硅钨酸 Keggin型硅钨酸盐K4[α—SiW12O40]·17H2O体外抗肿瘤活性研讨
陈梦+高莹雪++于娜+王晓晓++范美田++薛莹雪
[摘要]意图 组成Keggin型硅钨酸盐K4[α-SiW12O40]·17H2O（简称KSiW12），研讨其体外抗肿瘤活性。办法 通过IR、UV等表征手法对其结构进行表征，并运用四甲基偶氮唑盐（3-[4，5-dimethylthiazo-2-y]-2，5-diphenyltetrazolium bromide，MTT）比色法剖析KSiW12对人肝癌细胞（HepG2）以及人肺癌细胞（A549）的增殖按捺活性。选用光学显微镜调查两种肿瘤细胞在不同浓度药物效果后的形状改变。成果 Keggin型硅钨酸盐KSiW12对两种肿瘤细胞均有增殖按捺效果，具有药物浓度依赖性，对两种肿瘤细胞的IC50值别离为（7.5×10-5±3.2）mol/L和（1.7×10-4±3.8）mol/L。光学显微镜下经药物效果后的肿瘤细胞呈现舒展、变圆、缩小等形状改变。定论 硅钨酸盐KSiW12具有体外抗肿瘤活性，可以按捺肿瘤细胞增殖。
[关键词]Keggin型；硅钨酸盐；抗肿瘤；体外研讨
[中图分类号] R961 [文献标识码] A [文章编号] 1674-4721（2017）07（c）-0081-05
Study of anti-tumor activity in vitro of Keggin-type Silicotungstate K4[α-SiW12O40]·17H2O
CHEN Meng1 GAO Ying-xue2 YU Na1 WANG Xiao-xiao1 FAN Mei-tian1 XUE Ying-xue1▲
1.College of Pharmacy，Jilin Medical University，Jilin Province，Jilin 132013，China；2.College of Inspection，Jilin Medical University，Jilin Province，Jilin 132013，China
[Abstract]Objective To synthesize Keggin-type silicotungstate K4[α-SiW12O40]·17H2O （abbreviated form：KSiW12），and to study the in vitro anti-tumor activity.Methods The structure of KSiW12 was characterized by IR and UV.The inhibitory effect of KSiW12 on the growth of human hepatoma HepG2 cells and lung cancer A549 cells was studied by MTT（3-[ 4，5-dimethylthiazo-2-y]-2，5-diphenyltetrazolium bromide） assay.The morphological change in tumor cells affected by different concentration of drugs was observed by optical microscopes.Results KSiW12 could inhibited HepG2 and A549 cells proliferation，showing dose-dependent，with IC50 value of （7.5×10-5±3.2）mol/L and （1.7±10-4×3.8）mol/L，respectively.The morphological changes in tumor cells showed shrinking of cells and round cells under an optical microscope after treating with different concentrations of KSiW12.Conclusion KSiW12 can inhibit tumor cells growth.
[Key words]Keggin-type；Silicotungstate；Anti-tumor；Study in vitro
惡性肿瘤是损害人类生命健康的一种疾病，药物医治在恶性肿瘤的医治中占有重要位置。现在临床运用的大都抗肿瘤化学药物具有功率低、挑选性差、毒副反响大及肿瘤细胞耐药等缺陷，因而，研讨开发高效、低毒的抗肿瘤药物乃燃眉之急。
多酸又称为聚金属氧酸盐（POM），由含氧酸盐经缩合脱水构成，是一类金属-氧簇合物，是由d0组态的过渡金属离子，如钼（MoⅥ），钨（WⅥ），钒（VⅤ），铌（NdⅤ），钽（TaⅤ）等与氧原子高度聚合构成的具有空间网络结构的无机高分子聚合物[1]。因为多酸具有许多特别的性质，如体积大，热稳定性高，能传递并贮存电子，分子量较高，晶格氧可以搬迁以及电子结构多样性，使得其在催化、光学、磁学、医药、材料科学等范畴发挥着越来越重要的效果[2-5]。近年来，多酸在抗病毒[6-7]、抗肿瘤[8-11]、抗菌[12]等方面的研讨迅速地发展起来并获得显着成果，其间Keggin型结构的杂多酸盐因其特异的结构特征和较强的承受和搬运电子才能，具有较好的抗肿瘤、抗病毒效果[13-14]。本研讨参照文献[15]组成Keggin型结构的硅钨酸盐化合物K4[α-SiW12O40]·17H2O，挑选人肝癌细胞（HepG2）以及人肺癌细胞（A549）对其增殖按捺活性进行研讨。
1材料与办法
1.1仪器和试剂
IMPACT 400 FTIR型红外光谱仪（KBr压片）（美国NICOLET公司）；UV-1601PC型紫外分光光度计（日本SHIMADZU公司）；TDZ5-WS型低速离心机（湘仪试验室仪器开发有限公司）；HF90型CO2恒温细胞培育箱（上海力申科学仪器有限公司）；XDS1C型倒置生物显微镜（上海万衡精密仪器有限公司）；SW-CJ-1B型超净工作台（苏净集团姑苏安泰空气有限公司）；680型酶标仪（美国BIORAD公司）；MH-2型微量振动器（其林贝尔仪器制作有限公司）。
胰蛋白酶、DMSO、MTT（美国Sigma公司），胎牛血清、RPMI 1640培育基（GIBCO公司），双抗（青霉素钠、硫酸链霉素）（西安制药公司）。K4[α-SiW12O40]·17H2O选用1640培育液溶解，配制成浓度为10-2 mol/L的母液，0.22 μm的微孔滤膜过滤除菌后-20℃保存。
1.2细胞培育
将人肝癌细胞（HepG2）以及人肺癌细胞（A549）（美国ATCC细胞库）培育于含10%小牛血清及青霉素（100 U/ml）和链霉素（100 U/ml）的RPMI 1640培育基中，取对数成长期的细胞用于试验。
1.3 MTT法剖析细胞增殖力
取对数成长期的肿瘤细胞，调细胞密度为105个/ml，按200 μl/孔参加到96孔培育板中，在37℃、5% CO2培育箱中培育24 h后，将肿瘤细胞分红空白对照组和试验组，吸出培育液，试验组每孔参加药物溶液200 μl（药物的终浓度为10-5、10-4、2.5×10-4、5×10-4、10-3、2.5×10-3 mol/L），空白对照组每孔参加200 μl的1640培育液。每个浓度及对照均设3个复孔，放在培育箱中持续培育24 h，参加MTT试剂20 μl/孔，持续在培育箱内培育4 h使得MTT复原成为甲瓒。培育停止时，弃去上清液，参加DMSO 150 μl/孔，在微量振动器上振动10 min使甲瓒彻底溶解，放入到酶标仪中，测定570 nm处的吸光值（OD值）。药物对肿瘤细胞增殖按捺率的计算公式为：增殖按捺率=（1-试验组OD值/空白對照组OD值）×100%，重复试验3次，取平均值。
1.4肿瘤细胞的形状学调查
取对数成长期的肿瘤细胞，培育24 h后，去上清液，将细胞分红空白对照组和试验组（药物的终浓度为10-5、10-4、2.5×10-4、5×10-4、10-3、2.5×10-3 mol/L），培育24 h后，将试验组与空白对照组于倒置显微镜下调查不同浓度药物对肿瘤细胞的影响，从成长按捺、细胞形状进行评价。
2成果
2.1红外光谱
使用傅立叶红外光谱仪对硅钨酸盐KSiW12进行结构表征，图1为KSiW12的红外谱图。从图中可以看出，KSiW12在1020、980、925、892、878、780、553、538、474、413 cm-1处有吸收峰。
图1 KSiW12的红外谱图
2.2紫外光谱
使用紫外分光光度计对硅钨酸盐KSiW12的结构进行进一步断定，图2为KSiW12的紫外谱图，从图中可以看出，KSiW12在200、260 nm处有吸收峰。
2.3不同浓度的KSiW12对肿瘤细胞形状学的影响
别离选用不同浓度10-5、10-4、2.5×10-4、5×10-4、10-3、2.5×10-3 mol/L的KSiW12处理肿瘤细胞，研讨不同浓度的KSiW12对肿瘤细胞形状学的影响。处理24 h后，空白对照组的肿瘤细胞紧贴瓶底，成长密布，细胞间衔接严密，呈现规矩的多边形，圆形细胞少。而通过药物KSiW12处理的肿瘤细胞，跟着药物浓度的升高，由滑润的、有规矩的形状逐步变圆，呈现舒展、缩小等形状改变，而且增殖数目显着削减，细胞密度下降（图3、图4）。
2.4 MTT比色法剖析肿瘤细胞增殖按捺率
因为活细胞的线粒体具有复原MTT构成紫色化合物的才能，该化合物在570 nm波长下有强吸收。细胞逝世或增殖功用下降时，复原MTT的才能下降，570 nm波长下吸光度值会下降。研讨不同浓度的KSiW12对两种肿瘤细胞（人肝癌细胞HepG2以及人肺癌细胞A549）的增殖按捺效果，MTT比色法检测的成果如图5、图6所示。
从图中可以看出，硅钨酸盐KSiW12对HepG2和A549细胞均有显着的增殖按捺效果，而且跟着药物浓度的添加，按捺率也相应地有所增大，具有药物浓度依赖性。跟着药物效果时刻的添加，KSiW12对HepG2和A549细胞的按捺效果逐步增强，药物效果12 h时，最高按捺率别离为（84.0±2.2）%和（80.5±3.4）%；24 h时，最高按捺率别离为（89.0±2.5）%和（89.8±2.8）%；在药物效果48 h时，最高按捺率到达最大，别离为（90.1±3.3）%和（94.2±2.4）%，IC50值别离为（7.5×10-5±3.2）mol/L和（1.7×10-4±3.8）mol/L，提示硅钨酸盐KSiW12具有体外抗肿瘤活性。
3评论
多酸的组成元素多样，从Mo、W、V等根本组成元素拓宽到包括周期表中的70多种元素，而且结构品种繁复，首要有Keggin型、Dawson型、Silverton型、Ande？鄄rson型等结构，构成了结构多样的化合物，其对体表里病毒和肿瘤均表现出较高的按捺活性[16]。
本研讨使用红外光谱和紫外光谱对KSiW12进行结构表征，从红外表征成果可以看出，KSiW12的红外吸收峰与文献[15]报导共同，而且在1000～700 cm-1范围内，980、925、878、780 cm-1处的吸收峰别离归属于W=Od键、Si-O键、W-Ob-W键和W-Oc-W键的特征峰[17]，是Keggin型结构杂多酸盐的红外特征吸收峰。从紫外表征成果可以看出，KSiW12的紫外吸收峰200 nm和260 nm别离归属于W=O键和W-O-W键的特征吸收峰，是Keggin型结构杂多酸盐的紫外特征吸收峰[17]。以上成果阐明KSiW12具有Keggin型结构，为所要组成的方针化合物。
MTT试验成果以及光学显微镜下肿瘤细胞形状改变成果均阐明，不同浓度的KSiW12效果于肿瘤细胞后，可以按捺肿瘤细胞增殖，在光学显微镜下，肿瘤细胞逐步呈现变圆、舒展等形状改变，细胞密度逐步削减，并呈药物浓度依赖性；而Keggin型杂多阴离子的抗肿瘤机制首要根据氧化复原反响，即肿瘤细胞外表一部分区域将WVI复原为WV，一起，肿瘤细胞外表的另一部分区域再氧化WV到WVI，肿瘤细胞在氧化复原的循环进程中被杀死[18-19]。因为肿瘤细胞和硅钨酸盐的效果进程比较复杂，抗肿瘤效果的详细机制尚需求进一步研讨。
综上所述，KSiW12对人肝癌细胞（HepG2）以及人肺癌细胞（A549）均有增殖按捺效果，具有药物浓度依赖性，IC50值别离为（7.5×10-5±3.2）mol/L和（1.7×10-4±3.8）mol/L，对折有用浓度较小，具有进一步研讨价值。光学显微镜下调查到，跟着药物浓度的添加，肿瘤细胞逐步呈现变圆、舒展、缩小等形状改变，而且细胞密度逐步削减，提示硅钨酸盐KSiW12具有体外抗肿瘤活性，可以按捺肿瘤细胞增殖，这为往后多酸药物在肿瘤医治方面的研讨运用供给了重要的试验数据。
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（收稿日期：2017-05-24 本文編辑：祁海文）