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编号:10496278
尼卡地平对VM-26抑制人恶性胶质瘤的效果
http://www.100md.com 《湖南医科大学学报》 1999年第2期
     作者:胡守兴 黄垂学 陈 兵 谢 季

    单位:第二附属医院神经外科 长沙 410011

    关键词:尼卡地平;VM-26;钙离子拮抗剂;脑肿瘤;神经胶质瘤

    湖南医科大学学报990216 提 要 在体外培养人脑恶性胶质瘤细胞系U-251,采用单层细胞培养技术和MTT比色法,观察新型钙离子拮抗剂尼卡地平与抗肿瘤药物VM-26共同对U-251的抑制效果。结果低浓度无细胞毒性作用的尼卡地平可增强VM-26对肿瘤细胞的抑制效果。提示在人脑胶质瘤化疗中,钙离子拮抗剂与抗肿瘤药物VM-26联用可提高肿瘤细胞中药物浓度,克服胶质瘤细胞的耐药性和异质性,提高临床疗效,为临床联合用药提供参考。

    Enhanced cytotoxity of VM-26 in human malignant glioma cells by calcium channel blocker nicardipine in vitro
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    Hu Shouxing Huang Chuixue Chen Bing

    (Department of Neurosurgery, The Second Affiliated Hospital, Hunan Medical University, Changsha 410011)

    Using the monolay tumor cell culture system and the method or MTT colorimetric analysis, the cytotoxity of the anticancer drug VM-26 and Nicardipine(NCDP) in human malignant glioma cell line U251 was studied. The results showed that the cytotoxity of VM-26 in U251 was enhanced by NCDP at a low dose which did not show direct cytotoxity. The authors considered that VM-26 combined with NCDP can heighten the intracellular anticacner drug concentration, reverse the drug resistance and heterogeneity in human malignant glioma cells. The mechanism of the enhanced effect was also discussed. These findings will provide an alterative chemotheraptic clue to treat the postoperative malignant gliomas.
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    Key words Nicardipine; VM-26; calcium channel blocker; brain tumor; glioma

    化疗是颅内恶性肿瘤综合治疗的一个重要组成部分。恶性胶质瘤的化疗因血脑屏障(BBB)的限制和肿瘤自身的异质性及耐药性的产生,使其变得异常复杂和困难。由于血脑屏障的限制,只有小分子,高脂溶性,毒性较小的药物才能通过血脑屏障。亚硝脲类和鬼臼毒衍生物是70年代来最常用于临床的化疗药物组合[1]。近来一些研究表明,钙离子拮抗剂具有克服一些恶性肿瘤细胞的异质性和逆转其耐药性的作用[2,3]。本文应用单层细胞培养技术和MTT比色法,采用新型钙离子拮抗剂尼卡地平(NCDP)与细胞分期性药物VM-26对人恶性胶质瘤细胞系U-251进行实验。

    1 材料与方法

    1.1 材料 人恶性胶质瘤U-251购自上海细胞生物研究所,含10%小牛血清(FCS)的DMEM(Gibco),MTT试剂(军事科学院),VM-26 50mg/支,NCDP 5mg/支(北京生物化学制品厂),二甲亚砜(DMSO)。
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    1.2 方法

    1.2.1 细胞培养 U-251细胞用含10% FCS的DMEM在37℃,5% CO2,湿度100%的条件下培养,传代。将生长旺盛的U-251细胞经0.125%胰蛋白酶消化后,配成终浓度为106个细胞/ml的细胞悬液(细胞存活达95%以上),将该悬液按0.1ml/well均匀加入96孔平底培养板中。每孔细胞数为105个。在37℃,5% CO2,湿度100%的条件下孵育24h,待细胞贴壁后进行干预试验。

    1.2.2 细胞抑制实验 实验分4组:NCDP,VM-26,NCDP+VM-26联合组和空白对照组,对瘤细胞进行抑制试验。每组设4个平行孔。NCDP的浓度分组为0.5,2.5,5,10,25,50,100μg.m-1l;VM-26的浓度分组为10-4,10-3,10-2,10-1,100,101,102μg*ml-1。将原完全培养基吸除,以含上述浓度的药物的完全培养基替代(0.1ml/well),继续孵育24h。在结束培养前5h,加入MTT(10μg.ml-1)20μl后继续培养5h,然后吸除每孔内的培养基,并用PBS轻轻冲洗,除尽残留液。每孔内均匀加入DMSO 200μl,将培养板充分摇荡10min。应用酶标仪测定各孔在595nm波长处的吸光度A值[4]。NCDP+VM-26联合组中,VM-26的浓度梯度同VM-26组,NCDP的浓度为在NCDP组中证实无直接细胞毒性作用的浓度(5μg.ml-1),余各步骤同前。
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    1.2.3 结果检测 采用MTT比色法检测,计算出空白组与各实验组的细胞相对增殖率和抑制率,并以吸光度A值来比较其各实验组的抑制效果。

    细胞相对增殖率(%)=实验组A值/对照组A值×100% 抑制率(%)=100-相对增殖率

    1.3 统计学分析 实验数据以±s表示,采用Studnent t检验进行统计学处理。

    2 结果

    2.1 NCDP对U-251的直接作用 结果见图1。较高浓度的NCDP(>10μg.ml-1)可对细胞产生明显毒性作用(P<0.01);达50μg.ml-1时,加药后可立即出现细胞死亡。随浓度降低,该作用很快减弱,当浓度为5μg.ml-1时,对细胞增殖已无影响(P>0.05),联合组中采用的NCDP浓度5μg.ml-1并不能对瘤细胞产生直接抑制作用。
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    图1 NCDP对U-251的细胞毒性作用

    Fig. 1 Cytotoxin effects of NCDP on U-251 cell

    2.2 VM-26对U-251的直接作用 结果见图2和附表。较低浓度(10-4~1μg.ml-1)的VM-26直接作用于肿瘤细胞,呈现一种剂量依赖性抑制效果。本实验中10-3μg.ml-1组增殖率大于对照组(可能为实验误差),但与对照组相比差异无显著性(P>0.05)。当浓度达10μg.ml-1时,抑制效果明显增强,抑制率为45.9%,与对照组相比差异有显著性(P<0.01)。当浓度为102μg.ml-1时,抑制率为70.4%。
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    附表 有无NCDP时不同浓度的VM-26作用于U-251的吸光度A值和相对增殖率(±s) VM-26

    浓度

    VM-26

    VM-26+NCDP

    吸光度

    (OD)

    相对增殖

    率(%)

    吸光度

    (OD)

    相对增殖

    率(%)
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    10-4

    0.193±0.026

    98.5

    0.171±0.003

    87.2

    10-3

    0.243±0.049

    124

    0.196±0.018

    100

    10-2

    0.182±0.019
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    92.8

    0.164±0.006

    83.7

    10-1

    0.172±0.05

    87.8

    0.135±0.003

    68.9

    100

    0.142±0.018

    74.5

, http://www.100md.com     0.130±0.024

    63.3

    101

    0.106±0.024

    54.1

    0.101±0.009

    51.5

    102

    0.058±0.008

    29.6
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    0.042±0.005

    21.4

    对照组

    0.196±0.048

    与对照组比较:①P<0.05;②P<0.01

    图2 VM-26对U-251的抑制效果

    Fig. 2 Suppression effects of VM-26 on cell U-251 ①P<0.05;②P<0.01

    2.3 NCDP与VM-26联合对U-251的抑制效果 结果见图2和附表。在VM-26浓度为10-4~10-2μg.ml-1时,联合组与对照组相比无明显差别(P>0.05),但随VM-26浓度的递增,呈与单一组类似的剂量依赖性抑制倾向,并较单一组的抑制率高。当联合组中的VM-26浓度为10-1μg.ml-1时就呈现明显的抑制效果,与对照组相比差异有显著性(P<0.05),抑制率为31.1%;100μg.ml-1时,抑制率为33.7%;101μg.ml-1时,抑制率为48.5%;102μg.ml-1时,抑制率为78.6%。由此可见,联合组中VM-26在较低浓度就可达到较好的抑制效果,且每一个浓度都较单一组的抑制率高,二者都表现出明显的剂量依赖性抑制倾向,其中NCDP起重要的调节作用,提高了瘤细胞对VM-26的抑制效果。
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    3 讨论

    近40年来,人脑恶性胶质瘤的治疗效果未见明显改善,单纯手术治疗包括广泛切除脑瘤后平均存活期仅6个月,手术后继以放疗者平均存活期亦未逾1年。化疗有助于提高脑瘤的疗效,但又由于血脑屏障的限制和肿瘤的异质性。耐药性的产生,使其疗效每因肿瘤和病人的不同而结果优劣各异,其中1/3病例的病程不受任何治疗之惠。胶质瘤细胞的多药耐药(Multidrug resistance, MDR)是化疗失败的主要原因。导致胶质瘤产生MDR的原因很多,包括耐药细胞过量表达MDR-1基因所编码的磷酸糖蛋白(P-170)和多耐药相关蛋白(Multidrug resistant associated protein, MRP)基因所编码的多耐药相关蛋白,蛋白激酶C(CPK),TNF-α,谷胱甘肽及其相关酶等[5,6]。胶质瘤的化疗药物不多,VM-26是鬼臼毒(Podophyllotxin)的半合成衍生物,分子量为656.7,高脂溶性,难溶于水,能通过血脑屏障,对恶性胶质瘤的化疗非常有利,逐渐被列为胶质瘤化疗的首选药物,临床上已广泛使用。VM-26对肿瘤细胞具有双重作用:抑制拓扑同分异构酶(Topoisomerase)而破坏DNA,对G2,M期的细胞有不可逆性阻断作用,故称间期抑制剂。1970年Stahelin首先介绍VM-26的抗肿瘤作用。1976年Broyty-Boye在实验性脑胶母细胞瘤的研究中比较6种抗肿瘤 药物的效果,发现VM-26的作用最强, 其次顺序为CCNU,VP-16,BCNU,Bleomycin L及5-Fu。
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    1981年Tsuruo首次报道异搏定(Verapamil)能逆转肿瘤细胞对长春新碱(VCR)和长春花碱(VLB)的抗药性,应用低浓度异搏定能大大提高P-388白血病细胞对VCR的敏感性[2]。另外,多数学者报告了应用钙离子拮抗剂逆转多种肿瘤细胞对不同抗肿瘤药物的耐药性。但就胶质瘤方面,最常用的化疗药物VM-26在这方面未见报道。本实验研究发现,NCDP在体外若浓度达10μg.ml-1时,细胞毒性作用明显,达50μg.ml-1时,立即出现细胞死亡;而浓度<5μg.ml-1时,对细胞增殖无影响,与文献报道中NCDP<6.25μg.ml-1时无细胞毒作用相符。低浓度VM-26(10-4~100μg.ml-1),虽有一定程度的剂量依赖性抑制作用,但与空白对照组相比差别无显著性;只有当浓度高达101μg.ml-1时才有明显的抑制效果,102μg.ml-1时,抑制率为70.4%,与文献报道中(102μg/105细胞)抑制率为70%~98%相符。而无细胞毒性作用的NCDP与VM-26联合作用后,相应浓度的VM-26的抑制率均较单一组提高,且在VM-26浓度为10-1μg.ml-1时就出现明显的抑制效果,增强了VM-26的抗肿瘤作用。本实验提示将无细胞直接毒性作用的CCNU体外浓度转换为常用浓度,可供临床实验参考。
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    钙离子拮抗剂NCDP能增强VM-26抗肿瘤作用的机理,尚未完全清楚。可能与下列机理有关:①胶质瘤细胞MDR基因编码的P-170是一种能量依赖的膜蛋白,这种膜蛋白就是钙离子通道,化疗药物进入细胞外液后依赖浓度梯度被动进入肿瘤细胞,与钙离子相偶联,被P-170蛋白泵出细胞外,因此,细胞内化疗药物的浓度随胞外浓度的增加而减少,化疗效果明显降低,产生耐药性。NCDP等钙离子拮抗剂是与P-170结合而使药物外流减少,增加胞内药物含量,从而使药物在相对稳定的条件下发挥作用,增强药物效果。但在提高药物对瘤细胞的抑制效果的同时,亦会增加正常组织细胞的中毒危险[7]。故通过本试验提示NCDP适宜的实验治疗浓度可供临床参考。②胶质瘤细胞经NCDP处理后,G2期细胞数量激增,并在24h左右最为明显,而VM-26对G2期的不可逆阻断作用,使得抑制效果增强。这属于NCDP强化VM-26对瘤细胞作用的同步效应,这种同步化作用是很重要的[8]。VM-26在目前临床使用剂量,其副作用为骨髓抑制作用,主要累及血小板,5个疗程后往往被迫延期,故NCDP的协同作用,可减低VM-26治疗剂量,减轻副作用,延长治疗周期。③经钙离子拮抗剂处理后,使胶质瘤中的MDR细胞出现凋亡增加等。Kondo等发现Niefedipine(尼苯地平)与顺铂(cisplatin)联合作用能诱导多耐药的人胶质母细胞瘤GB-1及对顺铂耐药的U-87-MG-CR胶质母细胞瘤发生凋亡,并证明尼苯地平对顺铂的协同作用发生在靶细胞钙通道以外的部位[9]。④钙离子是传导生物信号的第二信使,经钙离子拮抗剂处理后,细胞内Ca2+浓度降低,使促胶质瘤细胞生长、增殖所必需的各种细胞因子的信号传递系统受阻,抑制肿瘤细胞的生长繁殖是否参与该作用尚难定论[10]
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    总之通过本实践结合我院近几年来采用VM-26+NCDP治疗82例恶性胶质瘤经验,为今后临床联合用药,可减少剂量,减轻副作用,提供了实验参考。

    中国图书分类号 R730.264

    参 考 文 献

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    [10]Jensen RL, Origitano TC, Lee YS, et al. In vitro growth inhibition of growth factor-stimulated meningioma cells by calcium channel antigonists. Neurosurgery, 1995,36:365-374

    收稿日期:1999-01-13, 百拇医药