紫草素通过调节PI3K/AKT途径抑制骨肉瘤生长和作用机制研究

目的研究紫草素(shikonin,SK)的抗骨肉瘤作用及其机制。方法不同浓度的SK处理人骨肉瘤U2OS和MG63细胞及人成骨细胞HFOB1.1924 h或用SK 1μmol/L分别处理24、48和72 h后,CCK-8检测细胞活性;SK 0、0.01、0.1、1μmol/L处理U2OS细胞,克隆形成实验检测细胞增殖;流式检测细胞凋亡,Western blot检测凋亡相关蛋白的表达;U2OS细胞分为对照组,SK1μmol/L组,PI3K激活剂胰岛素样生长因子1(IGF-1)组和SK1μmol/L+IGF-1组,Western blot检测磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)和蛋白激酶B(AKT)磷酸化、胱天蛋白酶(caspase-3,cas3)、cleaved cas3、Ki67及干细胞标记物SOX-2、OCT-4和Nanog的表达;细胞成球实验检测细胞成球能力。右侧腹皮下注射U2OS细胞构建移植瘤裸鼠模型并进行体内验证。结果不同浓度的SK对HFOB1.19细胞无明显毒性作用,而对U2OS和MG63细胞有显著毒性作用(P<0.05),且具有浓度和时间依赖性。紫草素0.1和1μmol/L可显著抑制U2OS细胞增殖和干细胞样特征,诱导细胞凋亡(P<0.05),并抑制PI3K和AKT蛋白的磷酸化(P<0.05)。IGF-1明显逆转紫草素对PI3K/AKT信号通路的抑制作用,以及对U2OS细胞增殖、凋亡,干细胞样特征的影响(P<0.05)。体内实验表明,紫草素能显著抑制肿瘤的生长(P<0.05),并下调瘤组织中p-AKT的表达(P<0.05)。结论紫草素对骨肉瘤U2OS细胞生长和干细胞样特征的抑制作用可能与抑制PI3K/AKT信号通路的激活有关。