尼妥珠单抗与西妥昔单抗对食管癌放疗增敏作用的体外实验

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现代消化及介入诊疗 2020年第25卷第5期ModernDigestion&Intervention2020牞Vol.25牞No.5609
 ·基础研究·
尼妥珠单抗与西妥昔单抗对食管癌放疗增敏作用的体外实验
符洪犊,梁丽明
【摘要】目的 研究尼妥珠单抗(h R3)和西托昔单抗(C225)对食管癌患者放射增敏作用的影响。

方法 体外培养人食管癌细胞株TE 13,分为对照组(单纯X线照射干预)、h R3组(X线照射+h R3干预)及C225组(X线照射+C225干预)。

完成后收集细胞,采用免疫印迹法(Westernblot)检测EGFR信号通路相关蛋白水平,应用克隆形成实验分析h R3与C225对食管癌细胞株放疗敏感性的影响。

分别采用单溶液细胞增殖分析(MTS)法和流式细胞术检测各组细胞增殖率和凋亡率。

结果 Westernblot显示C225组p EGFR、p MAPK表达均低于对照组和h R3组(P<0 05)。

克隆形成实验显示h R3与C225作用于食管癌细胞的放射增敏比(SER)分别为1 35和1 50,C225组平均致死量(D0)、准阈剂量(Dq)、外推值(N)及2Gy照射后存活分数(SF2)均低于对照组和h R3组(P<0 05)。

C225组细胞增殖率显著低于对照组和h R3组,细胞凋亡率显著高于对照组和h R3组,差异均有统计学意义(P<0 05)。

三组食管癌TE 13细胞株G2/M与S期细胞周期分布比率差异显著(P<0 05),其中C225组G2/M期细胞比例显著高于对照组和h R3组,S期细胞比例显著低于对照组和h R3组(P<0 05)。

结论 h R3与C225对食管癌放疗均具有增敏效果,且C225增敏作用较h R3作用更为显著,这可能与其抑制EGFR及下游蛋白表达有关。

【关键词】 食管癌;EGFR;尼妥珠单抗;西妥昔单抗;增敏效果;体外实验
中图分类号:R735.3;R571 文献标志码:A DOI:10.3969/j.issn.1672-2159.2020.05.013
作者单位:570208中南大学湘雅医学院附属海口医院心胸外二科
通信作者:梁丽明,E mail:liangliming008@163.com基金项目:海南省卫生计生科研项目(16A200018)
ThevitroexperimentofradiosensitizingeffectofnitorzumabandcetuximabonesophagealcancerFUHong du牞LIANGLi ming
Departmentofcardiothoracicsurgery牞Haikouhospital牞XiangyaMedicalCollege牞CentralSouthUniversity牞570208
【Abstract】Objective Tostudythevitroexperimentofradiosensitizingeffectofnitorzumab牗h R3牘andcetuximab牗C225牘onesophagealcancer.Methods ThehumanesophagealcancercelllineTE 13wereculturedinvitro牞theyweredividedintocontrolgroup牗X rayintervention牘牞h R3group牗X ray+h R3intervention牘andC225group牗X ray+C225intervention牘.Thecellswerecollectedaftercompletion牞andtheEGFRsignalpathwayrelatedproteinsweredetectedbyWesternblot牞theeffectofh R3andC225onradiosensitivityofesophagealcancercelllinewereanalyzedbyclonogenesis.Thecellproliferationrateandapoptosisrateweredetectedbysinglesolutioncellproliferationanalysis牗MTS牘andflowcytometry.Results TheWesternblotshowedthattheexpressionofp EGFRandp MAPKinC225groupwerelowerthanthoseincontrolgroupandh R3group.Thesensitizatioenhancementratio牗SER牘ofh R3andC225onesophagealcancercellswere1.35and1.50牞respectively牞themeanlethaldose牗D0牘牞quasithresholddose牗Dq牘牞extrapolationvalue牗N牘牞survivingfractionat2Gy牗SF2牘inC225groupwerelowerthanthoseofthecontralgroupandh R3group.ThecellproliferationrateofC225groupwassignificantlylowerthanthatofthecontrolgroupandh R3group牞andtheapoptosisratewassignificantlyhigherthanthatofthecontrolgroupandh R3group牞thedifferencewerestatisticallysignificant牗P<0 05牘.ThereweresignificantdifferencebetweentheG2/MandS phasecellcycledistributionratioofTE 13celllinesinthreegroups牗P<0 05牘牞theG2/
M phasecellratioofC225groupwassignificantlyhigherthanthoseofthecontrolgroupandh R3group牞andtheS phasecellratiowassignificantlylowerthanthoseofthecontrolgroupandh R3group牗P<0 05牘.Conclusion Theh R3andC225havesensitizationeffectonesophagealcancerradiotherapy牞andC225hasmoresignificantsensitizationeffectthanh R3牞whichmayberelatedtotheinhibitionofEGFRanddownstreamproteinexpression.
【Keywords】esophagealcancer牷EGFR牷nimotuzumab牷cetuximab牷sensitizationeffect牷vitroexperiment
食管癌是上消化道主要恶性肿瘤,有报道显示其死亡率
居国内恶性肿瘤第2位[1]。

放射治疗是目前临床食管癌的主要方案,但近年来有学者提出食管癌对放射线抗拒增强[2],
这可能降低放射治疗的敏感性,影响治疗效果。

尼妥珠单抗
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 现代消化及介入诊疗 2020年第25卷第5期ModernDigestion&Intervention2020牞Vol.25牞No.5
(nimotuzumab,h R3)与西妥昔单抗(cetuximab,C225)是抗表皮生长因子受体(epidermalgrowthfactorreceptor,EGFR)单克隆抗体,既往报道证实h R3与C225可通过与EGFR结合,阻断其下游信号通路,从而发挥抗肿瘤作用[3-4]。

因而,有报道将h R3和C225与放疗联合应用[5],但有关EGFR表达对h R3和C225放疗增敏作用的影响,临床尚不明确。

本研究通过体外实验,探讨EGFR表达的临床意义。

报道如下。

1 资料与方法
1.1 实验设备和试剂
人食管癌细胞株TE 13购自上海美轩生物科技有限公司,尼妥珠单抗(百泰生物药业有限公司,国药准字S20080001,50mg∶10mL),西妥昔单抗(德国霍克大药厂,批准文号S20050095,100mg/20mL)。

AC03L055型胎牛血清购自上海李记生物科技有限公司,流式细胞仪购自美国ThermoABIAttuneNxT声波聚焦流式细胞仪。

艾美捷AbnovaEGFR单克隆抗体购自美国。

AnnexinV FITC/PI双染细胞凋亡检测试剂盒购自上海润成生物科技有限公司。

1.2 实验方法
(1)细胞株培养:采用含10%胎牛血清的RPMI 1640细胞培养基进行人食管癌细胞株TE 13培养,培养环境:37℃5%CO

恒温箱。

在室温下,以X线进行照射,参数:剂量7 6Gy/min,电压150kV,电流20mA,连续2h。

(2)免疫印迹法(Westernblot)检测EGFR信号通路蛋白:将细胞株接种于18个孔板,分为3组,每组6孔,h R3组与C223组分别给予h R3和C225干预各1d,再以4Gy照射1d,对照组直接给予4Gy照射1d。

完成后提取总蛋白,再进行电泳、转膜及免疫蛋白印记处理,完成后洗涤膜液,曝光后显影。

(3)流式细胞仪检测细胞凋亡:收集三组对数生长期TE 13细胞,分别接种于18个孔板,每组6孔,h R3组与C225组分别经h R3与C225处理24h,再以4Gy照射2d,利用流式细胞仪检测细胞凋亡率,操作按试剂盒说明进行。

(4)MTS法检测细胞增殖率:h R3组、C225组分别给予50μL/mLh R3和C225干预24h,对照组未行特殊干预,给予培养3d。

完成后去培养基,在每孔中加100μL10%MTS培养基,计算增值率=给药组酶标仪492μm处光密度值(OD)/未给药组OD值×100%[6]。

(5)克隆形成实验:取对数生长期单细胞悬液接于6孔板中,设计0、2、4、6及8Gy5个照射剂量,每个剂量3个复孔。

贴壁1d后再加入50μg/mLh R3或C225,培养1d后再以不同照射剂量干预3d。

再用培养液持续培养2周,采用甲醇固定,0 4%结晶紫染色。

在低倍显微镜(×100)下观察计算克隆形成率,采用Sigmaplot软件计算平均致死剂量(meanlethaldose,D

)、准阈剂量(quasithresholddose,D

)、外推值(extrapolationvalue,N)、2Gy照射后存活分数(surviving
fractionat2Gy,SF

)及放射增敏比(sensitizatioenhancementratio,SER)。

1.3 观察指标
记录h R3组、C225组及对照组D

、D

、N、SF

及SER水平,比较三组EGFR蛋白表达水平,记录细胞增殖率和凋亡
率,记录三组G

/G

期、G

/M期及S期细胞周期分布。

1.4 统计学方法
选用SPSS20 0软件包处理数据,计量资料以珋x±s表示,多组间比较行方差分析,两两比较行LSD t检验;计数资料以n(%)表示,组间行 2检验,P<0 05为差异有统计学意义。

2 结果
2.1 不同分组细胞放射敏感性参数
根据不同照射剂量获得平均存活分数,拟合食管癌TE 13细胞株生存曲线,见图1。

放射敏感性计算结果显示,h R3
组与C225组D

、D

、N及SF

均低于对照组,h R3组与C225组SER水平差异无统计学意义(P>0 05)。

见表1。

图1 不同剂量分组患者TE 13细胞株生存率
表1 不同分组细胞放射敏感性参数
组别nD0(Gy)Dq(Gy)N(Gy)SF2SER对照组62.09±0.48 3.18±0.83 4.34±1.68 0.98±0.44 -h R3组61.72±0.30 1.96±0.56 3.46±0.97 0.86±0.32 1.35±0.41C225组61.31±0.241.27±0.412.23±0.730.47±0.151.50±0.48统计值-F=7.249F=14.384F=4.706F=4.018t=0.582P值-0.0060.0000.0260.0400.573 注:与C225组比较, P<0 05
2.2 不同分组EGFR蛋白表达水平比较
Westernblot检测结果显示C225组p MAPK和p EGFR
表达水平均低于对照组和h R3组。

见表2,图2。

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 表2 不同分组p MAPK和p EGFR表达水平
组别np MAPK
p EGFR
对照组60.40±0.14
0.87±0.37
h R3组60.28±0.11
0.72±0.31
C225组60.15±0.05
0.39±0.12
F值-8.2284.387P值

0.004
0.032
注:与C225组比较,
P<0 0

图2 Westernblot检测不同分组食管癌细胞株中EGFR蛋白表达 注:1为对照组,2为h R3组,3为C225组2.3 不同分组细胞增殖和凋亡率比较
三组细胞增值率和凋亡率比较,差异有统计学意义(P<0 05),C225细胞增殖率显著低于对照组和h R3组,细胞凋亡率显著高于对照组和h R3组,差异有统计学意义(P<0 05)。

见表3,三组患者食管癌TE 13细胞株G2/
M与S期细胞周期分布比率差异显著(P<0 05),其中C225组G2/M期细胞比例显著高于对照组和h R3组,S期细胞比例显著低于对照组和h R3组,差异有统计学意义(P<0 05),见表4。

流式细胞术检测h
R3与C225对细胞凋亡的影响见图3。

表3 不同分组细胞增殖和凋亡率比较(珋
x±s,%)组别n细胞增殖率细胞凋亡率对照组697.56±2.34
2.63±0.87
h R3组687.08±2.46
7.34±2.25
C225组682.49±3.17
#9.05±2.19
#F值-49.77818.744P值

0.000
0.000
注:与对照组比较,
P<0 05,与h R3组比较,#P<0 05
表4 不同分组细胞周期分布比较(珋
x±s,%)组别nG0/G1G2/MS对照组660.37±6.055.29±2.31
35.24±4.70h R3组658.64±5.7614.18±3.93
29.76±5.57
C225组656.21±5.09
28.62±5.86 #18.69±6.91
#F值-0.82245.27412.685P值

0.459
0.000
0.001
注:
与对照组比较,
P<0 05,与h R3组比较,#P<0 0
5图3 流式细胞术检测h R3与C225对细胞凋亡的影响 图3A为对照组,图3B为h R3组,图3C为C225组
3 讨论
EGFR是CerbB表达产物,与肿瘤细胞分化、增殖密切相关,通过调节其下游通路相关因子,参与肿瘤增殖和生长过程,还可诱导COX 2表达,发挥协同作用,促进肿瘤进展
[7-8]。

放射治疗在食管癌治疗中的作用已成为临床共识,
但因放射引发的E
GFR过表达可能成为肿瘤DNA细胞修复损伤能力增强和放射抗拒性的重要诱因
[9-10]
,反而降低治疗
效果。

因而,阻断EGFR信号通路激活,抑制放射抗拒性,提高增敏作用成为食管癌放射治疗的新课题。

h R3与C225是目前临床常用的EGFR单抗药物,h R3是国内首个以EGFR为靶点的人源化单克隆抗体,既往报道显示h
R3与C225通过阻断内源化配体与EGFR结合,进而抑制其下游信号通路的激活[11-14]
,发挥抗肿瘤作用。

本研究
通过体外实验研究也发现h R3与C225对放射诱发的食管癌细胞增殖均有抑制作用。

另外,h R3与C225对EGFR信号通路蛋白EGFR和MAPK激活均有阻滞作用,这可能是C225
与h R3抑制肿瘤细胞增殖的机制[15]
,提示h R3与C225增敏作用可能与EGFR表达相关。

MonicaCS等[16]也认为
EGFR激活后可下调bcl 2基因表达,同时上调bax细胞凋亡活化基因,进而达到降低放疗敏感性作用。

本研究还发现C
225组细胞凋亡率显著高于h R3组和对照组,提示C225对食管癌细胞株的抑制作用优于h R3。

C225可与EGFR单价、双价结合,而h R3与EGFR仅双价结
合[17 18]
,这可能是C225抑制EGFR蛋白表达作用更明显的原
因。

此外,与h R3比较,C225联合放疗没有促进EGFR活性构象的形成,这提高了对下游信号通路传导激活的阻滞作
用[19],抑制p MAPK表达,这可能是C225增敏效果优于h R3
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的原因之一。

另外,本研究显示C225组G0/G1期、G2/M期及S
期TE 13细胞株水平逐渐,提示C225可能具有时间依赖性,随着作用时间,细胞增殖抑制效果越显著,陈静等[20]还认
为作用时间与药物浓度还可能存在交互作用,增强肿瘤细胞杀伤能力,抑制T
E 13细胞增殖,支持本研究结果。

综上,h R3与C225对食管癌细胞株具有放疗增敏作用,C225作用较h R3更明显,这可能与其抑制EGFR及下游蛋白表达有关。

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(收稿日期:2020 02 27)
(本文编辑:王志青櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒

(上接第608页)
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(本文编辑:赵芯梅)。

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