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本研究以人卵巢癌细胞株SK-OV-3为研究对象,探讨阿司匹林对卵巢癌细胞株SK-OV-3细胞增殖、诱导其凋亡的情况,观察凋亡细胞形态学变化,检测bcl-2、bax基因的表达变化,进一步探讨阿司匹林诱导SK-OV-3细胞凋亡的机制。
研究方法:体外培养人卵巢癌细胞株SK-OV-3,以相同浓度种植于96孔板细胞培养中,在含10%胎牛血清的RPMI-1640培养基中,置37℃、CO2含量5%、湿度99%的孵育箱孵育24小时后,更换含0、0.5、1、2、5、10mmol/L浓度的阿司匹林,分别再孵育24、48、72、96小时后取出,用MTT还原法检测细胞增殖情况;用1、5、10mmol/L浓度的阿司匹林与SK-OV-3细胞孵育48小时,然后用流式细胞术(flowcytometry,FCM)检测细胞凋亡情况和细胞周期的影响;用同样浓度的阿司匹林与SK-OV-3细胞孵育72小时,用Giemsa染色后在光学显微镜下观察凋亡细胞形态学的变化;用反转录聚合酶链反应(reverse-transcriptionPCR,RT-PCR)的方法,检测用药前后凋亡相关基因bcl-2和bax的表达。所有数据均用均数(x±s)表示,用SPSS统计分析软件进行统计学分析,各组均数的比较行单因素方差分析(ANOVA),用最小显著差法(1eastsignificantdifference,LSD)作两两比较,p<0.05为有显著性。
研究结果:
1.阿斯匹林对卵巢癌细胞株增殖的抑制作用:与对照组比较,阿司匹林作用SK-OV-3细胞24、48、72、96小时后,对SK-OV-3细胞的生长有明显的抑制作用,并存在着浓度和时间的依赖性。0.5、1、2、5、10mmol/L阿司匹林作用SK-OV-3细胞72小时细胞的生存率分别为95.60±6.85%、91.23±14.26%、86.07±8.78%、47.96±4.31%、9.39±2.22%,随着浓度提高,卵巢癌细胞的生存率出现明显的降低趋势(P<0.001),说明阿斯匹林对SK-OV-3细胞的增殖的抑制有明显的量校关系。终浓度为5mmol/L的阿斯匹林作用细胞24、48、72、96小时,细胞生存率分别为92.19±5.88%、71.72±2.85%、47.96±4.31%及41.24±8.19%,表明随着时间的推移阿斯匹林对SK-OV-3细胞增殖的抑制明显的增加(P<0.001),具有明显的时效关系。
2.流式细胞仪检测结果:对照组和1、5、10mmol/L浓度的阿斯匹林作用SK-OV-3细胞48小时,流式细胞仪检测结果显示,SK-OV-3细胞凋亡率分别为4.15±0.74%、11.76±0.81%、18.18±0.43%、30.83±0.44%。实验组与对照组的凋亡百分比比较,实验组SK-OV-3细胞的凋亡率明显增高(p<0.001)。且随着浓度增加,细胞凋亡的百分比随之增加,各剂量的阿司匹林作用卵巢癌SK-OV-3细胞48小时,在DNA直方图上G1期峰前呈现明显的细胞凋亡峰即亚G1期峰,说明阿斯匹林可诱导卵巢癌SK-OV-3细胞的凋亡。
3.流式细胞仪检测细胞周期的变化:对照组SK-OV-3细胞的G0/G1期和G2/M期细胞数分别为58.93±7.78%和18.04±0.99%;10mmol/L阿司匹林作用48小时后SK-OV-3细胞的G0/G1期和G2/M期的细胞数分别为11.03±1.23%和67.47±9.20%。SK-OV-3细胞经不同浓度阿斯匹林作用48小时后,细胞周期发生明显改变,即随着阿斯匹林浓度的增加,G0/G1期细胞比例下降,G2/M期细胞比例升高(p<0.001)。分析以上结果可知,阿司匹林在G2/M期阻断SK-OV-3细胞增殖。
4.阿司匹林作用后SK-OV-3细胞形态学变化:对照组SK-OV-3细胞孵育时贴壁生长,呈梭形或多角形,易融合形成集落。终浓度分别为1、5、10mmol/L的阿斯匹林作用卵巢癌SK-OV-3细胞72小时,Giemsa染色后,观察可见细胞的伪足回缩,细胞形态变小,细胞间隙变宽,细胞核浓缩,部分细胞脱落漂浮于培养液中;高倍镜下,可见凋亡细胞体积缩小,细胞膜皱缩,染色体浓缩,细胞核固缩与断裂,核仁消失,形成大小不等的胞内核小体即凋亡小体。与对照组比较,凋亡细胞染色加深,尤其细胞膜染色更明显。0、1、5、10mmol/L阿司匹林作用SK-OV-3细胞72小时,在光学显微镜下计数凋亡细胞的百分数,结果分别为1.1±0.8%,7.67±1.2%,14.92±4.3%,30.67±4.9%,随着浓度增加,细胞凋亡率增加,统计学分析差异有显著性(p<0.001)。
5.阿司匹林作用SK-OV-3细胞后细胞基因组DNA的变化:阿斯匹林作用SK-OV-3细胞48小时,细胞DNA在琼脂糖凝胶电泳图谱上呈现出明显的梯状条带(DNAladder),表明阿斯匹林可以诱导SK-OV-3细胞凋亡。
6.阿司匹林对SK-OV-3细胞bcl-2和bax基因mRNA表达水平的影响:阿司匹林作用SK-OV-3细胞前、后,SK-OV-3细胞中bcl-2和bax条带的积分光密度(bcl-2/β-actin和bax/β-actin)标化后分别为0.722±0.335、0.127±0.219和0.224±0.12、0.645±0.24。阿司匹林作用后细胞中的bcl-2基因mRNA表达明显降低,而bax基因mRNA表达明显增高,两种基因表达的差异有统计学意义(p<0.01)。
研究结论:本研究显示阿司匹林可抑制卵巢癌SK-OV-3细胞增殖并诱导其凋亡,可将在G2/M期阻止SK-OV-3细胞,光学显微镜下可观察到典型的凋亡形态学变化。本研究还首次发现阿司匹林诱导卵巢癌SK-OV-3凋亡的机制可能与下调bcl-2及上调bax基因表达有关。阿司匹林作为卵巢癌化疗的辅助用药可能会增加化疗药的作用,减少肿瘤对化疗药的耐药性。