钩吻生物碱对肺癌的抑制作用及其机制

目的 探讨钩吻素子(koumine,KOU)及钩吻总生物碱(total alkaloids of Gelsemium elegans Benth,TAG)抗肺癌的作用及其机制。方法 采用活细胞动态分析系统、集落形成实验研究低、中、高浓度(100、150、200μg/mL)KOU对人肺腺癌细胞A549、SPCA1的增殖作用。构建肺癌细胞小鼠移植瘤模型,分为模型组(Model组)、环磷酰胺组(CTX组,剂量为20 mg/kg)、KOU组(剂量为2 mg/kg)和TAG组(剂量为0.5 mg/kg),CTX组和KOU、TAG组按0.1 mL/10 g隔天腹腔注射,给药10 d检测KOU和TAG对肺癌实体瘤生长的作用,采用HE、免疫组化(immunohistochemistry,IHC)及TUNEL染色观察肿瘤组织,并计算肿瘤体积和肿瘤抑制率。对TAG作用48 h的A549细胞进行RNA测序分析,筛选差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs),并进行KEGG(Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)和GO(Gene Ontology,GO)功能富集分析。采用实时荧光定量逆转录聚合酶链反应(real-time quantitative reverse transcription polymerase chain reaction,real-time-qPCR)进一步分析验证相关基因的表达。结果 活细胞动态分析系统拟合出A549、SPCA1细胞融合度下降,细胞数目减少,生长状态变差。集落形成实验结果证实KOU使细胞克隆数目形成减少,在高浓度200μg/mL时最为显著(P<0.01)。动物实验表明KOU组、TAG组的肿瘤抑制率依次可达24.55%、36.08%,与Model组相比,TAG组肿瘤体积显著下降(P<0.05)。RNA测序分析筛选出DEGs总数为2 793个,其中上调基因1 433个,下调基因1 360个。富集分析发现DEGs主要富集于IL-17信号通路、肿瘤坏死因子信号通路及p53信号通路等。RT-qPCR验证结果与RNA测序分析结果一致,GADD34、ZFP36、GADD45A、GADD45B、TP53INP2基因在TAG组显著表达增加(P<0.01)。结论 在体内、外水平钩吻生物碱均抑制肺癌增殖,转录组学发现其抑制肺癌作用的多个DEGs和通路。