70年以來國內(nèi)外一系列研究證明
靈芝[Ganoderma lucidum(Leyss。ex Fr。)Karst。] 對(duì)動(dòng)物移植性
腫瘤具有抑制作用,可使瘤重減輕,生存時(shí)間延長(zhǎng)。并認(rèn)為
靈芝多糖可能是
靈芝抗腫瘤作用的重要有效成份[1]。然而,
靈芝的
抗腫瘤作用是如何產(chǎn)生的?
靈芝是直接殺死腫瘤細(xì)胞,還是像一些學(xué)者推測(cè)的那樣:
靈芝是通過機(jī)體內(nèi)部的
抗腫瘤機(jī)制間接殺死腫瘤細(xì)胞,這些均是目前學(xué)術(shù)界關(guān)注的焦點(diǎn)。為此,我們采用體內(nèi)外
抗腫瘤實(shí)驗(yàn)方法和細(xì)胞分子生物學(xué)技術(shù)以及血清藥理學(xué)方法探討了
靈芝的
抗腫瘤作用及其機(jī)制。
1 靈芝的體內(nèi)抗腫瘤作用 給Blab/c 小鼠皮下接種肉瘤S-180后,灌胃靈芝提取物(GLE)5、10、20g(生藥)/kg,共10d,可顯著抑制S-180肉瘤生長(zhǎng),其抑瘤率分別為22。77%、41。58%和60。89%[2]。同樣,灌胃靈芝多糖B(GL-B)50、100、200mg/kg ,共10d,也可抑制Balb/c小鼠S-180生長(zhǎng),抑瘤率分別為27。70%、55。83%和66。70%。GL-B與環(huán)磷酰胺(Cyclophosphamide,Cy)并用還能增強(qiáng)后者的抗腫瘤作用[3]。我們還發(fā)現(xiàn)靈芝菌絲體多糖50、100mg/kg 可顯著抑制Balb/c 小鼠和昆明種小鼠移植性肉瘤S-180 生長(zhǎng),其抑瘤率分別為52。86%、78。10%和37。78%、61。79%。以上結(jié)果證明,靈芝及其所含多糖在小鼠體內(nèi)具有抗腫瘤作用。
2
靈芝在體外對(duì)腫瘤細(xì)胞的作用
靈芝在體外對(duì)腫瘤細(xì)胞是否有直接抑制作用?我們將濃度為50、100、200mg(生藥)/mL 的GLE加至體外培養(yǎng)的S-180 細(xì)胞培養(yǎng)基中, 用MTT法檢測(cè)腫瘤細(xì)胞增殖活性,結(jié)果GLE對(duì)S-180細(xì)胞的增殖并無直接抑制作用(見表1)[3]。同樣,將GL-B(50~200mg/L)直接加入到人
白血病細(xì)胞(HL-60)培養(yǎng)基中,GL-B對(duì)HL-60細(xì)胞的增殖亦無顯著抑制作用。
靈芝菌絲體多糖(5。9~750mg/L)對(duì)HL-60細(xì)胞在體外生長(zhǎng)也無抑制作用[3]。這些結(jié)果指出,
靈芝及其所含多糖并不能直接抑制或殺死腫瘤細(xì)胞,即它們并非細(xì)胞毒類
抗腫瘤藥。
靈芝雖不能直接殺死腫瘤細(xì)胞,但它是否能像一些
抗腫瘤藥那樣誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡?細(xì)胞凋亡(apoptosis)是一種細(xì)胞主動(dòng)死亡過程,目前發(fā)現(xiàn),一些
抗腫瘤藥如烷化劑、抗代謝藥、抗激素藥等均能通過誘導(dǎo)對(duì)其敏感的腫瘤細(xì)胞株的凋亡而實(shí)現(xiàn)
抗腫瘤作用。
靈芝是否能誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡?我們采用瓊脂糖凝膠電泳法和流式細(xì)胞儀檢測(cè)法觀察
靈芝對(duì)體外培養(yǎng)的腫瘤細(xì)胞凋亡的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn):當(dāng)濃度為50~100mg(生藥)/mL 時(shí), GLE不能直接誘導(dǎo)體外培養(yǎng)的S-180細(xì)胞凋亡(表1)。GL-B(50~200mg/L)亦不能直接誘導(dǎo)HL-60細(xì)胞凋亡[2,3]。而
靈芝菌絲體多糖即使?jié)舛雀哌_(dá)600mg/L , 也不能直接誘導(dǎo)HL-60細(xì)胞凋亡[4]。以上結(jié)果指出
靈芝及其所含多糖既不能直接抑制或殺死腫瘤細(xì)胞,又不能直接誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡。
靈芝在體內(nèi)的
抗腫瘤作用又是如何產(chǎn)生的呢?
3 靈芝抗腫瘤作用的血清藥理學(xué)研究 血清藥理學(xué)試驗(yàn)是指給試驗(yàn)動(dòng)物灌服中藥后,取服藥動(dòng)物的血清,即含藥血清代替中藥進(jìn)行體外試驗(yàn)的方法。含藥血清中可能含有所服中藥或其活性代謝產(chǎn)物,也可能含有在中藥作用下產(chǎn)生的內(nèi)源性活性物質(zhì), 并因此而產(chǎn)生藥理作用。為了探討靈芝及其所含多糖在體內(nèi)的抗腫瘤作用機(jī)制, 我們采用了血清藥理學(xué)方法進(jìn)行了以下研究:給小鼠灌胃GLE5、10、20g(生藥)/kg,共10d, 最后一次給藥后1h, 取血,無菌分離血清,經(jīng)56℃,30min滅活處理后,并經(jīng)微孔濾膜過濾除菌,置-20℃保存?zhèn)溆。將此含GLE血清加至體外培養(yǎng)的S-180細(xì)胞中,可明顯抑制S-180細(xì)胞生長(zhǎng)并可誘導(dǎo)S-180細(xì)胞凋亡(見表1)[2]。與以上結(jié)果相似,經(jīng)小鼠灌胃不同劑量的GL-B后,取出小鼠的血清(含GL-B血清),并觀察此血清在體外對(duì)HL-6細(xì)胞生長(zhǎng)的影響。結(jié)果可見含GL-B血清可顯著抑制HL-60 細(xì)胞增殖并明顯地誘導(dǎo)HL-60細(xì)胞凋亡[3]。結(jié)果提示,小鼠灌服GLE或GL-B后血清中可能出現(xiàn)了一種有抗 腫瘤活性的物質(zhì)。究竟是什么物質(zhì)?我們又分別采用生物法和ELISA方法,檢測(cè)GLE血清中TNFa的活性和IFNg的含量。TNFa活性測(cè)定用L929細(xì)胞結(jié)晶紫染料攝入法。TNFa可使小鼠成纖維細(xì)胞株L929細(xì)胞死亡,用結(jié)晶紫染料可使活細(xì)胞著色,加入細(xì)胞裂解劑SDS, 可使染料從細(xì)胞內(nèi)脫出顯色,通過酶標(biāo)儀直接進(jìn)行比色測(cè)定,反映細(xì)胞的存活狀態(tài),從而間接反映TNFa的活性,OD值越小反映TNFa的活性越大。IFNg的測(cè)定采用小鼠IFNg ELISA 試劑盒測(cè)定,該法可準(zhǔn)確定量。結(jié)果顯示,GLE5、10、20g(生藥)/kg或GL-B 50,100,200mg/kg灌胃小鼠血清中TNFa的活性隨GLE或GL-B的劑量增加而增強(qiáng),并表現(xiàn)出明顯的劑量依賴關(guān)系[2,3]。相同劑量處理小鼠血清中IFNg的含量亦顯著增加(見表2、表3)。已知TNFa和IFNg對(duì)腫瘤細(xì)胞均具有細(xì)胞毒作用,TNFa在體外可誘導(dǎo)多種不同來源的腫瘤細(xì)胞凋亡,因此,含GLE或GL-B血清在體外抑制腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)和促進(jìn)腫瘤細(xì)胞凋亡的作用,至少與其中所含TNFa和IFNg有關(guān),而后二者是在GLE或GL-B作用下,在體內(nèi)生成的。而IFNg還可與TNFa協(xié)同作用使后者誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡的作用增強(qiáng)。表1 GLE和含GLE血青對(duì)S-180細(xì)胞增殖和凋亡的影響。
4 靈芝與巨噬細(xì)胞、脾細(xì)胞共同培養(yǎng)上清液對(duì)腫瘤細(xì)胞增殖和凋亡的影響 為了進(jìn)一步探討靈芝多糖的抗腫瘤作用機(jī)制。我們?cè)谛∈蟾骨痪奘杉?xì)胞培養(yǎng)中,加入濃度為50、100、200mg/L 的GL-B共同培養(yǎng)24h,然后取共培養(yǎng)上清液(GL-B-PM-CM)加至HL-60細(xì)胞培養(yǎng)基中,可顯著抑制HL-60 細(xì)胞增殖和促其凋亡[2,3]! ∵@一結(jié)果提示,在GL-B作用下,共培養(yǎng)上清液中出現(xiàn)一種能抑制HL-60細(xì)胞增殖并促其凋亡的活性物質(zhì),是否就是前述試驗(yàn)中的TNFa?我們進(jìn)一步用生物法檢測(cè)培養(yǎng)上清中TNFa的含量。結(jié)果發(fā)現(xiàn),GL-B確有誘導(dǎo)小鼠腹腔巨噬細(xì)胞產(chǎn)生TNFa的作用, 并呈現(xiàn)出明顯的量效關(guān)系。同上劑量的GL-B與小鼠脾細(xì)胞共同培養(yǎng)上清(GL-B-S-CM)亦能顯著抑制HL-60細(xì)胞增殖并促進(jìn)其凋亡,這一作用也和GL-B與小鼠脾細(xì)胞共同培養(yǎng)上清中INFg含量增加一致。同樣,濃度為12。5、50、200mg/L的靈芝菌絲體多糖與小鼠腹腔巨噬細(xì)胞共培養(yǎng)24h,共培養(yǎng)上清液可顯著抑制HL-60細(xì)胞增殖,并促其凋亡。與此同時(shí),上清液中TNFa的分泌亦明顯增加[5]。Wang等(1997)將靈芝子實(shí)體多糖PS-G直接加入白血病細(xì)胞株HL-60和V937細(xì)胞培養(yǎng)中,既不能抑制此二細(xì)胞株增殖,也不能誘導(dǎo)此二細(xì)胞株凋亡。但在此二細(xì)胞培養(yǎng)中,加入20%(vol/vol)PS-G與人外周血單核細(xì)胞培養(yǎng)液則可顯著抑制此二細(xì)胞增殖,并促其凋亡。進(jìn)一步研究還證明,在健康人外周血單核細(xì)胞或T淋巴細(xì)胞培養(yǎng)中加入PS-G,可明顯促進(jìn)巨噬細(xì)胞生成IL-1b、TNFa和IL-6以及T淋巴細(xì)胞生成IFNg[6],這些結(jié)果均說明靈芝多糖確能直接作用于巨噬細(xì)胞和T淋巴細(xì)胞,促其產(chǎn)生TNFa和IFNg等細(xì)胞因子,進(jìn)一步抑制腫瘤細(xì)胞或促其凋亡。
5 靈芝對(duì)巨噬細(xì)胞TNFa mRNA 和脾細(xì)胞 IFNg mRNA 表達(dá)的影響 為了進(jìn)一步在分子水平觀察GL-B促進(jìn)TNFa生成的機(jī)制,我們進(jìn)一步研究了GL-B對(duì)此二細(xì)胞因子mRNA 表達(dá)的影響,即在小鼠巨噬細(xì)胞或脾細(xì)胞培養(yǎng)基中加入不同濃度的GL-B,培養(yǎng)1~2d后用TRIZOL試劑提取細(xì)胞內(nèi)總RNA,加入相應(yīng)的細(xì)胞因子或內(nèi)對(duì)照b-actin引物和RT-PCR反應(yīng)體系,置PCR儀中擴(kuò)增,瓊脂糖電泳分析擴(kuò)增產(chǎn)物,并用圖像分析儀對(duì)擴(kuò)增的泳帶進(jìn)行輝度分析。結(jié)果表明GL-B可顯著促進(jìn)小鼠腹腔巨噬細(xì)胞TNFa mRNA和脾細(xì)胞IFNg mRNA的表達(dá)水平(見表4)。在體內(nèi)給藥的條件下,靈芝是否也能促進(jìn)這些細(xì)胞因子的mRNA 表達(dá)?我們給小鼠灌胃GLE5g(生藥)/kg、10g(生藥)/kg、20g(生藥)/kg,共10d,取小鼠的巨噬細(xì)胞或脾細(xì)胞,按前法測(cè)TNFa mRNA或IFNg mRNA表達(dá)。結(jié)果可見,給小鼠灌胃GLE可顯著增加小鼠巨噬細(xì)胞TNFa mRNA表達(dá)和脾細(xì)胞IFNg mRNA表達(dá)(見表5)[7,8]。
綜上所述,靈芝在體內(nèi)對(duì)小鼠移植性腫瘤有抗腫瘤作用,但對(duì)體外培養(yǎng)的腫瘤細(xì)胞無直接抑制作用。加之,靈芝能增強(qiáng)機(jī)體的免疫功能,如增強(qiáng)小鼠遲發(fā)型過敏反應(yīng)、促進(jìn)淋巴細(xì)胞增殖反應(yīng)、增強(qiáng)細(xì)胞毒T細(xì)胞的功能、增強(qiáng)巨噬細(xì)胞的吞噬功能、促進(jìn)白介素1(IL-1)、白介素2(IL-2)和白介素6(IL-6)的生成等[1],故推測(cè)靈芝的抗腫瘤作用可能是由機(jī)體免疫系統(tǒng)介導(dǎo)的。我們的研究證明:靈芝及其所含多糖在體內(nèi)可直接作用于巨噬細(xì)胞和脾細(xì)胞,促進(jìn)TNFa mRNA和IFN g mRNA 表達(dá),增加TNFa和IFNg的生成, 并因此而殺死腫瘤細(xì)胞。