Effect of Curdione on MDA-MB-231 Cell Cycle and Apoptosis

Kai-yuan ZHANG; Ling-ling LYU; Jing-xian CHEN; Jia-yue XU; Qiong LI; Yuan WU; Lan ZHENG

doi:10.13422/j.cnki.syfjx.20211298

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Effect of Curdione on MDA-MB-231 Cell Cycle and Apoptosis

Pharmacology | 更新时间：2021-06-25

- Effect of Curdione on MDA-MB-231 Cell Cycle and Apoptosis
- Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae Vol. 27, Issue 12, Pages: 74-81(2021)
- 作者机构：
  
  上海交通大学医学院附属瑞金医院，上海 200025
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.13422/j.cnki.syfjx.20211298
  CLC： R2-0;R22;R285.5;R289;R979.1
- Received：09 February 2021，
  
  Published Online：22 April 2021，
  
  Published：20 June 2021
- 稿件说明：
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张凯媛,吕玲玲,陈敬贤等.莪术二酮对MDA-MB-231细胞周期和凋亡的影响[J].中国实验方剂学杂志,2021,27(12):74-81.

ZHANG Kai-yuan,LYU Ling-ling,CHEN Jing-xian,et al.Effect of Curdione on MDA-MB-231 Cell Cycle and Apoptosis[J].Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae,2021,27(12):74-81.
张凯媛,吕玲玲,陈敬贤等.莪术二酮对MDA-MB-231细胞周期和凋亡的影响[J].中国实验方剂学杂志,2021,27(12):74-81. DOI： 10.13422/j.cnki.syfjx.20211298.

ZHANG Kai-yuan,LYU Ling-ling,CHEN Jing-xian,et al.Effect of Curdione on MDA-MB-231 Cell Cycle and Apoptosis[J].Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae,2021,27(12):74-81. DOI： 10.13422/j.cnki.syfjx.20211298.

摘要

目的

探讨莪术二酮对三阴性乳腺癌细胞MDA-MB-231增殖、凋亡和细胞周期的作用。

方法

体外培养MDA-MB-231细胞，以卡培他滨作为阳性对照，采用细胞增殖与活性检测（CCK-8）法检测不同浓度的莪术二酮（125，250，500，1 000，2 000 μmol·L

-1

）作用细胞24，48 h后对细胞活力的影响；选取3个有效抑制增殖的莪术二酮浓度（250，500，1 000 μmol·L

-1

）进行后续实验。流式细胞术结合碘化丙啶（PI）染色法检测莪术二酮对细胞周期的影响；增设高浓度组（2 000 μmol·L

-1

），用JC-1法检测莪术二酮对细胞线粒体膜电位的影响，并采用流式细胞术结合Annexin V-FITC/PI双染色法检测细胞凋亡的情况；蛋白免疫印迹法（Western blot）检测莪术二酮作用后细胞中周期调控和凋亡相关蛋白表达的变化。

结果

与空白组比较，250，500，1 000，2 000 μmol·L

-1

莪术二酮对细胞增殖有显著抑制作用（

0.01），效果呈浓度和时间依赖性，24 h和48 h的半抑制浓度（IC

）分别为1 607，1 401 μmol·L

-1

；250，500，1 000 μmol·L

-1

莪术二酮可将细胞阻滞在G

期；250 μmol·L

-1

莪术二酮对细胞线粒体膜电位无影响，500，1 000，2 000 μmol·L

-1

莪术二酮可使细胞线粒体膜电位明显下降（

0.05，

0.01）；250，500，1 000 μmol·L

-1

莪术二酮可使凋亡细胞比例明显增加（

0.05，

0.01）；各浓度莪术二酮可使B淋巴细胞瘤-2相关X蛋白（Bax）/ B淋巴细胞瘤-2（Bcl-2）明显增加（

0.05，

0.01），半胱氨酸天冬氨酸蛋白水解酶-3（Caspase-3）蛋白表达量无明显变化，而Caspase-9，cleaved Caspase-9，cleaved Caspase-3，p53和p21蛋白表达量均有所增加（

0.05）。

结论

一定浓度的莪术二酮能抑制MDA-MB-231细胞的增殖，可能与其阻滞细胞周期、诱导细胞凋亡有关。

Abstract

Objective

To investigate the effects of curdione on the proliferation， apoptosis and cell cycle of triple negative breast cancer cell line MDA-MB-231.

Method

MDA-MB-231 cells were cultured

in vitro

with capecitabine （positive control） and curdione at different concentrations （125， 250， 500， 1 000， and 2 000 μmol·L

-1

）， respectively， for detecting their viability using the cell counting kit-8 （CCK-8） at 24 and 48 h. Three effective inhibitory concentrations （250， 500， and 1 000 μmol·L

-1

） against cell proliferation were selected for subsequent experiments. The effect of curdione on cell cycle was determined by flow cytometry combined with propidium iodide （PI） staining. After the set-up of high-concentration （2 000 μmol·L

-1

） group， the effect of curdione on cell mitochondrial membrane potential was measured by JC-1（5，5，6，6-tetrachloro-1，1，3，3-tetraethylbenzimidazolylcarbocyanine iodide） staining， followed by the detection of cell apoptosis by flow cytometry combined with Annexin V-FITC/PI double staining. The changes in cell cycle status and apoptosis-related protein expression following curdione intervention were assayed by Western blot.

Result

Compared with the blank control， curdione at 250， 500， 1 000， and 2 000 μmol·L

-1

significantly inhibited the proliferation of MDA-MB-231 cells （

0.01）， exhibiting a concentration- and time-response relationship. The half maximal inhibitory concentration （IC

） values at 24 and 48 h were 1 607 and 1 401 μmol·L

-1

， respectively. Curdione at 250， 500， and 1 000 μmol·L

-1

arrested cells in G

phase. Curdione at 250 μmol·L

-1

had no effect on cell mitochondrial membrane potential， which， however， declined significantly in the 500， 1 000， and 2 000 μmol·L

-1

groups （

0.05，

0.01）. Curdione at 250， 500， and 1 000 μmol·L

-1

obviously increased the proportion of apoptotic cells （

0.05，

0.01）. Curdione at each concentration elevated the Bcl-2-associated X protein （Bax）/B-cell lymphoma 2 （Bcl-2） ratio （

0.05，

0.01）， but did not change the cysteinyl aspartate-specific protease-3 （Caspase-3） expression. The protein expression levels of Caspase-9， cleaved Caspase-9， cleaved Caspase-3， p53， and p21 were up-regulated （

0.05）.

Conclusion

A certain concentration of curdione inhibits the proliferation of MDA-MB-231 cells， which may be related to its efficacy in arresting cell cycle and inducing apoptosis.

关键词

Keywords

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