Literature
首页医源资料库在线期刊齐鲁医学杂志2008年第23卷第3期

肌醇六磷酸对结肠癌HT29细胞分化的影响

来源:《齐鲁医学杂志》
摘要:【摘要】目的研究肌醇六磷酸(IP6)对结肠癌细胞株HT29细胞周期的影响,探讨IP6诱导HT29细胞分化的作用及其机制。方法将HT29细胞与不同浓度(0、1。3mmol/L)IP6共同孵育24、48、72h后,收集细胞,使用流式细胞仪检测细胞周期,并用透射电镜观察细胞结构的变化。8mmol/LIP6作用24h对HT29细胞周期分布......

点击显示 收起

【摘要】  目的 研究肌醇六磷酸(IP6)对结肠癌细胞株HT29细胞周期的影响,探讨IP6诱导HT29细胞分化的作用及其机制。方法 将HT29细胞与不同浓度(0、1.8、3.3 mmol/L)IP6共同孵育24、48、72 h后,收集细胞,使用流式细胞仪检测细胞周期,并用透射电镜观察细胞结构的变化。结果 除1.8 mmol/L IP6作用24 h对HT29细胞周期分布没有明显的影响外,其他各组G0/G1期细胞明显增多,S期、G2/M期细胞则相应减少。同时,IP6作用后细胞结构发生改变,出现核固缩、细胞器丰富、微绒毛增多等分化趋势。结论 IP6能够调节HT29细胞周期,阻止细胞从G0/G1期进入S期,从而诱导细胞分化。

【关键词】  结肠肿瘤 植酸 HT29细胞系 细胞周期 细胞分化

  EFFECT OF INOSITOL HEXAPHOSPHATE ON CELL DIFFERENTIATION OF HT29 HUMAN COLON CARCINOMA
  LIU XIAOYAN, SONG YANG

  Department of Nutrition, Qingdao University Medical College, Qingdao 266021, China

  [ABSTRACT] Objective To study the effect of inositol hexaphosphate (IP6) on HT29 cell differentiation and explore its mechanisms. Methods HT29 cells were cultured with different concentrations  of IP6 (0, 1.8, 3.3 mmol/L) for 24 h, 48 h, and 72 h. Flow cytometry was used to determine the cell cycle. Transmission electron microscopy (TEM) was used to observe cell structural changes. Results Cell population in phase G0/G1 was increased, and that in phase S and phase G2/M decreased after culturing with IP6 at all concentrations and time intervals except the group which was cultured with 1.8 mmol / L IP6 for 24 h and showed no significant changes. Ultrastructural observation found more karyopyknosis, abundant cellular organells and increased microvillus within cultured cells. Conclusion IP6 could regulate the cell cycle of HT29 cell, and prevent cell progression from stage G1 to S, which facilitates cell differentiation.

    [KEY WORDS] Colonic neoplasms; Phytic acid; HT29 cells; Cell cycle; Cell differentiation
   
  IP6是肌醇六磷酸(IP6),又名植酸,广泛存在于自然界中,尤其是在谷类、豆类、种子等中。在大部分哺乳动物细胞中IP6及其低磷酸化形式的浓度大约在1~10 mmol/L 之间,参与细胞重要生命功能的调控。自1988年美国马里兰大学SHAMSUDDIN 教授发现IP6对结肠癌有明显的抑制作用以来,国内外学者对IP6的抗癌作用进行了多方面的研究,结果表明IP6具有抗肿瘤作用,并且对正常细胞无毒副作用[1~3]。本文以结肠癌细胞株HT29为研究对象,初步探讨IP6对结肠癌HT29细胞分化的作用。

  1  材料与方法

  1.1  材料

    人结肠癌细胞系HT29购自北京协和医科大学细胞库,呈单层贴壁生长。IP6购自美国Sigma公司。

  1.2  方法

  1.2.1  细胞培养 

  HT29细胞培养于含体积分数0.10胎牛血清、100 mg/L青霉素和100 mg/L链霉素的DMEM/Ham F12培养基中,置37 ℃,含体积分数0.05 CO2培养箱培养。

  1.2.2  细胞周期测定
 
  将结肠癌细胞株HT29细胞(浓度>109/L)与0、1.8、3.3 mmol/L IP6混合,分别孵育24、48、72 h后,用胰酶消化,900 r/min离心5 min,弃上清,调整细胞浓度为109/L,取1 mL细胞悬液,用PBS洗3次,加200 μL PI染液,4 ℃避光孵育30 min,流式细胞仪分析细胞周期[4]。

  1.2.3  透射电镜观察 

  将结肠癌细胞株HT29细胞(细胞浓度>109/L)与0、3.3 mmol/L IP6混合,分别孵育5 d后,弃培养液,用橡胶棒刮取细胞后,将细胞移入10 mL离心管中,加4 ℃预冷的PBS,轻轻吹打均匀,2 000 r/min离心15~20 min,弃上清液,置冰浴杯中备用。固定离心管,缓缓加入4 ℃预冷、体积分数0.03的戊二醛,固定30 min。小心剥离细胞团块,用PBS漂洗3次,再用10g/L锇酸固定, PBS漂洗。脱水、包埋、制备切片,醋酸双氧铀染色,透射电镜观察。

  1.3  统计学处理

    采用SPSS 11.5软件进行数据处理,计量资料结果以±s表示,多组比较采用单因素方差分析,两两比较采用q检验

  2  结 果

  2.1  IP6对HT29细胞周期分布的影响

  2.1.1  IP6作用24 h对HT29细胞周期分布的影响 
  与对照组(IP6浓度为0 mmol/L)相比较,1.8 mmol/L组IP6作用24 h后HT29细胞周期分布没有发生显著的变化(F=5.58~16.07,q=0.19~0.86,P>0.05);而3.3 mmol/L组G0/G1期细胞明显增多, S期、G2/M期细胞则相应减少,差异有显著意义(q=2.80~3.76,P<0.05)。与1.8 mmol/L组相比,3.3 mmol/L组G0/G1期细胞增多,而S期、G2/M期细胞则显著减少(q=2.90~4.76,P<0.05)。见表1。表1  IP6作用24 h HT29细胞周期情况(略)

  2.1.2  IP6作用48 h对HT29细胞周期分布的影响 
  与对照组比较,1.8 mmol/L组和3.3 mmol/L组的细胞周期分布发生了显著变化,G0/G1期细胞明显增多(F=34.38,q=5.48~8.13,P<0.05), S期和G2/M期细胞显著减少(F=5.95~12.96,q=2.54~5.09,P<0.05)。 与1.8 mmol/L组比较,3.3 mmol/L组G0/G1期细胞增多,而S期、G2/M期细胞显著减少,差异均有显著性(q=2.55~2.66,P<0.05)。见表2。表2  IP6作用48 h HT29细胞周期情况(略)

  2.1.3  IP6作用72 h对HT29细胞周期分布的影响 
  与对照组比较,1.8 mmol/L组和3.3 mmol/L组的细胞周期分布发生了显著变化,越来越多的细胞被阻滞在G0/G1期(F=49.12,q=3.85~5.09,P<0.01),其中3.3 mmol/L组G0/G1期细胞达到66%以上;各组S期细胞均显著减少,差异有显著意义(F=19.88~49.12,q=2.65~3.85,P<0.05)。见表3。表3  IP6作用72 h HT29细胞周期情况(略)

  2.2  透射电镜观察

    透射电镜下观察,对照组HT29细胞胞核大,核内染色质丰富,胞浆内含有丰富的线粒体、内质网和分泌颗粒(图1)。3.3 mmol/L IP6作用5 d后, 细胞表面微绒毛增多(图2),细胞核固缩,核膜不规则,核内常染色质呈团块状聚集,异染色质边聚,高尔基体、初级溶酶体、粗面内质网增多,线粒体出现分级(图3)。
  
  3  讨 论

    细胞分化包括形态学分化和功能分化,细胞形态学改变是细胞分化的表性特征,也是基本特征,细胞形态学上的成熟是推断细胞恶性与否及分化诱导成功的重要指标之一[5]。本文使用电子显微镜观察显示,HT29细胞经3.3 mmol/L IP6作用5 d后,细胞表面微绒毛增多,细胞内胞核固缩,高尔基体、线粒体、溶酶体等细胞器增多,呈现上皮样细胞的特征。表明HT29细胞具有了分化趋势。

    肿瘤细胞区别于正常细胞的一个重要特征是细胞增殖和分化失去控制,细胞周期调控发生紊乱,大量细胞处于DNA合成活跃的S期和分裂旺盛的M期,细胞呈恶性增殖。因此,调控细胞周期将其阻滞在G0/G1期是鉴定诱导物诱导分化效果的重要指标[6]。G0期是第一次细胞分裂结束,进入第二次分裂开始(G1期)前的阶段,进入G0期后的细胞,可再次进入下次分裂活动,或发生分化,或完成特定功能。因此,G0期是决定细胞继续进行分裂抑或发生其他变化的重要阶段[7]。本文流式细胞仪检测结果显示,与对照组相比,除1.8 mmol/L IP6作用24 h后细胞周期分布没有明显改变外,其他各浓度IP6作用不同时间G0/G1期细胞均明显增加,而S期、G2/M期细胞明显降低。表明IP6能够调节HT29细胞的细胞周期,将细胞周期阻滞在G0/G1期,使G0/G1期细胞堆积,不能进入S期,抑制其增殖,为促使其分化提供条件。

    一般认为,肿瘤的形成是细胞增殖和分化之间的平衡失调或偶联解除所致,而分化诱导剂的主要作用机制是使肿瘤细胞增殖减慢、分化加强,以致两者重新获得平衡或偶联,使肿瘤细胞重新转变为正常细胞。而细胞增殖和分化的调控,是由多个基因在多个关节上控制的复杂过程,我们将在今后的实验中进一步深入研究IP6诱导HT29细胞分化的作用机制。

【参考文献】
    [1]SHAMSUDDIN A M, ELSAYED A M, ULLAH A. Suppression of large intestinal cancer in F344 rats by inositol hexaphosphate[J]. Carcinogenesis, 1988, 9(4):577580.

  [2]SHAMSUDDIN A M, VUCENIK I, COLE K E. IP6: a novel anticancer agent[J]. Life Sci, 1997,61:343354.

  [3]VUCENIK I, SHAMSUDDIN A M. Cancer Inhibition by Inositol Hexaphosphate (IP6) and Inositol: from laboratory to clinic[J]. Nutri, 2003,377:8S84S.

  [4]祝兆怡,侯琳,鞠传霞,等. 2,3吲哚醌对人神经母细胞瘤SHSY5Y细胞增殖影响[J]. 青岛大学医学院学报, 2007,43(2):128131.

  [5]裴迎新,衡正昌,段广才,等. 叶黄素对人食管鳞癌细胞诱导分化效应与机制探讨[J]. 四川大学学报:医学版, 2007,38(4):629632.

  [6]王国红,田玉玲,石贺欣,等. 熊去氧胆酸和维甲酸对人成骨肉瘤细胞MG63细胞周期与分化的影响[J]. 厦门大学学报:自然科学版, 2005,44(6):111115.

  [7]陈意生,史景泉. 肿瘤分子细胞生物学[M]. 第2版.北京:人民军医出版社, 2004:302303.


作者单位:青岛大学医学院医学营养研究所,山东 青岛 266021

作者: 刘晓燕 宋扬
医学百科App—中西医基础知识学习工具
  • 相关内容
  • 近期更新
  • 热文榜
  • 医学百科App—健康测试工具