL)gen组aFGF+gen组bFGF+gen组
A增生比(%)A增生比(%)A增生比(%)
00.802±0.0041001.093±0.0091001.318±0.041100
60.747±0.014a930.907±0.008a830.910±0.022a69
120.690±0.009a860.872±0.036a800.723±0.019a55
240.385±0.027a480.487±0.015a450.578±0.008a44
480.164±0.033a200.213±0.040a190.189±0.029a14
2.3 PD98059对CCL229细胞增生的抑制作用

加入PD98059后, PD组、aFGF+PD组及bFGF+PD组细胞增生比明显下降, 其下降程度随PD98089浓度增加而增加.三组比较, PD98089对bFGF诱导的细胞增生抑制作用最强(P<0.05), 其次为aFGF+PD组.

2.4 genistein和PD98059对CCL229细胞抑制作用的比较

genistein对CCL229细胞的抑制作用及对aFGF或bFGF诱导的CCL229细胞增生的抑制作用均强于PD98059 (P<0.05, 表3、表4).

表4 PD98059对aFGF或bFGF诱导的CCL229细胞增生的影响.
PD98059浓度(mmol/L)PD组
aFGF+PD组
bFGF+PD组
A增生比 (%)A增生比 (%)A增生比 (%)
00.802±0.0041001.093±0.0091001.318±0.041100
500.770±0.048961.021±0.012a931.186±0.022a90
1000.722±0.040a900.907±0.025a831.068±0.036a81
1500.674±0.017a840.853±0.019a780.949±0.027a72
2000.569±0.006a710.678±0.008a620.778±0.011a59
3 讨论

肿瘤细胞的侵袭、转移是一个多步骤、多因素的过程, 随着对细胞内信号传导途径研究的深入, 发现癌变与异常的细胞间信息传递密切相关[2-4]. 酪氨酸蛋白激酶信号系统是一条重要的信号传导途径. 许多生长因子受体具有TPK活性, 该蛋白激酶能以受体本身为底物, 发生自身磷酸化, 进而引起多种蛋白质的磷酸化, 与细胞增生密切相关[5-9]. 而Ras-Raf-ERK为其下游信号传导途径之一[10-12], 二者相辅相成, 相互作用, 共同完成细胞内信号传导过程.

本实验观察到aFGF和bFGF均可促进大肠癌细胞株CCL229的增生, 且随浓度升高, 作用加强. 加入TPK抑制剂genistein或ERK激酶MEK抑制剂PD98059后, 细胞增生明显受抑制, 随浓度升高, 抑制增强, 且genistein的抑制作用强于PD98059, 说明CCL229细胞的增生主要由TPK活化介导, Ras-Raf-ERK为其下游信号传导途径. 并且, aFGF+gen组及bFGF+gen组对细胞的抑制程度明显大于gen组, aFGF+PD组及bFGF+ PD组对细胞的抑制程度也明显大于PD组, 说明genistein及PD98059对aFGF和bFGF诱导的细胞增生具有更强的抑制作用.

研究已证实大肠癌中存在FGF及其受体的过度表达[13-18]. 本实验将为以阻断信号传导途径为靶点治疗大肠癌提供实验依据.

1.  孙 黎光, 马 际, 侯 伟健, 邢 伟. Genistein 对aFGF诱导的AGZY-83A细胞增生的抑制作用. 中国医科大学学报. 2000;29:11-14.  [PubMed]  [DOI]
2.  颜 春洪, 韩 锐. Genistein抑制HT1080人纤维肉瘤细胞的体外侵袭作用. 中华肿瘤杂志. 1999;21:171-174.  [PubMed]  [DOI]
3.  Kue PF, Taub JS, Harrington LB, Polakiewicz RD, Ullrich A, Daaka Y. Lysophosphatidic acid-regulated mitogenic ERK signaling in androgen-insensitive prostate cancer PC-3 cells. Int J Cancer. 2002;102:572-579.  [PubMed]  [DOI]
4.  Carnesecchi S, Bradaia A, Fischer B, Coelho D, Scholler-Guinard M, Gosse F, Raul F. Perturbation by geraniol of cell membrane permeability and signal transduction pathways in human colon cancer cells. J Pharmacol Exp Ther. 2002;303:711-715.  [PubMed]  [DOI]
5.  孙 黎光, 邢 伟, 刘 素媛. aFGF对人脐静脉内皮细胞TPK, PKC活性及 Ca2+浓度的影响. 中国生物化学与分子生物学报. 2000;16:267-270.  [PubMed]  [DOI]
6.  Shin EY, Ma EK, Kim CK, Kwak SJ, Kim EG. Src/ERK but not phospholipase D is involved in keratinocyte growth factor-stimulated secretion of matrix metalloprotease-9 and urokinase-type plasminogen activator in SNU-16 human stomach cancer cell. J Cancer Res Clin Oncol. 2002;128:596-602.  [PubMed]  [DOI]
7.  Rao CV, Simi B, Hirose Y, Upadhyaya P, El-Bayoumy K, Reddy BS. Mechanisms in the chemoprevention of colon cancer: modulation of protein kinase C, tyrosine protein kinase and diacylglycerol kinase activities by 1, 4-phenylenebis-(methylene)selenocyanate and impact of low-fat diet. Int J Oncol. 2000;16:519-527.  [PubMed]  [DOI]
8.  Portela P, Howell S, Moreno S, Rossi S. In vivo and in vitro phosphorylation of two isoforms of yeast pyruvate kinase by protein kinase A. J Biol Chem. 2002;277:30477-30487.  [PubMed]  [DOI]
9.  Almeida RA, Calvinho LF, Oliver SP. Influence of protein kinase inhibitors on Streptococcus uberis internalization into bovine mammary epithelial cells. Microb Pathog. 2000;28:9-16.  [PubMed]  [DOI]
10.  Woessmann W, Chen X, Borkhardt A. Ras-mediated activation of ERK by cisplatin induces cell death independently of p53 in osteosarcoma and neuroblastoma cell lines. Cancer Chemother Pharmacol. 2002;50:397-404.  [PubMed]  [DOI]
11.  Johnson GL, Lapadat R. Mitogen-activated protein kinase pathways mediated by ERK, JNK, and p38 protein kinases. Science. 2002;298:1911-1912.  [PubMed]  [DOI]
12.  Swiatkowski S, Seifert HH, Steinhoff C, Prior A, Thievessen I, Schliess F, Schulz WA. Activities of MAP-kinase pathways in normal uroepithelial cells and urothelial carcinoma cell lines. Exp Cell Res. 2003;282:48-57.  [PubMed]  [DOI]
13.  Grotowski M, Piechota W. Receptors of selected cytokines and angiokine bFGF in patients with colorectal cancer (a preliminary study). Pol Merkuriusz Lek. 2001;11:398-401.  [PubMed]  [DOI]
14.  Tabara H, Kohno H, Dhar DK, Kotoh T, Yoshimura H, Masunaga R, Tachibana M, Kubota H, Nagasue N. Concurrent expression of angiogenic growth factors and neovascularization during tumourigenesis in colorectal carcinoma patients. Acta Oncol. 2001;40:622-628.  [PubMed]  [DOI]
15.  Iwasaki K, Yamamoto M, Minami S, Komuta K, Yamaguchi J, Furui J, Kanematsu T. Human colon cancer produces a factor which induces the proliferation of venous endothelial cells. Oncol Rep. 2001;8:1057-1061.  [PubMed]  [DOI]
16.  Jayson GC, Vives C, Paraskeva C, Schofield K, Coutts J, Fleetwood A, Gallagher JT. Coordinated modulation of the fibroblast growth factor dual receptor mechanism during transformation from human colon adenoma to carcinoma. Int J Cancer. 1999;82:298-304.  [PubMed]  [DOI]
17.  Junquera F, Saperas E, de Torres I, Vidal MT, Malagelada JR. Increased expression of angiogenic factors in human colonic angiodysplasia. Am J Gastroenterol. 1999;94:1070-1076.  [PubMed]  [DOI]
18.  Arai N, Mitomi H, Uesugi H, Aihara S, Ohtani Y, Okayasu I. An aggressive desmoid tumor in a patient with familial adenomatous polyposis: immunohistochemical findings. Am J Gastroenterol. 1999;94:530-532.  [PubMed]  [DOI]