贝母素乙对肺癌A549细胞凋亡的诱导作用及其机制

doi:10.13481/j.1671-587X.20220320

摘要/Abstract

摘要： 目的

探讨不同浓度贝母素乙（PMI）对人肺癌A549细胞凋亡的影响，阐明其可能的分子机制。

方法

采用不同浓度PMI（0.025、0.050、0.100、0.200和0.400 mmol·L^－1）分别处理A549细胞24、48和72 h，MTT法检测A549细胞增殖活性，并计算半数抑制浓度（IC₅₀）。不同浓度PMI（0.050、0.100、0.200 mmol·L^－1）或0.200 mmol·L^－1 PMI联合p38 MAPK抑制剂SB203580处理A549细胞48 h后，细胞分为空白对照组、不同浓度（0.050、0.100和0.200 mmol·L^－1）PMI组和联合组（0.200 mmol·L^－1 PMI + 20 μmol·L^－1 SB203580）。Annexin Ⅴ-FITC/PI法检测各组细胞凋亡率，Western blotting法检测各组细胞中凋亡相关蛋白B细胞淋巴瘤2（Bcl-2）、Bcl-2相关X蛋白（Bax）和cleaved-caspase-3及p38丝裂原活化蛋白激酶（p38 MAPK）/p53信号通路相关蛋白磷酸化p38MAPK （p-p38MAPK）（Thr180/Thr182）、p-p53（ser15）、p53、PUMA和小鼠双微体2（MDM2）表达水平，免疫荧光实验观察各组细胞中p53蛋白定位情况。

结果

与对照组比较，0.10和0.20 mmol·L^－1 PMI组A549细胞存活率降低（P<0.05），细胞凋亡率升高（P<0.05），细胞中Bax、cleaved-caspase-3、p-p38MAPK（Thr180/Thr182）、p-p53（ser15）、p53和PUMA蛋白表达水平均升高（P<0.05），Bcl-2和MDM2蛋白表达水平均降低（P<0.05）。与0.20 mmol·L^－1 PMI组比较，联合组A549细胞存活率升高（P<0.05），细胞凋亡率降低（P<0.05），细胞中Bax、cleaved-caspase-3p-p38MAPK（Thr180/Thr182）、p-p53（ser15）、p53和PUMA蛋白表达水平均降低（P<0.05），Bcl-2和MDM2蛋白表达水平均升高（P<0.05）。免疫荧光检测，p53蛋白存在由细胞质向细胞核转移的现象，且p53蛋白在细胞质和细胞核均有表达。

结论

PMI可诱导A549细胞凋亡，其分子机制可能与p38 MAPK/p53信号通路介导的细胞凋亡有关。

关键词: 贝母素乙, 肺肿瘤, p38丝裂原活化蛋白激酶, p53, 细胞凋亡

Abstract: Objective

To discuss the effect of different concentrations of peiminine （PMI） on the apoptosis of the human lung cancer A549 cells， and to clarify its possible molecular mechanism.

Methods

The A549 cells were treated with different concentrations （0.025， 0.050， 0.100， 0.200 and 0.400 mmol·L^－1） of PMI for 24， 48 and 72 h，respectively. The proliferation activity of the A549 cells was detected by MTT method， and the half inhibitory concentration （IC₅₀） was calculated.The A549 cells were treated with different concentrations （0.050，0.100，0.200 mmol·L^－1）of PMI or 0.200 mmol·L^－1 PMI combined with p38 MAPK inhibitor SB203580 for 48 h. The cells were divided into blank control group， different concentrations（0.050， 0.100 and 0.200 mmol·L^－1） of PMI groups and combination group （0.200 mmol·L^－1 PMI + 20 μmol·L^－1 SB203580）.The apoptotic rates of the A549 cells in various groups were detected by Annexin Ⅴ-FITC/PI method； the expression levels of apoptosis-related proteins B-cell lymphoma-2 （Bcl-2），Bcl-2 associated X protein（Bax），and cleaved-caspase-3 and mitogen-activated protein kinases （p38MAPK）/p53 signaling pathway related proteins phosphorylaed p38MAPK （p-p38 MAPK）（Thr180/Thr182）， p-p53 （ser15）， p53， PUMA， and murine double minute 2（MDM2） in the A549 cells in various groups were detected by Western blotting method the localization of p53 protein of the A549 cells in various groups was observed by immunofluorescence assay.

Results

Compared with control group， the survival rates of the A549 cells in 0.10 and 0.20 mmol·L^－1 PMI groups were decreased （P<0.05）， the apoptotic rates were increased （P<0.05）， and the expression levels of Bax， cleaved-caspase-3， p-p38 MAPK （Thr180/Thr182）， p-p53 （ser15）， p53 and PUMA proteins were increased （P<0.05），and the expression levels of Bcl-2 and MDM2 proteins were decreased （P<0.05）.Compared with 0.20 mmol·L^－1 PMI group， the survival rate of the A549 cells in combination group was increased （P<0.05）， the apoptotic rate was decreased （P<0.05）， the expression levels of Bax， cleaved-caspase-3， p-p38MAPK （Thr180/Thr182）， p-p53 （ser15）， p53， and PUMA proteins were decreased （P<0.05）， while the expression levels of Bcl-2 and MDM2 proteins were increased （P<0.05）.The immunofluorescence results showed that the phenomenon of p53 protein transferring from cytoplasm to nucleus could be seen， and the p53 protein was expressed in both the cytoplasm and nucleus.

Conclusion

Peiminine can induce the apoptosis of the A549 cells， and its molecular mechanism may be related to the p38 MAPK/ P53 signaling pathway mediated apoptosis.

Key words: Peiminine, Lung neoplasm, P38 mitogen-activated protein kinase, P53, Apoptosis

中图分类号:

R734.2

杨明星,董文,李冀. 贝母素乙对肺癌A549细胞凋亡的诱导作用及其机制[J]. 吉林大学学报(医学版), 2022, 48(3): 711-717.

Ming xing YANG,Wen DONG,Ji LI. Inductive effect of peiminine on apoptosis of lung cancer A549 cells and its mechanism[J]. Journal of Jilin University(Medicine Edition), 2022, 48(3): 711-717.

图/表 6

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参考文献 25

1	WU Y， ZHANG J B， HONG Y P，et al.Effects of kanglaite injection on serum miRNA-21 in patients with advanced lung cancer［J］. Med Sci Monit， 2018， 24： 2901-2906.
2	SONG L J， CHEN X， MI L，et al.Icariin-induced inhibition of SIRT6/NF-κB triggers redox mediated apoptosis and enhances anti-tumor immunity in triple-negative breast cancer［J］. Cancer Sci，2020，111（11）： 4242-4256.
3	顾浩，刘俊启，王鑫，等. 亚硒酸钠通过p38丝裂原活化蛋白激酶信号通路对肺癌细胞A549增殖、凋亡的影响［J］. 中华实验外科杂志， 2017， 34（8）： 1342-1344.
4	FANG Y， WANG J， WANG G W， et al. Inactivation of p38 MAPK contributes to stem cell-like properties of non-small cell lung cancer［J］. Oncotarget， 2017，8（16）： 26702-26717.
5	CHAO X， WANG G Q， TANG Y P， et al. The effects and mechanism of peiminine-induced apoptosis in human hepatocellular carcinoma HepG2 cells［J］. PLoS One， 2019， 14（1）： e0201864.
6	唐倩倩，王云飞，聂勇战，等. 贝母素乙对5种肿瘤细胞的化疗增敏作用研究［J］.中国药房，2017，28（34）：4796-4800.
7	丁志丹，方泽民，王旭广，等. 贝母素乙调控PI3K/Akt/mTOR通路减缓上皮-间质转化进程抑制人肺癌A549细胞侵袭及迁移的研究［J］.中草药，2019，50（6）：1382-1387.
8	WANG D D， WANG S， CHEN X， et al. Antitussive， expectorant and anti-inflammatory activities of four alkaloids isolated from Bulbus of Fritillaria wabuensis ［J］.J Ethnopharmacol，2012，139（1）：189-193.
9	唐倩倩，王云飞，聂勇战，等. 贝母素乙增加胃癌细胞对阿霉素化疗敏感性的研究［J］. 新疆医科大学学报， 2017， 40（4）： 481-485.
10	黄亚萍，肖惠玲，李艳红，等. 贝母素乙抑制MEK/ERK的磷酸化对新生小鼠柯萨奇B病毒性心肌炎心肌细胞凋亡和炎症水平的影响［J］. 中药药理与临床， 2020， 36（1）： 94-99.
11	TANG Q Q， WANG Y F， MA L J， et al. Peiminine serves as an adriamycin chemosensitizer in gastric cancer by modulating the EGFR/FAK pathway［J］. Oncol Rep， 2018， 39（3）： 1299-1305.
12	LI J F， QIN Y Y， WANG W J， et al. Peiminine inhibits the progression of colorectal cancer through up-regulating miR-760 via declining the expression of long noncoding RNA LINC00659［J］. Anticancer Drugs， 2021， 32（2）： 148-156.
13	王丽萍.非小细胞肺癌的靶向和免疫治疗进展［J］.郑州大学学报（医学版），2020，55（2）：176-182.
14	SONG J， CHEN Y M， HE D H，et al.Astragalus polysaccharide promotes adriamycin-induced apoptosis in gastric cancer cells［J］.Cancer Manag Res，2020，12：2405-2414.
15	WANG C Z， HOU L F， WAN J Y， et al. Ginseng berry polysaccharides on inflammation-associated colon cancer： inhibiting T-cell differentiation， promoting apoptosis， and enhancing the effects of 5-fluorouracil［J］. J Ginseng Res， 2020， 44（2）： 282-290.
16	韩军军，张玉明，潘学峰，等. 白藜芦醇诱导肿瘤细胞凋亡研究进展［J］. 世界科学技术-中医药现代化， 2016， 18（12）： 2176-2181.
17	韦立群，李清，甘嘉亮，等. 迷迭香酸衍生物RAD-9通过PI3K/Akt和p38 MAPK信号通路诱导胃癌MGC-803细胞凋亡［J］.中国药理学通报，2018，34（2）：256-260.
18	CHEN H， ZHAO C L， HE R Z，et al.Danthron suppresses autophagy and sensitizes pancreatic cancer cells to doxorubicin［J］.Toxicol In Vitro，2019，54：345-353.
19	JOO M K， SHIN S， YE D J， et al. Combined treatment with auranofin and trametinib induces synergistic apoptosis in breast cancer cells［J］. J Toxicol Environ Health A， 2021， 84（2）： 84-94.
20	YAO Y N， CUI L Y， YE J N， et al. Dioscin facilitates ROS-induced apoptosis via the p38-MAPK/HSP27-mediated pathways in lung squamous cell carcinoma［J］. Int J Biol Sci， 2020， 16（15）： 2883-2894.
21	XU Y， SUN Q， YUAN F E， et al. RND2 attenuates apoptosis and autophagy in glioblastoma cells by targeting the p38 MAPK signalling pathway［J］. J Exp Clin Cancer Res， 2020， 39（1）： 174.
22	FONTANA F， MORETTI R M， RAIMONDI M，et al.δ-Tocotrienol induces apoptosis， involving endoplasmic reticulum stress and autophagy， and paraptosis in prostate cancer cells［J］.Cell Prolif，2019，52（3）：e12576.
23	SAKTHIVEL K M， GURUVAYOORAPPAN C. Targeted inhibition of tumor survival， metastasis and angiogenesis by Acacia ferruginea mediated regulation of VEGF， inflammatory mediators， cytokine profile and inhibition of transcription factor activation［J］. Regul Toxicol Pharmacol， 2018， 95： 400-411.
24	ALAM A K， HOSSAIN A S， KHAN M A， et al. The antioxidative fraction of white mulberry induces apoptosis through regulation of p53 and NFκB in EAC cells［J］. PLoS One， 2016， 11（12）： e0167536.
25	LIN S Q， JIA F J， ZHANG C Y， et al. Actinomycin Ⅴ suppresses human non-small-cell lung carcinoma A549 cells by inducing G2/M phase arrest and apoptosis via the p53-dependent pathway［J］.Mar Drugs，2019，17（10）： 572.

[1]	李官虎,郎庆旭,刘纯岩,刘沁,耿梦柔,李晓倩,王珍琦. 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[J]. 吉林大学学报(医学版), 2022, 48(3): 622-629.
[2]	曹秋婷,韩竞春,张晓飞. 沉默解旋酶BLM基因对结直肠癌细胞伊立替康化疗敏感性的影响及其机制[J]. 吉林大学学报(医学版), 2022, 48(3): 657-667.
[3]	刘翠兰,胡凤爱,刘晶,王丹,邱长云,柳敦江,赵娣. 脂联素受体激动剂AdiopRon对胶质瘤细胞生物学行为的影响及其机制[J]. 吉林大学学报(医学版), 2022, 48(3): 702-710.
[4]	陈素贤,谷泽慧,马炀斐,谭琦,李琪,王亚帝. 芦丁对人结肠癌SW480细胞凋亡的促进作用及其作用机制[J]. 吉林大学学报(医学版), 2022, 48(2): 356-363.
[5]	赵智慧,白香花,何金玲,段伟琴,刘敏,张生茂. 舒芬太尼对心肌缺血再灌注损伤大鼠心肌细胞凋亡的抑制作用及其作用机制[J]. 吉林大学学报(医学版), 2022, 48(2): 364-373.
[6]	许广松,蒋海兵,盘箐,李国庆. 桦木酸对胃癌MGC-803细胞迁移和侵袭的抑制作用及其机制[J]. 吉林大学学报(医学版), 2022, 48(1): 122-128.
[7]	孙文雄,李蒲. SOCS3在弥漫大B细胞淋巴瘤患者外周血单个核细胞中的表达及其对OCI-LY7细胞自噬和凋亡的影响[J]. 吉林大学学报(医学版), 2022, 48(1): 172-179.
[8]	崔磊华,侯玉帛,苏畅,李明贺,聂鑫. N-乙酰半胱氨酸对尼古丁诱导的MC3T3-E1细胞凋亡的作用及其机制[J]. 吉林大学学报(医学版), 2022, 48(1): 26-32.
[9]	朱妤,王晶晶,吴芳. miR-150-5p在糖尿病肾病模型小鼠肾组织中的表达和对小鼠足细胞MPC5损伤的影响及其机制[J]. 吉林大学学报(医学版), 2022, 48(1): 44-51.
[10]	万朝辉,曾良,周辉. Bax抑制因子1过表达对急性心肌梗死大鼠心肌细胞凋亡的影响及其机制[J]. 吉林大学学报(医学版), 2022, 48(1): 74-81.
[11]	黄代强,刘朋飞,何建斌,孙静雪,袁琳,袁静,赵雷. 小鼠孕期七氟醚暴露对后代母系行为学的影响及氢气的保护机制[J]. 吉林大学学报(医学版), 2021, 47(6): 1347-1352.
[12]	母润红,艾一玖,李雨澎,林睿,叶思萍,马方,郭笑. 重组人IL-17A在胃癌组织中的表达及其对胃癌BGC-823细胞增殖、侵袭、迁移和凋亡的影响[J]. 吉林大学学报(医学版), 2021, 47(6): 1510-1517.
[13]	唐乃高,郑根建. miR-762通过靶向调控NCOR1表达对人舌鳞状细胞癌细胞增殖和凋亡的影响[J]. 吉林大学学报(医学版), 2021, 47(5): 1099-1107.
[14]	赵岩,于鹏程,王禹,王英平,李平亚,刘金平. 人参二醇诱导3T3-L1脂肪前体细胞凋亡及其作用机制[J]. 吉林大学学报(医学版), 2021, 47(5): 1154-1161.
[15]	陈立松,房惠,王鹤霏,何程远,盖晓东,历春. Notch1信号通路对肺腺癌细胞侵袭和顺铂耐药的影响及其机制[J]. 吉林大学学报(医学版), 2021, 47(5): 1171-1177.