新闻资讯

LATEST NEWS
新闻资讯

首页 > 新闻资讯 > 行业新闻

藻蓝蛋白对肺癌A549细胞的影响    日期:2019-08-08

  藻蓝(C-PC)又称藻蓝色素蛋白,是一种普遍存在于蓝藻、螺旋藻中的捕光色素复合体。与目前使用的醇溶性靛蓝色素不同,藻蓝不仅具有优良的水溶性,而且兼有抗氧化、抗炎、抗衰老等多种生理活性功能,同时不产生毒副作用,是一种极具开发潜力的功能性安全食用色素。因此,深度研究其生物活性功能是进一步开发利用藻蓝的必要基础。藻蓝的抗癌活性是目前研究热点之一。肺癌是目前高发癌症,大约每年有近60万肺癌病人,已然成为威胁我国人民健康的“第一杀手”,其中非小细胞肺癌则是常见的肺癌类型之一,占肺癌的80%左右。

  来自北京食品营养与人类健康高精尖创新中心、北京市食品添加剂工程技术研究中心的郝帅、闫燕、李爽和王成涛*等人以一种典型的非小细胞肺癌A549细胞系为模型,评价藻蓝蛋白对A549细胞体外增殖、凋亡以及周期分布等的影响,研究结果能够为进一步开发天然的功能食用色素提供理论依据。

1、藻蓝蛋白对A549细胞体外生长的影响

采用藻蓝蛋白处理体外培养的A549细胞24 h或48 h,随着处理浓度的不断增大(0、0.6、1.2、2.4、4.8、9.6、19.2 μmol/L),细胞的存活率均呈现下降趋势,表明细胞的存活状态与藻蓝蛋白存在浓度依赖效应;同时,在相同处理剂量下(4.8、9.6、19.2 μmol/L),细胞在48 h的存活率明显低于24 h,说明细胞存活状态与藻蓝蛋白也存在时间依赖效应。随后选取0、1.2、2.4、4.8 μmol/L的处理剂量进行了细胞增殖检测,4.8 μmol/L处理组细胞的生长速率从第二天起就明显低于对照组。以上结果表明,藻蓝蛋白对体外培养的肺癌A549细胞具有明显的生长抑制作用。

2、藻蓝蛋白对肺癌A549细胞的形态影响

未经处理的A549细胞轮廓清晰,呈现梭形,细胞紧密贴壁生长,且未见明显的悬浮细胞。随着藻蓝蛋白处理浓度的不断增大,从2.4 μmol/L作用剂量开始,细胞的形态由梭形变得不规则,形成芽状的突起,部分细胞呈漂浮状不再贴壁;同时,在相同处理剂量下,细胞形态也会随着处理时间的延长而发生非正常改变。当藻蓝蛋白处理浓度达到9.6 μmol/L时,大部分细胞均已脱落,仅观察到极少的细胞贴壁。以上结果表明,较高浓度的藻蓝蛋白能够使A549细胞形态发生非正常改变,初步提示藻蓝蛋白能够引起细胞的凋亡。

3、藻蓝蛋白对肺癌A549细胞凋亡程度的情况

与对照组相比,随着藻蓝蛋白处理浓度的不断增加(0、1.2、2.4、4.8 μmol/L),A549细胞的早期凋亡与晚期凋亡比例均呈现明显的浓度依赖性上调,当处理浓度为4.8 μmol/L时,细胞凋亡比例大,早期、晚期凋亡率分别达到(8.03±0.32)%和(21.95±1.21)%,表明藻蓝蛋白确实诱导了A549细胞的凋亡。藻蓝蛋白处理后,A549细胞内促凋亡基因Bax、Bad的转录水平发生了上调,而凋亡抑制基因Bcl-2以及Bcl-xl的转录水平则呈现相反变化趋势,这与流式细胞术的结果一致。随着藻蓝蛋白处理浓度的不断增加,A549细胞内Bax、Bad蛋白水平出现了明显上调,Bcl-2、Bcl-xL蛋白表达量出现明显降低。以上结果从细胞表型、基因转录水平和蛋白表达水平对细胞的凋亡进行了验证,表明藻蓝蛋白确实能促进体外培养A549肺癌细胞的凋亡,藻蓝蛋白有望作为一种极具潜力的新型抗肺癌功能性食品添加剂。

4、藻蓝蛋白对肺癌A549细胞周期分布的影响

与对照组相比,随着藻蓝蛋白处理浓度的不断增加(0、1.2、2.4、4.8 μmol/L),A549细胞中G1期比例出现增加,S期比例下降。结果表明,藻蓝蛋白能够使细胞阻滞在G1期,无法进入S期进行DNA的复制,影响了正常的细胞周期进程,从而可能引起细胞凋亡的发生。细胞周期蛋白(Cyclin)E、细胞周期依赖的蛋白激酶(CDK)2以及CDK4作为细胞周期重要的调控因子,能够促进细胞由G1期向S期转换,而细胞周期调控抑制因子p21、p27则对Cyclin E以及CDK2、CDK4具有抑制作用。定量PCR结果显示,藻蓝蛋白处理后,细胞中CyclinE、Cdk2、Cdk4的转录水平均出现了下调,p21、p27则出现了上调,这些基因的异常调节可能导致细胞不能正常合成G1/S期转换过程所需的蛋白,使细胞阻滞在G1期,这与流式细胞术结果相一致,进一步验证了藻蓝蛋白对细胞周期的调控效应。

结 论

藻蓝蛋白能够降低A549细胞的存活率与生长速率(P<0.05),引起细胞形态发生非正常改变;同时上调促凋亡基因Bax、Bad,下调抑凋亡基因Bcl-2、Bcl-xl的表达而诱导细胞凋亡;此外,藻蓝蛋白能够异常调控细胞周期G1/S转换点相关基因的表达而引起细胞发生G1期阻滞。研究结果揭示了藻蓝蛋白对A549肺癌细胞具有明显的抑制作用,为开发新型抗癌类功能性食品着色剂提供了必要的理论依据。

OaYOwZAToxJm96kTMWQ812R8WcbpJeacmCHk9PR6klL9obqW+9sfcc1I7m9gvi2wQKcobInlrVO9F/7FeT07NNDc1fjcX809nfVLGGfapOuaErwTohk53w==