作者：吕军 周立社 邵 国 ， 姜树原 龚向峰 付玉华 闫少春
【摘要】 目的：研究钒化钠诱导食管癌细胞系EC109凋亡及其可能的机制。方法：用半定量Western-Blot方法检测Caspase-3蛋白的激活水平。结果：一定浓度的钒化钠可使食管癌细胞系EC109 Caspase-3蛋白的激活水平升高。结论：钒化钠的抗肿瘤机制可能与Caspase-3蛋白的激活水平升高有关。
【关键词】 钒化钠;食管癌;细胞凋亡;Caspase-3
Abstract Objective：To investigate the effect of sodium vanadate on apoptosis of the esophageal cancer cell line EC109 and its possible mechanism. Methods：Western blot analysis was applied to determine modification of caspase-3 proteins. Results: The expression of Caspase-3 was evidently increased by sodium vanadate of certain concentration. Conclusion：The antitumor mechanism of Sodium vanadate may be related to upregulation of Caspase-3 expression.
Key word Sodium vanadate; Esophageal cancer; Cell apoptosis; Caspase-3
钒是化学元素周期表中VB族的过渡元素，现己被确认为人体必需的微量元素，参与人体许多不同的生理过程。随着对钒研究的深入，其抗癌作用也引起人们的注意。Ray等[1]研究显示钒化钠可以促进乳腺癌MCF7细胞凋亡，抑制其增殖，显示了钒化钠作为有效的化疗制剂的潜能。但关于钒化钠对食管癌细胞方面的研究尚未见报道。
本研究在体外实验中观察钒化钠对食管癌细胞系EC109的作用，揭示钒化钠抗肿瘤作用的分子机制，扩大其抗肿瘤谱，为钒化钠进一步发展成一种新型的抗肿瘤药物提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 药品及抗体 钒化钠购买于北京化学试剂公司(分析纯)，抗actin兔多克隆抗体、抗Caspase-3兔多克隆抗体、辣根酶标记的山羊抗兔IgG均购自Santa Cruze公司。
1.2 细胞株 人食管癌细胞系EC109购于中国科学院上海生物科学院细胞资源中心。
1.3 免疫蛋白印迹实验(Western-Blot) 常规培养人食管癌细胞系EC109细胞，按实验分组分别加入不同浓度的钒化钠，对照组不加药物。采用10 % SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳，将蛋白电转到硝酸纤维膜上，加一抗稀释液4 ℃过夜，结合辣根过氧化物酶标记二抗，用ECL化学发光试剂在X光胶片上曝光、显影、定影。以actin为内参照，应用凝胶成像分析系统进行条带扫描分析结果，结果以蛋白条带的面积积分值与actin的面积积分值比值表示。实验重复3次。
1.4 统计学处理 采用SPSS11.0软件包对数据进行单因素方差分析，统计数据以均数±标准差(x±s)表示，P&<0.05为差异有统计学意义。
2 结果
在50.0～200.0 μmol/L的浓度范围内随着药物浓度的增加和药物处理时间的延长，Caspase-3激活的量呈现逐渐升高的趋势。见图1、表1。
图1 钒化钠对食管癌细胞Caspase-3表达的影响表1 钒化钠作用食管癌细胞不同时间后Caspase-3表达的面积积分值与actin面积积分值比值
3 讨论
食管癌是常见的消化道恶性肿瘤之一，寻找有效的化疗药物成为食管癌治疗领域研究的热点。Bishayee等[2]报道了一系列钒制剂对动物模型系统的抗肿瘤活性。生长细胞对钒化钠的毒性作用更敏感，通过皮下注射，钒化钠很有效地抑制了小鼠肿瘤生长，抑制癌细胞生长增殖[3]。本研究利用Western-Blot研究方法，分析钒化钠对肿瘤细胞生长的抑制作用及其分子机制。为进一步将钒化钠研发成一种新的化疗药物提供理论基础。
肿瘤的发生、发展与凋亡有密切关系。肿瘤不仅有细胞增殖和分化的异常，亦有细胞凋亡的异常。细胞凋亡的分子机制研究表明，凋亡是多基因参与的级联反应过程，其中Caspase-3是凋亡的执行器之一[4]。Caspase-3为凋亡的效应分子，是凋亡途径下游进行底物酶解的关键蛋白酶，被称为凋亡的“执行者”[5]。Caspase-3是多种凋亡途径共同作用的因子，其蛋白表达水平的高低决定着细胞凋亡程度[5]。
目前，以诱导凋亡为目标的肿瘤治疗战略主要是通过各种因子活化Caspase-3前体而实现的。本实验结果显示，不同浓度钒化钠作用食管癌细胞系EC109后，低浓度钒化钠组对Caspase-3蛋白的表达无明显影响，高浓度组Caspase-3蛋白的活性增加。提示一定浓度的钒化钠可能通过激活Caspase-3而发挥其促进食管癌细胞系EC109细胞凋亡的作用。这一结果为钒化钠防治食管癌的临床应用奠定理论基础。由于细胞凋亡是一个极其复杂、涉及多步骤、多因子参与的过程，故钒化钠诱导肿瘤细胞凋亡的详细机制仍需进一步研究。
参考文献
[1] Ray RS，Rana B，Swami B，et al.Vanadium mediated apoptosis and cell cycle arrest in MCF7 cell line[J].Chem Biol Interact，2006，(163):239-247.
[2] Bishayee A，ChaLterjee M. Inhibitory effect of vanadium on rat liver carcino genesis initiated with diethyl nitrosamine and promoted by Phenobarbital[J].Br Cancer，1995，(71):1214-1220.
[3] Cruz TF， Morgan A， Min W. In vitro and in vivo antineoplastic effects of orthovanadate[J]. Mol Cell Biochem，1995，153(1-2):161-166.
[4] 林春龙，张珍祥.FAK反义寡核苷酸促进人肺动脉平滑肌细胞凋亡[J].中国病理生理杂志，2006，22(2):288-291.
[5] 吕必华，张玲，刘静.COX-2抑制剂NS-398对肝癌HepG2细胞凋亡蛋白Bcl-2和Caspase-3表达的影响[J].公共卫生与预防医学，2007，18(4)：21-22.