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目的:本实验以慢性粒细胞白血病细胞系的急变株K562细胞为研究对象,研究反应停(thalidomide,Thd)诱导K562细胞凋亡及其抑制K562细胞VEGF表达的作用,为将反应停应用于临床治疗白血病提供实验基础和理论依据。
方法:
(1)K562细胞按常舰悬浮培养于含10%小牛血清的RPMI1640培养液中,以初始浓度1×106/mL接种于25mL培养瓶中,置于37℃,含5%CO2培养箱中孵育。每周传代2~3次,取对数生长期细胞作实验。
(2)设实验组(0.5、1.0、2.0mmol/Thd)、阴性对照组(0.5%DMSO)及阳性对照组(0.2μmol/L STI571)作用于K562细胞,分别处理24h、48h、72h和96h。每次实验前所用细胞进行台盼兰染色,活细胞计数在85%以上。
(3)反应停对K562细胞增殖作用的影响:取对数生长期的K562细胞,调节细胞密度至2×105/mL,加入不同浓度药物,按每孔100μL接种于96孔板,分别培养24h、48h、72h和96h。然后加入MTT 10μL,继续培养4h后,加入二甲基亚砜(DMSO)10μL,在酶标仪上490nm处测吸光度值(A值)。每个浓度组设5个复孔,实验重复三次。最后由A值计算生长抑制率,并绘制生长抑制曲线。
(4)形态学观察:用Thd处理K562细胞72h后,Wright-Giemsa染色,光镜下观察K562细胞形态学变化,并照相记录。
(5)反应停对K562细胞凋亡率的影响:取对数生长期的K562细胞,细胞密度调节至2×105/mL,加入不同浓度药物,按每孔1mL接种于24孔板,分别培养24h、48h、72h和96h。收集细胞及上清液(上清液将用于检测VEGF),重悬细胞,调整细胞密度为5×105~5×106/mL。AnnexinV-FITC/PI双染色后,FCM检测K562细胞的早期凋亡,其中FITC+/PI-为凋亡细胞;FITC+/PI+为继发性坏死细胞;FITC-/PI-为正常细胞:FITC-/PI+为坏死细胞。
(6)DNA琼脂糖凝胶电泳:将对数生长期的细胞用不同浓度药物处理72h后,收集细胞,按DNA提取试剂盒说明操作,提取DNA,1.8%琼脂糖凝胶电泳,观察DNA梯状条带(DNA ladder),检测K562细胞的晚期凋亡。
(7)反应停对K562细胞VEGF表达的影响:采用酶联免疫(ELISA)的实验方法,对培养上清液中VEGF含量进行定量分析,观测反应停对VEGF表达的影响。
结果:
(1)反应停抑制K562细胞增殖:反应停在0.5、1.0、2.0mmol/L 浓度时均能明显抑制K562细胞的增殖,存在明显浓度依赖关系。1.0、2.0mmol/L 浓度与阴性对照组比较差异显著(P<0.01),而0.5mmol/L 浓度与阴性对照组比较无显著差异(P>0.05)。反应停在0.5、1.0、2.0mmol/L 浓度与阳性对照组比较差异显著,其抑制K562细胞增殖作用明显比伊马替尼(STI571)弱。
(2)反应停诱导K562细胞凋亡的形态学观察:反应停处理K562细胞72h后,细胞出现体积缩小,胞质空泡化,染色质浓缩、边集,核固缩,细胞边缘可见突起,脱落后形成凋亡小体。阴性对照组形态变化不明显,但阳性对照组出现了较典型的形态学变化。
(3)反应停诱导K562细胞凋亡的定量分析:流式细胞仪(FCM)结果显示:反应停在0.5、1.0、2.0mmol/L浓度时能诱导K562细胞凋亡,而且K562细胞凋亡率随Thd浓度增加和作用时间延长而升高,具有浓度和时间依赖性,与阴性对照组比较差异显著(P<0.01),与阳性对照组比较同样具有明显差异(P<0.01)。
(4)DNA琼脂糖凝胶电泳:反应停作用于K562细胞72h后,提取DNA,进行DNA琼脂糖凝胶电泳,可见典型的DNA梯状条带,而阴性与阳性对照组均未见梯状条带。
(5)反应停下调K562细胞VEGF表达:反应停在0.5、1.0、2.0mmol/L 浓度时均能明显下调K562细胞VEGF的表达,存在明显浓度和时间依赖性,与阴性和阳性对照组比较,均具有显著差异(P<0.01)。
(6)VEGF与凋亡率之间的相关性:分析结果显示:反应停作用K562细胞一定时间后,在诱导K562细胞凋亡的同时,K562细胞VEGF的表达下调,K562细胞的凋亡率与VEGF表达水平呈负相关。
结论:
(1)反应停能明显抑制K562细胞增殖,其作用呈浓度依赖性。
(2)反应停能有效地诱导K562细胞凋亡,其作用呈浓度和时间依赖性。
(3)K562细胞自身能分泌VEGF。
(4)反应停能下调K562细胞VEGF的表达,其作用呈浓度依赖性。
(5)K562细胞的凋亡率与VEGF表达水平呈负相关。
(6)反应停对K562细胞的增殖抑制作用可能与其诱导K562细胞凋亡和下调K562细胞VEGF表达有关。(7)反应停诱导K562细胞凋亡的机制可能与反应停下调VEGF表达有关。