丙戊酸联合X射线照射对乳腺癌MDA-MB-231细胞增殖的抑制作用及其机制

doi:10.13481/j.1671-587X.20220310

摘要/Abstract

摘要： 目的

观察组蛋白去乙酰化酶抑制剂（HDACi）丙戊酸（VPA）单独或联合X射线照射对人三阴性乳腺癌（TNBC）MDA-MB-231细胞增殖的抑制作用，并分析联合照射对MDA-MB-231细胞凋亡和自噬的影响。

方法

将处于对数生长期的MDA-MB-231细胞分为对照组、不同浓度（2.5、5.0、10.0、20.0和40.0 mmol·L^－1）VPA组、4 Gy X射线照射组和不同浓度（2.5、5.0、10.0、20.0和40.0 mmol·L^－1）VPA联合4 Gy X射线照射组。于作用24、48和72 h后，采用CCK-8法检测各组MDA-MB-231细胞增殖率。MDA-MB-231细胞分为对照组、4 Gy X射线照射组、5 mmol·L^－1 VPA组、5 mmol·L^－1 VPA 联合4 Gy X射线照射组。于作用24和48 h后，流式细胞术检测各组MDA-MB-231细胞凋亡率和自噬率。

结果

与对照组比较，VPA组和VPA联合4 Gy X射线照射组MDA-MB-231细胞增殖率均明显降低（P<0.01），且呈浓度和时间依赖性；与4 Gy X射线照射组比较，VPA联合4 Gy X射线照射组MDA-MB-231细胞增殖率均明显降低（P<0.01）。作用24 h后，2.5 mmol·L^－1 VPA 联合 4 Gy X射线照射组MDA-MB-231细胞增殖率低于2.5 mmol·L^－1 VPA组（P<0.05）；作用72 h后，2.5 和10.0 mmol·L^－1 VPA 联合 4 Gy X射线照射组MDA-MB-231细胞增殖率低于2.5 和10.0 mmol·L^－1VPA组（P<0.05）。5.0 mmol·L^－1VPA单独或联合4 Gy X射线作用MDA-MB-231细胞24和48 h后，与对照组比较，4 Gy X射线照射组、5.0 mmol·L^－1VPA组和5.0 mmol·L^－1VPA联合4 Gy X射线照射组MDA-MB-231细胞凋亡率和自噬率均明显升高（P<0.05或P<0.01）。与4 Gy X射线照射组比较，5.0 mmol·L^－1VPA联合4 Gy X射线照射组MDA-MB-231细胞凋亡率和自噬率均明显升高（P<0.01）。作用48 h后，与5.0 mmol·L^－1VPA组比较，5.0 mmol·L^－1 VPA联合4 Gy X射线照射组MDA-MB-231细胞自噬率升高（P<0.05）。

结论

VPA对MDA-MB-231细胞具有增殖抑制作用，并呈现浓度和时间依赖性，且VPA和X射线的联合抑制效果更优，其机制可能是二者联合引起细胞凋亡和自噬增加。

关键词: 组蛋白去乙酰化酶抑制剂, 丙戊酸, 细胞增殖, 细胞凋亡, 自噬

Abstract: Objective

To observe the inhibitory effect of valproic acid （VPA）， a histone deacetylase inhibitor （HDACi）， on the proliferation of the human triple negative breast cancer （TNBC）MDA-MB-231 cells alone or combined with X-ray irradiation， and to analyze the effect of combined irradiation on the apoptosis and autophage of the MDA-MB-231 cells.

Methods

The MDA-MB-231 cells at logarithmic growth phase were divided into control group， different concentrations（2.5，5.0，10.0，20.0， and 40.0 mmol·L^－1） of VPA groups 4 Gy， X-ray irradiation groups，and different concentrations （2.5，5.0，10.0，20.0， and 40.0 mmol·L^－1） of VPA combined with 4 Gy X-ray irradiation groups. The proliferation rates of the cells in various groups were detected by CCK-8 method after treated for 24， 48， and 72 h.The cells were divided into control group， 4 Gy X-ray irradiation group， 5 mmol·L^－1 VPA group， 5 mmol·L^－1 VPA combined with 4 Gy X-ray irradiation group， the apoptotic rates and autophage rates of the cells in various groups were analyzed by fiow cytometry after treated for 24 and 48 h.

Results

Compared with control group， the proliferation rates of the MDA-MB-231 cells in VPA group and VPA combined with 4 Gy X-ray irradiation groups were decreased significantly in a concentration and time-dependent manner （P<0.01）. Compared with 4 Gy X-ray irradiation group， the proliferation rates of the MDA-MB-231cells in VPA combined with 4 Gy X-ray irradiation groups were significantly decreased （P<0.01）. Compared with 2.5 mmol·L^－1 VPA group， the proliferation rate of the MDA-MB-231 cells in 2.5 mmol·L^－1 VPA combined with 4 Gy X-ray irradiation group after treated for 24 h was decreased（P<0.05）. After treated for 72 h， the proliferation rates of the MDA-MB-231 cells in 2.5 and 10.0 mmol·L^－1 VPA combined with 4 Gy X-ray irradiation groups were lower than those in 2.5 and 10.0 mmol·L^－1 VPA groups（P<0.05），respectively. After treated for 24 and 48 h， the apoptotic rates and autophagy rates of the MDA-MB-231 cells in 4 Gy X-ray group， 5 mmol·L^－1 VPA group and 5 mmol·L^－1 VPA combined with 4 Gy X-ray group were significantly higher than those in control group （P<0.05 or P<0.01）. Compared with 4 Gy X-ray irradiation group， the apoptotic rate and autophagy rate of the MDA-MB-231 cells in 5 mmol·L^－1 VPA combined with 4 Gy X-ray irradiation group were significantly increased （P<0.01）. After treated for 48 h，compared with 5 mmol·L^－1 VPA group，the autophagy rate of the MDA-MB-231 cells in 5 mmol·L^－1 VPA combined with 4 Gy X-ray irradiation group was increased （P<0.05）.

Conclusion

VPA can inhibit the proliferation of MDA-MB-231 cells in a concentration and time-dependent manner， and the combined inhibitory effect of VPA and X-ray is better， and the mechanism may be involved in the increasing of apoptosis and autophage of the MDA-MB-231 cells induced by the combination of VPA and X-ray.

Key words: Histone deacetylase inhibitor, Valproic acid, Cell proliferation inhibition, cell apoptosis, Autophage

中图分类号:

R736.3

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图/表 4

表1

图1

表2

图2

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Group	Proliferation rate
Group	（t/h） 24	48	72
Control	1.00 ± 0.00	1.00 ± 0.00	1.00 ± 0.00
4 Gy X-ray irradiation	0.92 ± 0.04	1.00 ± 0.01	0.56 ± 0.02^**
VPA ( mmol·L^－1)
2.5	0.73±0.04^*△	0.66±0.04^*△	0.53 ± 0.03^*
5.0	0.47±0.03^*△	0.48±0.05^*△	0.36 ± 0.05^*△
10.0	0.28±0.01^*△	0.33±0.03^*△	0.23 ± 0.01^*△
20.0	0.24±0.01^*△	0.24±0.00^*△	0.14 ± 0.00^*△
40.0	0.25±0.01^*△	0.25±0.00^*△	0.14 ± 0.00^*△
VPA (mmol·L^－1)+4 Gy X-ray irradiation
2.5 mmol·L^－1 VPA+4 Gy X-ray irradiation	0.632 ± 0.042^*△＃	0.68 ± 0.02^*△	0.41 ± 0.03^*△＃
5.0 mmol·L^－1 VPA+4 Gy X-ray irradiation	0.576 ± 0.024^*△	0.54 ± 0.04^*△	0.35 ± 0.01^*△
10.0 mmol·L^－1 VPA+4 Gy X-ray irradiation	0.339 ± 0.020^*△	0.40 ± 0.03^*△	0.22 ± 0.00^*△○
20.0 mmol·L^－1 VPA+4 Gy X-ray irradiation	0.271 ± 0.009^*△	0.25 ± 0.00^*△	0.14 ± 0.00^*△
40.0 mmol·L^－1 VPA+4 Gy X-ray irradiation	0.260 ± 0.003^*△	0.26 ± 0.01^*△	0.14 ± 0.00^*△

Group	Apoptotic rate		Autophagy rate
Group	24 h	48 h	24 h	48 h
Control	6.27. ± 0.53	6.46 ± 1.26	8.17 ± 0.74	7.73 ± 0.62
4 Gy X-ray irradiation	10.73 ± 0.81^**	22.50 ± 2.27^**	8.56 ± 0.49	32.60 ± 2.43^**
5.0 mmol·L^－1 VPA	41.24 ± 6.22^*△	57.91 ± 12.03^*△	42.17 ± 3.23^**△△	30.27 ± 1.70^**
5.0 mmol·L^－1 VPA +4 Gy X-ray irradiation	42.39 ± 4.15^**△△	58.24 ± 3.88^**△△	38.60 ± 5.49^*△	40.63 ± 0.65^**△＃

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