芹菜素通过PI3K/Akt和MAPK信号通路诱导人大肠癌CL187细胞凋亡

林思; 秦慧真; 邓玲玉; 李泽宇; 谢凤凤; 张淼; 朱华

doi:10.13422/j.cnki.syfjx.20221122

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芹菜素通过PI3K/Akt和MAPK信号通路诱导人大肠癌CL187细胞凋亡

药理 | 更新时间：2022-08-30

- 芹菜素通过PI3K/Akt和MAPK信号通路诱导人大肠癌CL187细胞凋亡
- Apigenin Induces Apoptosis of Human Colorectal Cancer CL187 Cells via PI3K/Akt and MAPK Signaling Pathways
- 中国实验方剂学杂志 2022年28卷第19期页码：97-104
- 作者机构：
  
  1.广西中医药大学，南宁 530200
  2.广西中医药大学壮瑶药重点实验室，南宁 530200
- 作者简介：
  
  林思，在读硕士，从事中药鉴定与分析研究，E-mail：1751493407@qq.com
  朱华，博士，教授，博士生导师，从事中药品种、质量及资源开发研究，E-mail：zhuhuagx@163.com
- 基金信息：
  
  广西壮瑶药重点实验室项目(桂科基字［2014］32号);广西壮瑶药协同创新中心项目(桂教科研［2013］20号);广西第八批特聘专家项目（壮瑶药质量标准研究，桂人才通字〔2019〕13号）;广西一流学科中药学（民族药学）(桂教科研［2018］12号);广西民族药资源与应用工程研究中心(桂发改高技函〔2020〕2605号);广西中医药大学-中南大学壮瑶药研究联合实验室(桂科计字［2021］238号);广西产5种壮瑶药材质量标准与产品开发研究(桂科计字［2021］196号)
- DOI：10.13422/j.cnki.syfjx.20221122
  中图分类号： R22;R242;R2-031;R285.5
- 收稿日期：2022-01-17，
  
  网络出版日期：2022-03-29，
  
  纸质出版日期：2022-10-05
- 稿件说明：
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林思,秦慧真,邓玲玉等.芹菜素通过PI3K/Akt和MAPK信号通路诱导人大肠癌CL187细胞凋亡[J].中国实验方剂学杂志,2022,28(19):97-104.

LIN Si,QIN Huizhen,DENG Lingyu,et al.Apigenin Induces Apoptosis of Human Colorectal Cancer CL187 Cells via PI3K/Akt and MAPK Signaling Pathways[J].Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae,2022,28(19):97-104.
林思,秦慧真,邓玲玉等.芹菜素通过PI3K/Akt和MAPK信号通路诱导人大肠癌CL187细胞凋亡[J].中国实验方剂学杂志,2022,28(19):97-104. DOI： 10.13422/j.cnki.syfjx.20221122.

LIN Si,QIN Huizhen,DENG Lingyu,et al.Apigenin Induces Apoptosis of Human Colorectal Cancer CL187 Cells via PI3K/Akt and MAPK Signaling Pathways[J].Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae,2022,28(19):97-104. DOI： 10.13422/j.cnki.syfjx.20221122.

摘要

目的

观察芹菜素对人大肠癌CL187细胞增殖和凋亡的作用及相关机制。

方法

选择人大肠癌CL187细胞，利用芹菜素（0、30、45、60 mg·L

-1

）进行干预后，采用噻唑蓝（MTT）比色法和克隆形成实验检测芹菜素对CL187细胞的增殖作用；Hoechst 33258染色法观察细胞凋亡；实时荧光定量聚合酶链式反应（Real-time PCR）检测芹菜素对CL187细胞胱天蛋白酶-3（Caspase-3）、B细胞淋巴瘤-2（Bcl-2）、Bcl-2相关X蛋白（Bax）mRNA表达水平；蛋白免疫印迹法（Western blot）观察芹菜素对细胞凋亡相关蛋白Caspase-3、Bcl-2、Bax和磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B（PI3K/Akt）信号通路中Akt、磷酸化（p）-Akt及丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）信号通路中细胞外调节蛋白激酶（ERK1/2）、p-ERK1/2、c-Jun氨基末端激酶（JNK）、p-JNK、p38 MAPK、p-p38 MAPK蛋白表达的影响。

结果

与空白组比较，芹菜素组细胞存活率显著降低，细胞增殖抑制率显著升高（

0.01）；与空白组比较，芹菜素组细胞克隆数和克隆形成率显著降低，克隆形成抑制率显著升高（

0.01）；不同浓度芹菜素干预CL187细胞48 h，与空白组比较，在荧光显微镜下可观察到细胞核固缩，染色质凝聚，细胞荧光反应增强等典型的细胞凋亡特征；与空白组比较，芹菜素组（45、60 mg·L

-1

）抑凋亡基因Bcl-2 mRNA表达水平显著降低（

0.01），芹菜素组促凋亡基因Bax和Caspase-3 mRNA表达明显升高（

0.05，

0.01）。与空白组比较，芹菜素组促凋亡蛋白Caspase-3蛋白表达水平明显上调（

0.05，

0.01），芹菜素组（45、60 mg·L

-1

）促凋亡蛋白Bax蛋白表达显著上调（

0.01），芹菜素组抑凋亡蛋白Bcl-2表达水平明显下调（

0.05，

0.01）。与空白组比较，芹菜素组（60 mg·L

-1

）Akt蛋白表达显著下调（

0.01），芹菜素组（45、60 mg·L

-1

）p-Akt、ERK1/2、p-ERK1/2蛋白表达显著下调（

0.01），芹菜素组JNK、p-JNK蛋白表达明显上调（

0.05，

0.01），芹菜素组（60 mg·L

-1

） p38 MAPK蛋白表达明显上调（

0.05），芹菜素组p-p38 MAPK蛋白表达显著上调（

0.01），芹菜素组p-Akt/Akt明显降低（

0.05，

0.01），芹菜素组p-ERK1/2/ERK1/2显著降低（

0.01），芹菜素组（45、60 mg·L

-1

）p-JNK/JNK明显升高（

0.05，

0.01），芹菜素组p-p38 MAPK/p38 MAPK显著升高（

0.05，

0.01）。

结论

芹菜素可抑制大肠癌CL187细胞增殖并促进细胞凋亡，其作用机制可能与抑制PI3K/Akt信号通路和调控MAPK信号通路相关蛋白的表达有关。

Abstract

Objective

To study the effect of apigenin on the proliferation and apoptosis of human colon cancer CL187 cells and the underlying mechanisms.

Method

Human colorectal cancer CL187 cells were treated with different concentrations of apigenin （0， 30， 45， 60 mg·L

-1

） according to the results of the preliminary experiment. The proliferation of CL187 cells was detected by methyl thiazolyl tetrazolium （MTT） and colony formation assays， and the apoptosis was observed via Hoechst 33258 staining. Real-time fluorescence quantitative PCR was conducted to determine the mRNA levels of cysteine protease-3 （Caspase-3）， B-cell lymphoma-2 （Bcl-2）， and Bcl-2-associated X protein （Bax） in the CL187 cells treated with apigenin. Western blot was employed to measure the protein levels of Caspase-3， Bcl-2， and Bax associated with apoptosis， protein kinase B （Akt） and phosphorylated Akt （p-Akt） in phosphatidylinositol 3-kinase/protein kinase B （PI3K/Akt） pathway， and extracellular signal-regulated kinases 1/2 （ERK1/2）， p-ERK1/2， c-Jun N-terminal kinase （JNK）， p-JNK， p38 mitogen-activated protein kinase （MAPK）， and p-p38 MAPK protein in MAPK pathway.

Result

Compared with the blank group， the apigenin groups had low cell survival rates and high inhibition rates on cell proliferation （

0.01）. Apigenin decreased the cell clone number and clone formation rate， and increased the inhibition rate on clone formation （

0.01）. After CL187 cells were treated with different concentrations of apigenin for 48 h， typical apoptosis characteristics such as nuclear pyknosis， chromatin condensation， and enhanced fluorescence reaction were observed. Compared with blank group， 45， 60 mg·L

-1

apigenin treatments down-regulated the mRNA level of anti-apoptotic gene Bcl-2 （

0.01） and all the apigenin treatments up-regulated those of the pro-apoptotic genes Bax and Caspase-3 （

0.05，

0.01）. Similarly， apigenin treatments down-regulated the protein level of Bcl-2 （

0.05，

0.01） and up-regulated those of Caspase-3 （

0.05，

0.01） and Bax （

0.01， 45， 60 mg·L

-1

）. The blank group had higher protein level of Akt than the 60 mg·L

-1

apigenin group （

0.01）， higher protein levels of p-Akt， ERK1/2， and p-ERK1/2 than the 45， 60 mg·L

-1

apigenin groups （

0.01）， and higher protein levels of JNK and p-JNK than the apigenin groups （

0.05，

0.01）. Compared with blank group， 60 mg·L

-1

apigenin up-regulated the protein level of p38 MAPK （

0.05）， and all the apigenin groups up-regulated that of p-p38 MAPK （

0.01）. Furthermore， apigenin lowered the p-Akt/Akt ratio （

0.05，

0.01） and p-ERK1/2/ERK1/2 ratio （

0.01）， while it increased the p-JNK/JNK ratio （45， 60 mg·L

-1

；

0.05，

0.01） and p-p38 MAPK/p38 MAPK ratio （

0.05，

0.01）.

Conclusion

Apigenin can inhibit the proliferation and promote the apoptosis of CL187 cells by inhibiting the PI3K/Akt signaling pathway and regulating the expression of proteins in the MAPK signaling pathway.

关键词

Keywords

references

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