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目的:肿瘤多药耐药性(multidrug resistance,MDR)是指肿瘤细胞对一种抗肿瘤药产生抗药性的同时,对结构和作用机制完全不同的其它多种抗肿瘤药也产生耐药的现象。目前许多肿瘤常规化疗效果差、预后不良是困扰临床的重要难题。虽然肿瘤耐药的研究已经取得了长足的进步,但目前在临床逆转MDR方面仍面临许多问题与困难。这是因为肿瘤的耐药是多因素的,耐药表型可随着诱导药物、细胞种类、分化阶段和微环境的不同而不同,可以是某一耐药基因表达,也可以是多种耐药基因同时表达的多耐药表型。迄今对于多药耐药的研究大多都来自药物诱导建立的肿瘤耐药细胞系。已有研究表明:运用基因转移技术将某种耐药基因导入对药物敏感的肿瘤细胞,被转染的肿瘤细胞即可获得多药耐药性。但有关比较诱导耐药和转基因耐药白血病细胞的生物学行为和耐药机制的研究尚未见报道。本研究以慢性髓细胞白血病急性红白变细胞系K562,相应的阿霉素耐药细胞株K562/ADM和转mdr1基因的K562/MDR耐药细胞株为研究对象,旨在比较三种细胞系的生物学特性及后两者耐药机制的异同。探讨K562/MDR细胞株作为单机制耐药模型的可行性,为进一步研究肿瘤耐药及其逆转奠定基础。 方法:实验分为三部分:(1)观察K562、K562/ADM和K562/MDR三种细胞系的生物学行为。在光学和电子显微镜下分别对三种细胞系的形态学进行观察;同时测定三种细胞系的群体倍增时间:应用流式细胞术检测三种细胞系的细胞周期时相分布;计数三种细胞系的染色体数目;来观察药物诱导和基因转移是否对细胞的生物学行为造成影响。(2)以1(562细胞为对照,比较K562/ADM和K562/MDR两种细胞株的耐药性并应用三氧化二砷(As2O3)对其进行初步逆转。MTT法分别测定三种细胞系对As2O3的IC50和低毒剂量,三种细胞系对阿霉素(ADM)、柔红霉素(DNR)和长春新碱(VCR)的IC50和加入低毒剂量的As2O3后的IC50,比较K562/ADM和K562/MDR两者的耐药性、耐药谱和As2O3的逆转效果。(3)与多药耐药相关的基因与蛋白的检测。免疫细胞化学法检测mdrl基因编码的P一糖蛋白(P一gP)和谷肤甘肤S一转移酶(GsT-u)基因编码的GsT-兀的表达变化,并用计算机图像分析系统对GST-兀进行半定量分析,流式细胞术定量检测P一gP、bcl一2的表达:生化法测定细胞内GSTs和拓扑异构酶(t叩011)活性的变化;RT-pCR法检测t叩011 mRNA水平的表达变化:以比较K562lADM和K562乃涯DR两种细胞株耐药机制在分子水平上的差异。 结果:1.三种细胞系在光镜下的形态学观察并无显著差异,但在超微结构上,K562/ADM的细胞器一线粒体出现水肿,K562和K562八迈DR未见明显异常;K562/ADM的群体倍增时间长于K562和K562/MDR;细胞周期分布未见明显差异;K562/ADM细胞株的染色体数目多于K562,K562月吐DR的数目介于两者之间。2.K562和K562/MDR对AsZO3的IC50和低毒剂量相近,无统计学差异(P>0.05),K562/ADM对AsZO3的IC50和低毒剂量低于 K562和K562/MDR,有统计学差异 〔P<0.05):K562/ADM和K562乃匹DR对ADM、DNR和VCR均有耐药性,K562从DM的耐药倍数高于K562/MDR:AsZO3对两者的耐药有逆转效果。3.免疫细胞化学法显示:与K562比较,K562从DM和K562八吐DR的P一gP呈高表达:K562/ADM的GST-兀的表达明显高于K562和K562乃渡DR(P<0.05),而后两者无显著差异(P>0.05)。生化法显示 K562从DM细胞中GSTs活性明显高于K562和K562八涯DR,有统计学差异(P<0.05),而K562和K562八涯DR之间无显著差异 (P>0 .05);t叩011酶活性检测未见明显差异。流式细胞术检测结果:K562/ADM和K562/MDR的,P一gP表达百分率明显高于K562(P<0.01),而前两者之间无差异 (P>0.05);K562和K562/MDR的bel一2表达百分率接近(P>0.05),K562/ADM的bcl一2表达百分率高于前两者(P<0 .05)。t叩。nmRNA水平检测:K562从DM细胞中t叩011的编码基因cDNA存在点突变,K562和K562乃涯DR细胞未见异常。 结论:1.与对化疗药物敏感的细胞系K562相比,K562八诚DR形态和增殖特性与K562相似:K562从DM的增殖减慢,遗传物质染色体的数目也发生了改变.说明化疗药物的诱导对细胞产生了损伤。2.K562zADM和K562乃涯DR对AsZO3不具耐药性,K562从DM对AsZO3的敏感性强于K562和K562八妊DR;K562/ADM的药物耐受程度高于K562加mR,但二者有较为一致的交叉耐药谱,低毒剂量的AsZO3可逆转两细胞的耐药。3.与K562比较,K562从力M细胞中P一gP、GST-兀呈过表达,bel一2表达增高,toPoll的编码基因发生点突变;而K562/MDR细胞中除转导基因mdrl编码的P一gP表达较K562明显增高外,其余指标都与K562相近。可见,K562从DM细胞具有多种耐药机制,而K562乃涯DR细胞的耐药机制较为单一。