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编号:10499619
克霉唑对结肠癌细胞系CCL229生物学行为的影响
http://www.100md.com 《癌症》 1999年第3期
     作者:莫志成 周晶 宋今丹

    单位:莫志成 宋今丹(中国医科大学细胞生物卫生部重点实验室 沈阳,110001);周晶(中国医科大学附属第一临床学院皮肤科)

    关键词:结肠肿瘤;克霉唑;肿瘤侵袭

    癌症990305

    【摘要】目的:研究克霉唑对结肠癌细胞生长,粘附和侵袭转移中的作用。并初步探讨其机制。方法:用不同浓度的克霉唑加入培养中的结肠癌细胞株CCL229中,观察加药前后细胞生长速度的变化;检测细胞与基质的粘附能力;用细胞分离试验测定细胞的同质粘附性。Boyden小室法检测细胞的侵袭能力;流式细胞光度术检测细胞尿激酶型纤溶原激活剂(Urokinase-type plasminogen activator,UPA)表达。结果:药物作用后,CCL229细胞体外增殖能力减弱;在低浓度药物作用时,与基质粘附能力和同质粘附性均无明显变化,高浓度药物作用后,与基质和同质粘附性均下降;体外侵袭实验表明,药物作用后,CCL229细胞穿过基底膜能力减弱;细胞UPA表达量下降。结论:克霉唑使细胞的恶性表型发生变化,可使其侵袭转移能力受到抑制,并呈现剂量依赖性。
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    中图号:R7353 文献标识码:A 文章编号:1000-467X(1999)03-0253-03

    Effects of clotrimazole on biological behavior of

    colorectal cancer cell line CCL229

    MO Zhi-cheng1, ZHOU Jing2, SONG Jin-dan1

    Key Laboratory of Cell Biology,Ministry of pubic Health,China Medical

    University, Shenyang 110001,China

    【Abstract】 Objective:To study the effects and its mechanism of clotrimazole on colorectal cancer cell line proliferation,adherence,invasion and metastasis.Methods:Using experiment in vitro,we added clotrimazole of different concentrations into the medium in which the cells were cultured.The changes of cell proliferation were observed.Adhesiveness to the extracellular matrix was detected by MTT.Hemotypic adhesion was investigated by detachment assay and invasiveness of the cells was observed with Boyden Chamber before and after the drug treatment.The expresion of UPA(urokinase-type plasminogen activator was measured with flow cytometry.Results:The growth rate of CCL229 was decreased after clotrimazole treatment;no difference of the adhesiveness of the cells to extracelular matrix was observed with clotrimazole at low concentration. While with the high concentrtion,both the adhensiveness to the extracellular matrix and hemotypic adhesion were decreased.Invasion assay showed that invasiveness of CCL229 was decreased.Expression of UPA was also decreased.Conclusion:Malignant phenotype of CCL229 was changed and its invasive ability was inhibited by clotrimazole.in dose-dependent manner.
, 百拇医药
    Key words:Colorectal neoplasms;Clotrimazole;Neoplasm invasiveness

    克霉唑是咪唑类抗真菌药物,用于抗真菌的治疗。最近有研究表明克霉唑具有抗肿瘤作用[1],为了研究克霉唑对肿瘤细胞生物学行为的影响,我们应用体外实验方法探讨克霉唑对结肠癌CCL229细胞株生长,粘附,侵袭和转移中所起的作用。

    1 材料和方法

    1.1 材料

    人结肠癌细胞珠CCL229由美国哈佛大学DanaFarber肿瘤研究所惠赠,克霉唑由美国哈佛大学医学院惠赠,鼠抗人UPA抗体购于北京华美公司,人工基底膜凝胶为美国GIBCO公司产品,MTT为美国Sigma公司产品。

    1.2 方法
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    1.2.1 细胞培养:CCL229细胞在含10%小牛血清的DMEM培养基中,置于37℃,5%CO2温箱中培养。

    1.2.2 细胞生长能力观察:将细胞以104/ml分别接种于25ml培养瓶中,药物溶于无水乙醇中,实验组终浓度分别为0.1μmol/L,1μmol/L,10μmol/L,对照组加同体积的无水乙醇,CO2温箱中培育,每天计数一组细胞做生长曲线。

    1.2.3 细胞基质粘附试验:4℃用PBS将人工基质胶稀释成5mg/ml,加入96孔板中,20μl/孔,37℃1小时,铺好基质胶的96孔板中,加入细胞105/ml,100μl/孔,37℃培养24小时后,加克霉唑终浓度分别为0.1μmol/L,1μmol/L,10μmol/L,再分别培养2,4,6h吸出培养液,加入5mg/ml的四氮唑兰盐(MTT)10μl/孔,继续培养4小时,吸出MTT,加入二甲基亚砜100μl/孔,室温孵育10分钟,用酶联免疫检测仪在570nm测光密度值。
, 百拇医药
    1.2.4 同质性粘附试验:按高进〔2〕的方法将CCL229细胞接种于96孔板中,使其长满单层,不留空隙,以105/孔再次接种同种细胞,此时每孔培养液共100μl,药物终浓度分别为0.1μmol/L,1μmol/L,10μmol/L,再分别培养2,4,6小时后,吸出含有未粘附细胞的培养液,得出粘附细胞数。

    1.2.5 细胞分离实验:根据文献〔2〕将CCL229细胞以5×105/ml分别接种于96孔板中,细胞贴壁后加不同终浓度的克霉唑培养24小时后,室温水平摇床40转/分钟,摇2分钟,4分钟,6分钟,收集脱落细胞计数,未脱落细胞用0.25%胰酶-0.02%EDTA消化计数。计细胞脱落率公式为:

    细胞脱落率=脱落细胞数/细胞总数×100%

    1.2.6 侵袭实验:用1mg/ml基质铺于8μm孔径的微孔滤膜上,Boyden小室的下室加入200μl趋化剂(无血清培养24小时的NIH3T3细胞条件培养基),将105/ml的CCL229细胞悬液以0.8ml/室加到上室,培养12小时,取出滤膜,甲醛固定5分钟,HE染色,200倍光镜下计数有无药物作用膜背面侵袭的细胞数,计数中间和四周5个视野,计算平均值,每组计数3份样本。
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    1.2.7 流式细胞仪检测细胞UPA蛋白的表达:用间接免疫荧光法标记UPA的单克隆抗体,用PBS代替一抗作阴性对照,每例样本算出平均荧光指数(FI),以此表示UPA蛋白的相对含量。

    FI=实验组平均荧光强度-阴性对照样品平均荧光强度/阴性对照样品平均荧光强度

    1.2.8 统计学方法:采用t检验.

    2 结果

    2.1 细胞生长能力

    随药物浓度增加,细胞增殖率下降,当药物浓度达到10μmol/L时细胞几乎停止生长(见图1)。

    图1 克霉唑对CCL229细胞生长的影响

    2.2 细胞粘附性
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    在低浓度药物作用时,细胞与基质粘附性,同质粘附性及脱落细胞率与对照组比较均无明显差别,而在药物浓度达到10μmol/L时,细胞与基质粘附性,同质粘附性下降,脱落细胞率增高(见表1,2,3)。

    表1 克霉唑对CCL229细胞与人工基底膜粘附的影响

    (A值,±s) 药物浓度

    (μmol/L)

    标本数

    培养时间(h)

    2

    4

    6

    0.0
, 百拇医药
    6

    0.43±0.08

    0.67±.09

    0.78±0.11

    0.1

    6

    0.41±0.06

    0.62±0.04

    0.74±0.08

    1.0

    6

    0.42±0.07

, 百拇医药     0.61±0.03

    0.76±0.07

    10

    6

    0.02±0.03*

    0.26±0.02**

    0.32±0.04**

    注:与对照组比*P<0.05,**P<0.01.表2 克霉唑对CCL229细胞同质粘附性的影响

    (粘附细胞数×105/ml,±s) 药物浓度

    (μmol/L)
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    标本数

    培养时间(h)

    2

    4

    6

    0.0

    6

    1.34±0.21

    2.33±0.24

    3.84±0.30

    0.1

    6

    1.31±0.20
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    2.18±0.22

    3.65±0.29

    1.0

    6

    1.25±0.18

    2.12±0.17

    3.57±0.31

    10

    6

    0.75±0.07**

    1.28±0.11**

    1.53±0.14**
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    注:与对照组比**P<0.01.表3 细胞分离及同质分离情况(%,±s) 药物浓度

    (μmol/L)

    标本数

    培养时间(h)

    2

    4

    6

    0.0

    6

    9.1±0.3

    16.9±0.4

    30.5±0.14
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    0.1

    6

    7.8±0.6

    18.5±1.1

    28.6±1.9

    1.0

    6

    8.2±0.7

    16.7±1.8

    34.5±2.5

    10

    6

    18.6±2.2**
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    32.7±3.4**

    53.8±4.5**

    注:与对照组比**P<0.01.

    2.3 细胞的侵袭转移能力

    对照组穿过滤膜细胞数为28.5±2.8,药物终浓度为0.1μmol/L,1μmol/L,10μmol/L时穿过滤膜细胞数分别为20.6±3.4,16.7±3.1,7.2±1.2,与对照组比较,药物作用后穿过滤膜的细胞数明显下降(P<0.05),表明克霉唑能够抑制细胞的侵袭。

    2.4 CCL229细胞UPA蛋白的表达

    药物终浓度为0.1μmol/L,1μmol/L,10μmol/L时,UPA的荧光指数为14.2±2.1,12.17±2.4,3.75±0.8,而对照组的荧光指数为18.9±3.2,由此可以看出克霉唑可抑制UPA的分泌。
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    3 讨论

    多年来,如何降低肿瘤细胞的恶性表型一直被人们所关注,这也是提高肿瘤病人生存率和治愈率的关键问题之一。本研究结果显示克霉唑在体外具有抑制肿瘤细胞生长的作用,这个结果与国外文献〔1〕报道是一致的。Takahashi H〔3〕等还在小鼠体内观察到克霉唑能够抑制血管生成。Laura R等〔1〕的研究结果表明克霉唑能够与细胞质膜表面的特异生长因子受体结合,阻断了生长因子诱导的胞浆钙离子浓度的升高,干扰有丝分裂早期离子信号的形成,从而抑制了细胞增殖。

    细胞粘附功能对肿瘤预后有着重要意义。本实验中发现在低浓度克霉唑作用前后细胞同质粘附性及与人工基底膜的粘附性无显著变化,而在浓度达到10μmol/L时,两者均下降。细胞的粘附性对肿瘤行为的影响是复杂的,有资料显示,来源于同一母系具有不同转移性的克隆株细胞自身的粘附性与其侵袭转移潜能成反比〔4〕,即与基质或其他细胞粘附较强的肿瘤细胞,肿瘤形成和活动性较弱,侵袭能力也可能下降。而对层粘连蛋白受体的研究证明,侵袭性癌细胞对基底膜的粘附主要是通过细胞表面的层粘连蛋白受体介导完成,高侵袭性人大肠癌细胞表面层粘连蛋白受体增多并分布于整个细胞表面〔5〕。这些看起来似乎矛盾的研究结果很可能说明了肿瘤发生和侵袭过程的差异,在转移过程的早期步骤中粘附使细胞不易离开瘤体,实际上降低了转移力;在转移后面的步骤中抑制粘附可抑制转移结节的形成。克霉唑的这种对肿瘤细胞粘附影响的剂量依赖性还不清楚其机制,这个问题的解决还有待于粘附特异性抑制机制的明确。
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    肿瘤细胞的组织侵袭和转移能力与它能快速降解周围基质有关。UPA是由内质网膜系统合成的一种丝氨酸蛋白水解酶,它与细胞表面受体结合后,可激活纤溶酶原,成为纤溶酶,降解细胞外基质,从而促进肿瘤的迁移和侵袭。大量的研究表明[6,7,8],UPA的高表达与结肠癌的侵袭,转移密切相关。而Wilhelm等报告反义寡核苷酸可抑制人卵巢癌细胞在裸鼠体内的侵袭和转移[9]。体外实验中我们发现克霉唑作用组细胞穿过人工基底膜的能力下降,而克霉唑抑制细胞UPA的分泌,使细胞对基质的降解能力下降,这可能是克霉唑抑制细胞侵袭的途径之一。

    肿瘤细胞的增殖,粘附,侵袭和转移的机制是较为复杂的。克霉唑能够使结肠癌CCL229细胞株的许多恶性表型发生变化,在体外初步证明克霉唑能够抑制肿瘤细胞的增殖和侵袭,这为临床治疗肿瘤提供了新思路。但克霉唑在体内对肿瘤的作用一定会受诸多因素的影响,因此还应从不同方面进行综合分析。

    参考文献
, 百拇医药
    1 Benzaquen LR,Brugnara C,Byers HR,et al.Clotrimazole inhibits cell proliferation in vitro and in vivo〔J〕.Nat Med,1995,1(6):534.

    2 高进主编.癌的侵袭与转移-基础研究与临床〔M〕.第1版.北京医科大学中国协和医科大学联合出版社,1996:17.

    3 Takahashi H,Abe M,Sugawara T,et al.Clotrimazole,an imidazole antimycotic,is a potent inhibitor of angiogensis〔J〕.Jpn J Cancer Res,1998,89(4):445.

    4 Fidler IJ.Cancer metastasis〔J〕.Br Med Bull,1991,47(1):157.
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    5 Hand P,Thor A,Schlom J,et al.Expression of laminia receptor in normal and carcinomatous human tissues as defined by a monoclonal antibody〔J〕.Cancer Res,1985,45(6):2713.

    6 金英姬,宋今丹.UPA在大肠癌中的表达及其与肿瘤侵袭的关系〔J〕.中国肿瘤临床,1998,25(9):630.

    7 Kim SJ,Shiba E,Tsukamoto F,et al.The expression of urokinase type plasminogen activator is a novel prognostic factor in dukes B and C colorctal cancer〔J〕.Oncol Rep,1998,5(2):431.
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    8 Berney CR,Yang J,Fisher RJ,et al.Correlates of urokinase-type plasminogen activator in coloretal cancer:positive relationship with nm23 and c-erbB-2 protein expression〔J〕.Oncol Res,1998,10(1): 47.

    9 Wilhelm O,Schmitt M,Hohl S.Antisense inhibition of urokinase reduces spread of human ovarian cancer in mice〔J〕.Clin Exp Metastasis,1995,13(2):296.

    收稿日期:1998-11-11;修回日期:1998-12-15, http://www.100md.com