Y6逆转ABCB1及ABCG2介导的肿瘤多药耐药的研究以及对MAPK信号通道的影响

来源 :广西医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:luocai1982
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肝癌是广西高发的一种地域性肿瘤,在临床上,由于肿瘤的多药耐药导致化疗失败的现象普遍存在。ABC(ATP-binding cassette)跨膜转运蛋白超家族在肿瘤多药耐药中具有重要意义,尤其是其家族成员ABCB1、ABCC1及ABCG2是在耐药中被广泛研究且发挥重要作用的蛋白。  近年来,表没食子儿茶素没食子酸酯(epigallocatechin-3-gallate,EGCG),茶叶中活性最高的一种儿茶素,经研究发现不但具有抑制肿瘤、抗氧化、抑制血管生成等药理作用,还具有逆转肝癌多药耐药作用。本研究主要致力于深入开展Y6体内及体外逆转多药耐药的作用研究,与ABC跨膜转运蛋白相关的作用机制,以及对丝裂原活化蛋白激酶(Mitogen-activated protein kinase,MAPK)信号通道调控作用的影响。  目的:  1.研究Y6是否对ABCB1介导的细胞多药耐药的具有逆转作用,探究其耐药逆转的机制。  2.研究Y6是否对ABCG2介导的细胞多药耐药的具有逆转作用,探究其耐药逆转的机制。  3.研究Y6在逆转细胞多药耐药过程中是否对MAPK信号通路产生影响,探究各通路的磷酸化蛋白与耐药之间的关系。  4.采用人肝癌细胞BEL-7404和BEL-7404/DOX,建立裸鼠的人肿瘤异种移植瘤模型,探讨Y6体内抑瘤的效果。  方法:  1.(1)建立不同的细胞株:经阿霉素(doxorubicin,DOX)诱导的肝癌耐药细胞株BEL-7404/DOX及其亲本细胞株BEL-7404;经人胚肾HEK293细胞转染得到的HEK293/pcDNA3.1和ABCB1过表达的细胞株HEK/ABCB1。  (2)MTT法测定Y6在两对细胞中的毒性,以及Y6对耐药细胞株的耐药倍数的影响。确定逆转效果后选择肝癌耐药细胞株进行以下实验。  (3)Annexin-Ⅴ-FITC/PI染色法测定Y6联合阿霉素对细胞凋亡的影响。  (4)实时荧光定量PCR(Real-time PCR)法测定Y6在耐药逆转过程中对hif-1α及ABCB1基因的影响。  (5)蛋白免疫印迹(Western blot,WB)法检测Y6在耐药逆转过程中对缺氧诱导因子1α(Hypoxia-inducible factor-1alpha,HIF-1α)及ABCB1蛋白表达的影响。  (6)使用HIF-1α特异性抑制剂Oligomycin抑制HIF-1α表达后,WB法检测Y6在耐药逆转过程中对ABCB1蛋白表达的影响。  (7)ATPase试剂盒测定Y6对ABCB1蛋白的ATPase活性的影响。  (8)分子对接实验检测Y6与ABCB1蛋白的亲和力。  2.(1)建立不同的细胞株:经米托蒽醌诱导人非小细胞肺癌耐药细胞株NCI-H460/MX20及其亲本细胞株NCI-H460;经人胚肾HEK293细胞转染得到的HEK293/pcDNA3.1和ABCG2过表达的细胞株HEK/ABCG2-482-R2。  (2)MTT法测定Y6在两对细胞中的毒性,以及Y6对耐药细胞株的耐药倍数的影响。确定逆转效果后,选择米托蒽醌诱导的耐药株NCI-H460/MX20及其亲本细胞株NCI-H460进行以下实验。  (3)WB法检测Y6在耐药逆转过程中不同作用时间或不同作用浓度对耐药细胞中ABCG2蛋白表达的影响。  (4)免疫荧光(immumofluorescence,IF)法检测Y6在耐药逆转过程中对ABCG2亚细胞定位的影响。  (5)对NCI-H460和NCI-H460/MX20细胞使用放射性氚标记的米托蒽醌[3H]-Mitoxantrone处理后进行accumulation assay,检测Y6对细胞内的米托蒽醌累积浓度的影响。  3.WB法检测Y6在逆转人肝癌耐药细胞BEL-7404/DOX过程中,对MAPK的3条信号通道:细胞外信号调节激酶(extracellular signal-regulatedkinase,ERK)通道,应激激活蛋白激酶(stress-activated protein kinase,SAPK)通道,又叫c-Jun氨基末端激酶(c-Jun N-terminal kinase,JNK)通道及p38通道中的磷酸化蛋白p-ERK1/2、p-JNK以及p-p38表达的影响。  4.建立BEL-7404(8只裸鼠)和BEL-7404/DOX(48只裸鼠)细胞的异种移植瘤模型以探讨Y6体内的抑瘤作用。接种BEL-7404/DOX细胞的裸小鼠随机分组,每组8只,分为对照组、DOX组(单用阿霉素)、Y6组(单用Y6)、DE组(80mg/kg EGCG联合DOX)、DYL组(110mg/kg Y6联合DOX)、DYH组(220mg/kg Y6联合DOX)。实验开始前及结束剥瘤后称量小鼠体重,隔日测量瘤体大小,观察肿瘤的生长情况至给药20天结束。颈椎脱臼处死裸鼠,取瘤组织,称瘤块重量,计算抑瘤率,绘制肿瘤生长曲线。  结果:  1.(1)Y6在分别小于15μM和3μM的浓度下对肝癌细胞株和人胚肾细胞株无明显毒性。Y6在浓度为10μM和15μM时分别联合阿霉素使用,可以将BEL-7404/DOX的耐药倍数从29.2倍分别降至3.8和2.9倍;在浓度为1μM和2μM时分别联合阿霉素,可以将HEK/AB CB1细胞的耐药倍数从25.9降至3.0和1.8。在使用相同剂量的情况下,Y6对耐药细胞的逆转效果较EGCG好。  (2)单用阿霉素组的细胞晚期凋亡率为12.17%,联合10μM EGCG或10μM Y6或15μMY6后细胞的晚期凋亡分别增加至19.52%、27.89%和40.03%。分别与单用阿霉素组相比,其差异均有统计学意义(*p<0.05)。而且相同剂量的Y6比EGCG可以诱导更多的细胞凋亡,两组之间差异有统计学意义(#p<0.05)。  (3)单用阿霉素组的细胞hif-1α基因表达量为0.90,联合10μM EGCG或10μMY6或15μMY6后细胞的hif-1α基因表达量分别减少至0.49、0.19和0.10。分别与单用阿霉素组相比,其差异均有统计学意义(*p<0.05)。另外,单用阿霉素组的细胞ABCB1基因表达量为0.71,联合10μM EGCG或10μM Y6或15μM Y6后细胞的ABCB1基因表达量分别减少至0.39、0.25和0.19。分别与单用阿霉素组相比,其差异均有统计学意义(&p<0.05)。  2.(1)Y6在小于15μM的浓度下对两对细胞株无明显毒性。5μM或10μMY6分别联合米托蒽醌、SN-38或拓扑替康(topotecan)使用,均可以明显降低耐药株NCI-H460/MX20和HEK/ABCG2-482-R2对上述抗肿瘤药物的耐药倍数,且差异有统计学意义(*p<0.05)。  (2)对NCI-H460/MX20耐药细胞给予10μM Y6不同的时间0h,24h,48h,72h处理,或Y6不同浓度5,10,15μMY6均72h处理后,WB法发现细胞ABCG2表达水平无明显改变(*p>0.05)。  (3)对NCI-H460/MX20细胞采用10μM Y6作用不同时间0h,24h,48h,72h处理后,与对照组(0h处理组)比较,IF法发现各组细胞ABCG2蛋白的亚细胞定位无明显改变。  (4)NCI-H460/MX20细胞经5、10μM Y6处理后细胞内[3H]-Mitoxantrone累积量分别与control组比较,其差异均具有统计学意义(*p<0.05)。且其累积量随着Y6浓度的增加而增加。。  结论:  1.(1)Y6在体外不仅可以提高ABCB1高表达的耐药细胞对阿霉素的敏感性,逆转细胞耐药,并且可以明显诱导耐药细胞的凋亡,效果均比EGCG好。(2)Y6不仅可以通过下调HIF-1α表达来抑制ABCB1的蛋白表达,也可以直接抑制ABCB1蛋白表达来实现耐药逆转。(3)Y6可以作为一个典型的竞争性底物与药物竞争ABCB1转运蛋白上的药物结合位点,同时激活ATP水解供能。从而抑制了阿霉素的外排,增加细胞内阿霉素浓度而达到逆转耐药的目的。  2.(1)Y6在体外可以明显提高ABCG2高表达的细胞对抗肿瘤药物的敏感性,逆转细胞耐药。(2)Y6逆转细胞耐药不是通过下调ABCG2转运蛋白的表达或者改变ABCG2蛋白的亚细胞定位来实现的。(3)Y6可以增加细胞内米托蒽醌的蓄积,减少米托蒽醌排出。其机制可能与Y6作为一个典型的竞争性底物,结合到ABCG2蛋白的药物结合位点上,同时激活ATP酶活性有关。  3.Y6通过上调p-ERK1/2、p-JNK以及p-p38的蛋白表达水平激活了3条平行的MAPK信号通路,在耐药逆转过程中发挥了重要作用。  4.Y6在体内对肿瘤多药耐药的也有逆转作用,且逆转效果较EGCG好。
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