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011年12月1日第36卷第12期MedJChinPLA,Vol.36,No.12,December1,2011解放军医学杂志2 /姜黄素对人结肠癌耐药细胞HCT8VCR蛋白质双向电泳图谱的影响-
李雷,傅仲学,覃勇,卢伟东,王学虎,陈旺盛
[/摘要]姜黄素处理组CT8VCR蛋白质表达谱的影响。方法 实验分两组, 目的 探讨姜黄素处理对人结肠癌耐药细胞H-//,用2对照组加入相应体积的生理盐水。应用固相pH梯度双向凝胶电5molL的姜黄素作用于人结肠癌耐药细胞HCT8VCR24h- μ/泳技术分离姜黄素处理组与对照组人结肠癌耐药细胞H凝胶银染显色,采集凝胶图像,用PCT8VCR的总蛋白,DQuest8.0软件分- /析并比较两者之间差异表达的蛋白质。结果 获得了背景清晰、分辨率高、重复性好的H姜黄素处理CT8VCR细胞系2E图谱,--D,组和对照组图像的平均蛋白质点数分别为1两者的差异点共3姜黄素处理组有8个蛋白点表达上调,030±69和1070±963个,18个/表达下调,2个在姜黄素处理组特异表达,5个在对照组特异表达。结论 建立了经或不经姜黄素处理的人结肠癌耐药细胞HCT8-识别了3对这些差异蛋白点的进一步分析有助于研究姜黄素逆转结肠癌多药VCR的双向凝胶电泳图谱,3个差异表达的蛋白质点,耐药的分子机制。
关键词]电泳,凝胶,双向;多药耐药相关蛋白质类;姜黄素;结肠肿瘤 [ 蛋白质组学;
()中图分类号]文献标志码]文章编号]735.3505777402201112128605 [ R [ A [ ---
/Effectsofcurcuminon2electrohoresisrofilesofroteinsindruresistantHCT8VCRcellsofhumancolon -D - - pppgcarcinoma
*
,,,,W,LILeiFUZhonxueQIN YonLU WeidonANGXuehuCHEN Wanshen.ThirdDeartment gggggp----
,,,GeneralSurerFirstAffiliatedHositalofChoninMedicalUniversitChonin400016Chinaof gypgqgygqg
,:orresondinauthorEailfzx990521sina.com*C-m@pg
[]/resentroteinrofilesAbstractbectivehestudinvestiatesthedifferenceintheexressionofdruresistantHCT8VCR O T -pppygpgj -/cellsofhumancoloncarcinomaswithandwithoutcurcumintreatment.MethodshedruresistantHCT8VCRcellsofhumancolon T - g-/,wereculturedwithcurcuminatadosaeof25μmolLfor24handthoseinthecontrolrouweretreatedwithhsioloicalcarcinomas ggppyg
,)saline.Thenthetotalroteinsofbothrouswereextracted.SolidhaseHradientbased2elelectrohoresis(2Ewasusedto - -D -D pgpppggp--/,roteinsearatethetotalinthedruresistantHCT8VCRcellsofhumancoloncarcinomaswithandwithoutcurcumintreatmentand - ppg-
,elsroduceelroteinsthewerestainedwithsilver.A GS800scannerwasusedtotheimaesandthedifferentiallexressedwere - gpgpgyp /andanalzedusinthePDQuest8.0softwareResultshe2E HCT8VCRcellwereacuiredwithclearidentifiedroram.atterns T -D- ygqpgp ,,,backroundhihresolutionandbetterreroduction.Furthermoretheaveraeroteinsotsoftheimaeswithandwithoutcurcumin ggpgppg,,treatmentwere1030±69and1070±96resectivel.Inthecurcumintreatedrou33proteinsotswerefoundtobedifferentiall pygppy-,,,8wereureulatedand18weredownreulated.Moreoveronltworoteinsotswereexressedinthecurcumintreatedexressed pggypppp -
/,/rou.rofilesHCT8VCRcellswhereasfivewerefoundinthecontrolConclusionshe2EofhumancoloncarcinomaHCT8VCR- T -D -gpp,cellswithandwithoutcurcumintreatmentwererimarilestablishedand33differentiallexressedroteinsotsweredistinuished. pyypppg Furtherstudiesonthesedifferentiallexressedroteinsotsmabeusefulinunderstandinthemechanismofcurcumininreversin ypppygg multidruresistantcoloncarcinomacells. g-
];,,;;;Kewordselectrohoresistwodimensionalmultidruresistanceassociatedcurcumincolonicneolasmsroteomicselroteins [ p pgpgpy --
)是从中药姜黄根茎中提取的一curcumin 姜黄素(种酚类色素,已被广泛用于食品色素和香料,具有抗抗氧化、抗衰老、消除自由基及抑制肿瘤生长等作炎、
]]145-
。研究发现,,用[姜黄素可以诱导结肠癌细胞凋亡[]67-
,抑制结肠癌的侵袭和转移[笔者前期的研究也发现
]89-
。本研究采用双向凝胶电泳技术对经的多药耐药[
/或不经姜黄素处理的结肠癌耐药细胞HCT8VCR蛋-白质进行分离,建立分辨率较高、重复性较好的双向电泳图谱,并采用计算机软件进行初步分析,找出耐药相关的差异蛋白,为确定姜黄素逆转人结肠癌多药耐药的相关蛋白奠定了基础。1 材料与方法
1.1 实验材料及仪器 人结肠癌耐长春新碱细胞系
/HCT8VCR购自上海润成生物科技有限公司。RP--长春新MI1640培养基及胎牛血清为Gibico公司产品;碱(为深圳万乐药业有限公司产品;姜黄素为VCR),非线性,Sima公司产品;IPG干胶条(H3~10 gp
、姜黄素可通过下调MDR1Purvivin蛋白表达,-gp和s
诱导肿瘤细胞凋亡等多种途径在体内和体外逆转肿瘤
[)基金项目]200912 重庆市卫生局中医药重点项目(--
[作者简介]医学硕士。主要从事胃肠肿瘤方面的研究。E 李雷,-:maillileihao163.com@-
[作者单位]李00016 重庆 重庆医科大学附属第一医院外三科( 4雷、傅仲学、覃勇、卢伟东、王学虎、陈旺盛)[:通讯作者]Eailfzx990521sina.com 傅仲学,-m@
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、,)、(两性电解质(17cm)BioLteH31033 ~-[-胆酰胺yp-
)、尿素、十二烷基硫酸丙基)CHAPS-二乙胺]-丙磺酸(
)、钠(四甲基乙二胺(SDSTEMED)均为美国Bioad-R、公司产品;碘乙酰胺、二硫苏糖醇(三羟甲基氨DTT)
、基甲烷(丙烯酰胺、甲叉双丙烯酰胺、Tris)Bradford蛋白定量检测试剂盒、DNA酶、RNA酶、PMSF均为上海生工生物工程公司产品;其他试剂均为国产分析纯。
ProteanIEFCell型等电聚焦仪、ProteanIIXICell 型垂直电泳槽、GS800扫描仪、ChimiDoxRS凝胶成--X像仪、PDQuest8.0图像分析软件均为Bioad公司产 -R
酶标仪为品,Milliillore公司产品,p-Q超纯水仪为M
Thermo公司产品,2K15型低温高速离心机为Simag公司产品。
1.2 方法
/1.2.1CT8VCR细胞生长于含 细胞培养及处理 H-
于310%胎牛血清的RPMI1640培养液中,7℃、5% 饱和湿度条件下用0培CO.25%胰酶消化传代培养,2、
/养液中加入2实验前1周000nmlVCR以维持耐药, g/撤药培养。取对数生长期结肠癌耐药细胞HCT8-每瓶细胞7VCR10瓶,0%融合。随机选取5瓶细胞加
/于3饱入终浓度为25molL的姜黄素,7℃、5%CO2、μ(;和湿度条件下作用2姜黄素处理组)其余5瓶加入4h。倒置显微镜下观对照组)相应体积的生理盐水处理(
察细胞的形态。
1.2.2 细胞收集和总蛋白质制备 分别取处于对数生长期的两种细胞,经4用细℃预冷的PBS洗涤3次,,胞刮匙刮下细胞后,于4收集℃下800×g离心5min/吸尽残留液体。加入1到1.5ml的EmmolLp管中,,)和1/苯甲基磺酰(henlmethlsufoslPMSFmmolLpyyy漩涡振荡,液氮反复冻融3~4次,加入2EDTA,0//,mlDNaseI和5mlRNaseA,4℃下作用30min ggμμ按细胞裂解液体积比∶1∶10加入细胞裂解液,4℃下作
,用3期间每隔10min0min振荡1次。于4℃下12000
/,收集上清,rmin离心30minBradford法测定提取液中
]10
,的蛋白质浓度[样品分装,保存于-80℃冰箱备用。
/IPG胶条分别放入5ml平衡液Ⅰ(6molL尿素、2%
、/、HSDS0.375molLTris-HCl8.820%甘油、2% p/、和5ml平衡液Ⅱ(6molL尿素、2%SDS0.375DTT)/、molHLTris-HCl8.820%甘油、2.5%IAA)中各平 p
。将平衡好的胶条转移至1衡15min0%聚丙烯酰胺凝胶上端,用0待凝固后将胶板.5%低熔点琼脂糖封顶,
,以每一胶条1转移入电泳槽中,0mA恒流电泳30min待溴酚蓝前沿移入SDS胶时,25mA恒流电泳直至溴酚蓝前沿抵达距胶底边缘约0.5cm时停止电泳。1.2.4DSPAGE 硝酸银染色 先用去离子水漂洗S-
;胶5在4min0.0%甲醇和10.0%冰醋酸混合液中固定
1h或过夜;30.0%甲醇、3.14‰硫代硫酸钠、6.8%无水;;去离子水洗3次,每次5乙酸钠敏化30minmin2.50‰
;;硝酸银染色2去离子水洗2次,每次10minmin2.5%
碳酸钠、立即加入0.04‰甲醛显影至蛋白质点清晰;;;去离子水洗3次,每次514.6‰EDTA终止10minmin最后用10.0%甘油保存备用。1.2.5ioad公 图像扫描和分析 染色后的凝胶用B-R司的GS800扫描仪进行扫描后获得蛋白质点图谱,应-用P图像分析过程包DQuest8.0软件进行图像分析,
匹配、背景消减、量化和I括蛋白点的检测、D校正等,对数据进行分析,最后生成报告。分别对姜黄素处理
组和对照组的2然后对2E图谱进行重复性检测,-D-DE图谱的蛋白点进行差异分析。数据统计分析采用SPSS10.0软件和Excel软件进行。 2 结 果
/2.1CT8VCR形态的变化 对 人结肠癌细胞株H-照组培养2细胞已达9数量明显增加,4h后,0%融合,细胞呈梭形或椭圆形,大小不一,边界清楚,少见漂浮/死亡的细胞。姜黄素处理组HCT8VCR细胞培养-
数量无明显增加,但细胞变圆、变24h后约有70%融合,)。小且见少量漂浮死亡的细胞(图1
/2.2CT8VCR双向电泳图谱 人结肠癌耐药细胞H-的重复性 通过上述方法得到了分辨率较高、重复性/较好的人结肠癌耐药细胞HCT8VCR总蛋白双向电-泳图谱。在相同的实验条件和参数设置条件下分别对
两组样品进行3次双向电泳,发现3次重复的蛋白斑点分布模式非常相似,蛋白质点主要分布在pI为3.5~、。经G相对分子质量为285~100kS800图像采集和-
对PDQuest8.0软件对所得的双向电泳图谱进行分析, /照组和姜黄素处理组人结肠癌耐药细胞HCT8VCR3-块凝胶的平均蛋白质点数分别为1070±96和1030±。选取其中一张点最多并且条纹最少的胶作为参考69
胶,其他图谱与其进行匹配分析,软件分析平均匹配达到85.6%,2E图谱匹配率检测的蛋白斑点分布图见-D,蛋白点主要集中在两倍上调和两倍下调之间,图2表
1.2.3H梯度双向凝胶电泳 固相p
电泳 从-81.2.3.1IEF)0℃冰箱中取 等电聚焦(//2007molL尿素、2molLThio g总蛋白质与水化液(-μ
、、/、痕urea4%CHAPS65mmolLDTT、0.2%BioLte y-,沿聚焦盘槽的边缘至左而右量溴酚蓝)混合至380lμ
)的线性加入样品,揭去IPG干胶条(17cm,3~10H p保护膜,胶面向下放入槽中,覆盖2~3ml矿物油。水
化和等电聚焦在ProteanIEFcell上于17℃下自动进 ,,,行,程序设置为:被动水化15h100V4h250V2h500V,,最后稳定在2h1000V3h5h线性升压至10000V, 10000V,60000Vh下进行等电聚焦。 将1.2.3.2DSPAGE凝胶电泳 等电聚焦结束后, S-
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011年12月1日第36卷第12期MedJChinPLA,Vol.36,No.12,December1,2011解放军医学杂志2 /)图1倒置显微镜×CT8VCR细胞形态学变化(200 两组H-
对照组细胞呈圆形或椭圆形,细胞数量增多;姜黄素处理组细胞变圆、变小且见少量漂浮死亡的细胞A.B.
/()rouFi.1orholoicalchanesofHCT8VCRcellsincurcumintreatedandcontrolIM ×200
M - gppggg-
有2个蛋白点在姜黄素处理组中特异表达,外,5个蛋这些特异表达的差异蛋白白点在对照组中特异表达,
,点的放大图谱及其中1个蛋白点的3D模式图见图4。特异表达的蛋白质的等电点和分子量见表13 讨 论
结肠癌是我国常见的恶性肿瘤之一,其发病率和目前多采用以手术为主结合病死率呈逐年上升趋势,
放疗、化疗等手段的综合治疗。化疗在肿瘤的治疗中有着非常重要的作用,但肿瘤细胞的多药耐药是导致化疗失败的主要因素。多药耐药性(multidruresisig -
图2 蛋白质斑点分布的重复性检测
Fi.2eetitivetestinforscatterdistributionofroteindots R pgpg
,MtanceDR)是指肿瘤细胞对一种抗肿瘤药物产生耐
药性的同时,对其他许多结构、功能相关的抗肿瘤药物亦产生交叉耐药现象,从而使抗肿瘤药物的疗效大大
]11
。结肠癌多药耐药形成的机制非常复杂。目前降低[
明蛋白点具有较好的重复性。
2.3 双向电泳图谱蛋白点的差异分析 人结肠癌耐
/。对电泳图谱药细胞HCT8VCR蛋白质图谱见图3-进行分析,识别了33个差异表达的蛋白质点。与对照组相比,姜黄素处理组有8个蛋白点表达上调(相差两,。另倍以上)相差两倍以上)18个蛋白点表达下调(
研究发现多药耐药的产生主要与以下几个方面有关:)对化疗药物的外排以及PLRPP①肺耐药相关蛋白(-g
)和多药耐药相关蛋白(引起的耐药;MRP②谷胱甘肽-、蛋白激酶C(系统活性增高,S转移酶(GST)PKC)
)活性下降;③b、DNA拓扑异构酶(DNA TOPOcl2
Ⅱ-
/图3银染)CT8VCR蛋白质双向电泳图谱( 人结肠癌细胞H-
、对照组;姜黄素处理组;标数字的点为差异点,A.B.118为在对照组中表达上调的蛋白点,192531为在姜黄素处理组中表~~、达上调的蛋白点,2630为在对照组特异表达的蛋白点,3233为在姜黄素处理组特异表达的蛋白点~
/)Fi.3he2EGEoftotalroteinsofHCT8VCRcells(silverstainnin T -D - pgg
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图4 特异表达蛋白质点的放大图谱
、、、、、、对照组;姜黄素处理组;图中数字为特A、BCD、IJK.E、FG、H、M、N、O.LP为33号点的3D模式图;异表达的蛋白质点编号
Fi.4heroteinsotssecificallexressedintheenlaredreions T pppypggg
表1 图3中特异表达的蛋白质的等电点和分子量
Tab.1IsoelectricointsandmolecularmassofthesecialsotsshowninFi.3 pppg
编号26 27 28 29 30 32 33
ASot p8109 2502 3008 1001 4801 9214 8012
3)相对分子质量(×10
等电点8.675.616.235.386.369.138.64
2EGel-D
对照组表达表达表达表达表达不表达不表达
姜黄素处理组
不表达不表达不表达不表达不表达表达表达
26.35 65.41 13.85 24.89 101.89 28.48 9.76
/ASot.HCT8VCR细胞2E图谱蛋白点的ID编号 注: --Dp
、突变型pas53等凋亡相关基因高表达以及凋亡基因F导致肿瘤耐药的bax表达降低也是抑制肿瘤细胞凋亡、]1214-
。通过药物逆转肿瘤多药耐药是提高化重要因素[
疗效果的重要手段,但目前许多逆转剂如维拉帕米、环孢素A等因具有明显的毒副作用,在临床上的应用受到限制。因此,寻找高效低毒的耐药逆转剂成为近年
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011年12月1日第36卷第12期MedJChinPLA,Vol.36,No.12,December1,2011解放军医学杂志2 来研究的热点。姜黄素由于自身不良反应少、作用靶可调节和提高机体免疫功能且长期应用无明显点多、
毒副作用而日益引起人们的重视。近年来研究发现姜
]15
。笔者前期研究发现黄素能逆转肿瘤的多药耐药[
【参考文献】
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(;)收稿日期:修回日期:2011080520111017----
/可增强人结肠癌耐药细25molL姜黄素作用24h后,μ
/抑制多药耐药基因胞HCT8VCR对VCR的敏感性,-提高细胞对化疗药物的mdr1mRNA及其蛋白的表达,
]8
。但姜从而逆转结肠癌细胞的多药耐药性[敏感性,
黄素逆转肿瘤多药耐药的机制非常复杂,以前的研究仅强调单个或者少数几个分子的大多基于基因水平,
作用,在蛋白质水平上缺乏系统性和整体性。
目前,蛋白质组学技术已经被广泛应用于寻找新的药物治疗靶点、评述药物的疗效以及发现肿瘤标志物等方面。蛋白质是细胞生命活动及其功能的主要执行者。蛋白质组学通过对细胞全蛋白特性进行大范围的研究,包括蛋白表达水平、转录后修饰和蛋白间相互可在蛋白水平上对细胞活动、网络联系以作用等方面,
及疾病过程等获得全面认识。利用2E联合质谱技-D从蛋白质组学的角度对结肠癌的多药耐药进行研术,
究,有可能发现一些与结肠癌耐药相关的蛋白质,有利于了解结肠癌的多药耐药机制。另外,一些新发现的耐药相关蛋白有可能成为多药耐药逆转剂的药物靶点。因此,采用蛋白质组学技术研究结肠癌的多药耐药具有重要意义。
本实验利用蛋白质组学的思路和技术平台,比较姜黄素处理组和对照组蛋白质组的差异,寻找耐药相姜黄素处理关的蛋白。对双向电泳图谱的分析发现,
组和对照组共有3其中在姜黄素处理组中3个差异点,8个表达上调,18个表达下调,2个蛋白点在姜黄素处
理组特异表达,5个蛋白点在对照组特异表达。两组之间存在如此多的差异蛋白表明结肠癌的多药耐药并不而是大量蛋是某种或者少数几种蛋白质作用的结果,
/白质相互作用的结果。那些在HCT8VCR细胞中高-表达的蛋白质可能促进了结肠癌细胞多药耐药的形成,而那些在姜黄素处理组高表达的蛋白质则可能与逆转结肠癌多药耐药有关。目前这些差异蛋白质的等电点和分子量已经初步确定,但它们是已知的结构蛋白还是尚未发现的新蛋白,尚需通过质谱技术进一步以明确其生物学功能,了解姜黄素逆转肿瘤进行鉴定,
细胞多药耐药的机制并最终找到多药耐药逆转剂的药物靶点,从而达到逆转结肠癌多药耐药的目的。
(责任编辑:张金桐)