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鲟鱼硫酸软骨素对结直肠癌细胞抑制作用

放大字体  缩小字体 发布日期:2018-02-07
核心提示:硫酸软骨素(CS)是具有特殊生物活性的酸性黏多糖,起到保护软骨的作用;可以降低酶对关节组织的损伤,促进骨骼生长;当CS在血液中达到一定浓度时,可竞争性地与脂蛋白发生结合,降低发生动脉硬化的几率。CS临床上主要用于预防和治疗关节炎、免疫调节、调脂、降脂、抗动脉粥样硬化以及神经元的保护和修复作用。
   硫酸软骨素(CS)是具有特殊生物活性的酸性黏多糖,起到保护软骨的作用;可以降低酶对关节组织的损伤,促进骨骼生长;当CS在血液中达到一定浓度时,可竞争性地与脂蛋白发生结合,降低发生动脉硬化的几率。CS临床上主要用于预防和治疗关节炎、免疫调节、调脂、降脂、抗动脉粥样硬化以及神经元的保护和修复作用。
 
  市面上较常见的CS多提取自鲨鱼软骨,随着人们的过度捕捞,鲨鱼资源日趋匮乏,鲨鱼CS的取得难度增加。鲟鱼是现在世界上最大、原始的软骨硬磷鱼类。近年来,鲟鱼养殖业不断兴起,鲟鱼软骨中CS含量丰富,可以作为CS的新来源。
 
  前期的研究中,对鲟鱼CS的提取和纯化工艺进行了优化,提取工艺简单,提取后,CS得率、纯度高。来自内蒙古大学生命科学学院和中国农业大学食品科学与营养工程学院的武瑞赟、刘蕾、张金兰等选用从鲟鱼脊骨中提取纯化CS,对结直肠癌细胞增殖、周期和凋亡进行了测定,研究结果可为水生生物活性物质的开发利用提供参考。
 
  1
 
  CS的纯度
 
  将经透析袋透析,冷冻干燥后的CS沉淀溶于DMEM培养基后,使用试剂盒测定其含量,绘制标准曲线,得回归方程y=0.014x+0.089 1,R2=0.999 3,回归性良好,说明采用此方法可以有效测定CS含量。使用酶标仪对提取CS的OD值进行检测并计算相应的CS含量及纯度,计算所得鲟鱼CS得率为19.1%、纯度为96.39%,纯度较高。
 
  2
 
  细胞生长曲线
 
  细胞增生数随培养时间延长呈现先增多后减少的趋势。3 株结直肠癌细胞的增生数均在接种细胞20 h左右达到最大值,随后细胞增殖状态稳定,此后,细胞贴壁能力下降,细胞增生数开始呈下降趋势。细胞在0~10 h内恢复贴壁能力,10~24 h进入生长对数期,此时细胞活力最强,24~44 h为生长平稳期,之后细胞活力减弱,细胞退化死亡。
 
  3
 
  鲟鱼CS对结直肠癌细胞增殖的影响
 
  不同质量浓度的CS均能够在不同程度上降低结直肠癌细胞的存活率,且抑制率呈现剂量依赖效应。鲟鱼CS对结直肠癌细胞Caco-2的最大抑制率为70.94%;对结直肠癌细胞SW480的最大抑制率为75.00%;对结直肠癌细胞HCT-116的最大抑制率可达90.00%。同时对比阳性对照5-FU的抑制效果,发现鲟鱼CS对结直肠癌细胞生长的抑制率均大于阳性对照5-FU的作用,阳性对照5-FU对3 种结直肠癌细胞的抑制能力分别为21.03%、18.03%和22.06%。说明鲟鱼CS具有抑制结直肠癌细胞增殖的潜力。
 
  4
 
  鲟鱼CS对结直肠癌细胞周期的影响
 
  与对照组相比,3 个质量浓度(100、200、400 μg/mL)的鲟鱼脊骨CS可以提高处于G0/G1期的细胞比例,结直肠癌细胞CT-116 G0/G1期细胞比例由36.31%提高至88.56%,S期比例由47.16%下降至4.47%,说明鲟鱼CS处理细胞后,可以改变细胞周期分布,使细胞周期发生阻滞。可以看出,G0/G1期的细胞比例增加,说明鲟鱼CS使细胞发生G0/G1期阻滞,进而降低进入DNA合成期的细胞数量,从而抑制结直肠癌细胞增殖。
 
  5
 
  鲟鱼CS对结直肠癌细胞凋亡活性的影响
 
  鲟鱼CS可以抑制结直肠癌细胞生长,与对照相比,3 个质量浓度的CS均可以提高结直肠癌细胞的总凋亡率,晚期凋亡细胞增长比例大于早期凋亡细胞,说明鲟鱼CS可以引起细胞凋亡的发生,且不会引起细胞坏死的发生。
 
  6
 
  细胞核形态
 
  与对照组相比,不同质量浓度处理后,细胞膜通透性改变,膜结构被破坏,细胞核呈致密浓染或碎状的致密浓染,表明这些细胞已经发生了凋亡或晚期凋亡。而且,浓染细胞数目随CS质量浓度的增加而增加,贴壁细胞数目也有所减少。说明鲟鱼CS作用结直肠癌细胞后,可以引起细胞形态发生改变、染色质固缩等变化,从而引起细胞的凋亡。
 
  7
 
  caspase-3活性
 
  与空白对照组相比,CS作用结肠癌细胞后可以显着提高细胞的caspase-3活力,在鲟鱼CS质量浓度为400 μg/mL时,酶活力达到1 645 IU/μg,且存在剂量效应关系,随剂量的增加酶活力增加。细胞生长受抑制,表现为细胞凋亡的发生,细胞凋亡涉及细胞形态、生化特征、分子水平等一系列的变化。酶活力检测结果说明,鲟鱼CS作用于结直肠癌细胞后,可以使细胞内凋亡酶caspase-3活力升高,诱导细胞凋亡的发生。
 
  结   论
 
  癌症最典型的特征是异常细胞超越正常范围的增殖,抑制癌细胞的增殖是许多抗癌药物的主要作用机制。鲟鱼CS可以使结直肠癌细胞的增殖能力下降,对癌细胞生长最大抑制率可达90%。本研究初步判定了鲟鱼CS可以引起结直肠癌细胞的凋亡,为进一步开发CS的食用、药用价值提供理论依据。
 
 
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