番茄红素抑制人脑胶质瘤U251细胞生长的实验研究

番茄红素抑制人脑胶质瘤U251细胞生长的实验研究

[摘要] 目的 探讨番茄红素对体外培养的人脑胶质瘤U251细胞增殖及诱导凋亡的作用。 方法 用CCK-8 法检测不同浓度番茄红素作用于U251细胞24 h、48 h 及72 h后细胞的存活率；应用流式细胞术（FCM）检测细胞周期。 结果 番茄红素能抑制人脑胶质瘤U251细胞的生长，呈量-效及时-效关系（P

[关键词] 番茄红素；神经胶质瘤；细胞凋亡

[中图分类号] R730.1 [文献标识码] A [文章编号] 1673-9701（2013）27-0003-02

番茄红素是番茄等植物中含有的一种具有抗癌活性的烃类类胡萝卜素A，研究发现，番茄红素通过抗氧化、清除组织自由基及调控癌细胞增殖等作用促进多种肿瘤细胞的凋亡。本研究旨在从细胞凋亡方面探讨番茄红素对胶质瘤U251细胞生长的影响，现报道如下。

1 材料与方法

1.1 实验材料

人脑胶质瘤细胞株U251（购于武汉博士德生物工程有限公司），番茄红素（购自成都格雷西亚化学技术有限公司），四氢呋喃（THF，稀释番茄红素用），细胞增殖检测试剂盒（cell counting kit-8，CCK-8）（购自武汉博士德生物工程有限公司），流式细胞仪（FCM，美国BD公司），酶联免疫仪（中科院生产）。

1.2 细胞培养

将U251细胞接种于DMEM培养液中（含有100 U/mL链霉素、100 U/mL青霉素、0.2%NaHCO3及10%胎牛血清），放在5%CO2、37℃孵箱中进行培养。

1.3 检测番茄红素对细胞增殖的作用（CCK-8法）

将浓度为1×104个/mL的对数期U251 细胞接种至96孔板内。本实验按时间长短（24 h、48 h、72 h）分三组，每组再分为不同浓度（0.5 μmol/L、5 μmol/L、10 μmol/L、15 μmol/L）的番茄红素处理组及只有稀释溶剂THF的空白对照组，每组设立5个重复孔加强实验准确性。各组细胞经过一段时间的培养（细胞相对稳定）后更换为对应浓度番茄红素的培养液，再经不同时间（24 h、48 h及72 h）培养后，每孔加入10 μL CCK-8 溶液后孵育1 h，观察各组细胞的生长状态，用酶标仪检测其在450 nm波长时的光密度值 。

1.4 检测细胞周期

培养48 h后，收集不同浓度（0.5 μmol/L、5 μmol/L、10 μmol/L、15 μmol/L）的番茄红素处理组及稀释溶剂THF空白对照组，调整细胞浓度至1×105个/mL，分别取5 mL实验样本进行相关处理后，FCM检测各组U251肿瘤的细胞周期分布。

1.5 统计学分析

应用SPSS13.0软件处理实验所得数据。计量资料以均数±标准差（x±s）表示，P　　2 结果

2.1 番茄红素对人脑胶质瘤细胞存活率的影响

番茄红素对人脑胶质瘤U251细胞的抑制作用：检测各实验组细胞的存活率（使用CCK-8法），当前存活率即同一浓度处理组OD 值均值与对照组OD 值均值的比值乘以100%（设对照组存活率为100%）。实验证明：不同浓度与不同的作用时间没有交互作用（F=0.54，P>0.05）；相同浓度的番茄红素随着时间的延长，对细胞的抑制作用增强，在作用时间一定的情况下，随着作用浓度的增大，抑制作用也随之增强，即番茄红素对U251 细胞的作用有时间依赖性（F=509.32，P　　2.2 番茄红素对人脑胶质瘤细胞增殖指数及S期比例的影响

FCM 检测细胞周期和细胞凋亡结果：各不同浓度番茄红素和THF对照组细胞分别作用48 h后，测得的细胞周期，各组G0+G1、S、G2+M 期细胞所占比例。在作用时间一定的情况下，G0+G1期比例升高，S期及（G2+M）期比例降低。在作用时间相同的条件下，增殖指数（PI）及S期比例（S Phase Fraction，SPF）随着各组细胞培养液作用浓度的增加都有所下降。见表2。

3 讨论

许多研究表明，蔬菜及水果对预防及治疗人类的癌症具有积极而有效的作用。近年来发现番茄红素是众多蔬菜及水果提取物质中的一种有效的防癌成分[1]。番茄红素是类胡萝卜素中的一种，近些年的研究发现，番茄红素作为类胡萝卜素中最强力的抗氧化剂。番茄红素可以穿过血脑屏障[2]，对胶质瘤有潜在的促进凋亡和抑制侵袭作用，其防癌抗癌作用日益受到重视。国外研究人员对72项相关研究进行科学的分析，其中57项研究证明患某些类型癌症的风险和摄入番茄的剂量及番茄红素的血液水平呈负相关，其中有明显统计学意义的有35项，而且没有一项研究中发现番茄红素可以加大患者发生癌症的风险[3-5]。近年来，陆续有大量实验研究证明番茄红素对前列腺癌、消化道癌症和肺癌等多种癌症具有很明显的预防及治疗作用。相关实验还证明患有宫颈癌、乳腺癌、胰腺癌和消化道癌的概率及该病的死亡率同人体番茄红素的摄入量及血液浓度成反比[6-8]。番茄红素抑制癌细胞的体外研究已有很多报道[9-11]。番茄红素对多种肿瘤的预防及治疗表现出较好效果，相关实验已经研究证实番茄红素可在不伤及正常细胞的前提下诱导前列腺癌等多种肿瘤细胞的凋亡，但其对脑胶质瘤作用方面的相关研究较少。本实验研究旨在使用流式细胞术检测凋亡来证实番茄红素可以通过诱导人脑胶质瘤U251细胞凋亡来抑制其生长，这种表现与番茄红素作用于其他肿瘤细胞并发生凋亡的结果基本相同，均表现为明显的浓度依赖性，作用浓度越高，其凋亡率越高。至于番茄红素作用于U251细胞的具体机制则需要更深一步的探讨。本实验研究证明，番茄红素对人脑胶质瘤U251细胞的生长抑制作用呈浓度依赖性及时间依赖性，表明番茄红素在体外对U251细胞具有抗肿瘤活性的作用。 　　实验所得细胞周期的结果（流式细胞仪检测）：番茄红素作用后U251细胞后，G0/G1期细胞所占比重随着浓度的加大而增大，而S期细胞的比重则有所下降，表明番茄红素抑制肿瘤细胞增殖可能与阻滞细胞在G0/G1期，而进入S期的有所减少有关。有相关研究已经证实番茄红素可以调节细胞周期并能缩小人前列腺癌病灶的大小，也有实验表明番茄红素可通过影响乳腺癌、肺癌和子宫癌等细胞由G0/G1期向S期的转化来影响抑制肿瘤细胞的生长[12]。唐莉莉等[13]通过对前列腺癌DU145细胞的实验发现番茄红素对DU145抑制率高达78%，并呈现明显的剂量-效应关系；番茄红素可影响前列腺癌DU145细胞周期同时诱发其凋亡。

本实验研究证明番茄红素对体外培养的人脑胶质瘤U251 细胞增殖有抑制作用并引发其凋亡，但目前对番茄红素的抗肿瘤的相关性研究较少，进一步的研究将深入探讨番茄红素对人脑胶质瘤的影响机制，并为番茄红素临床治疗胶质瘤提供理论依据。

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（收稿日期：2013-07-02）

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