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目的:研究化疗药物羟基脲对非整倍体结肠癌细胞的作用效果,初步探讨非整倍体结肠癌细胞对羟基脲产生抗药性的可能机制。 方法:1、采用可诱导性表达MAD2L1shRNA的HCT116细胞系(p53+/+HCT116-MAD2L1-shRNA),其中MAD2L1shRNA可通过盐酸强力霉素(doxycycline,Dox)诱导表达,经过Dox处理16h后撤药,可获得MAD2L1基因表达敲低的HCT116非整倍体细胞,即Dox(+);另取HCT116-MAD2L1-shRNA细胞加入同等量的Dox溶解液二甲基亚砜(DMSO),设为对照组,称为整倍体组,即Dox(-);2、在撤药后第3、6d,采用Western blot方法检测MAD2L1蛋白的表达;3、在撤药后第6d,采用染色体滴定法检测两组细胞非整倍体比率,运用CCK8方法检测两组细胞对不同浓度羟基脲(Hydroxyurea,HU)的抗药性;4、在撤药后第6d,加入5mM HU处理两组细胞48h,并设立空白对照组(未加HU处理的非整倍体组及整倍体组),采用RT-PCR法检测PUMA、BAX、NOXA、p21基因表达,采用Western blot方法检测Caspase-3、PUMA、BAX、p21、γ-H2AX蛋白表达水平;5、取敲除了p53基因的可诱导表达MAD2L1shRNA的HCT116细胞(p53-/-HCT116-MAD2L1-shRNA),经过上述相同方法处理,检测细胞生长及凋亡情况;6、用无血清培养基培养上述p53+/+和p53-/-细胞24h后,(设立有血清培养基培养的细胞为对照组),通过CCK8方法检测经不同浓度HU处理48h后的细胞活性;运用RT-PCR方法检测PUMA、BAX、NOXA、p21基因在药物处理后的表达情况。7、选取其他4种不同核型的结肠癌细胞,通过CCK8法检测其对HU的抗药性。 结果:1、Dox撤药后第3d,与整倍体组Dox(-)细胞相比,非整倍体组Dox(+)细胞中MAD2L1蛋白质表达明显下降;撤药后第6d,Dox(+)细胞中MAD2L1表达基本恢复原有水平;2、p53+/+Dox(+)细胞在撤药后第6d,其非整倍体比率为92%,而DMSO处理的对照组Dox(-)细胞中非整倍体比率仅为6%;3、经不同浓度HU处理48h后,Dox(+)细胞的生长活性明显高于Dox(-)细胞,表明非整倍体Dox(+)细胞对HU具有抗药性;4、采用5mMHU处理Dox(-)和Dox(+)细胞后,两组绌胞凋亡基因表达均出现不同程度的上升,但Dox(+)细胞中PUMA、BAX、NOXA、p21mRNA水平上升程度较Dox(-)细胞低;随着HU药物浓度的增加,Dox(+)细胞中γ-H2AX、p21、PUMA、BAX、Caspase-3蛋白水平上升程度低于Dox(-)细胞;5、p53敲除细胞经不同浓度HU处理48h后,Dox(+)细胞对HU不具有抗药性;6、在p53敲除细胞中,随着HU浓度的上升,Dox(+)细胞中PUMA、BAX、NOXA、p21mRNA表达和Caspase-3、PUMA、BAX、γ-H2AX蛋白水平的上升程度与Dox(-)细胞无明显差别;7、相较有血清培养的HCT116细胞,经无血清处理的HCT116细胞对HU表现出抗药性,凋亡基因PUMA、BAX、NOXA、p21mRNA水平上升程度较有血清处理组小。8、在p53野生型的结肠癌细胞中,非整倍体Caco-2细胞相对整倍体HCT116细胞,对HU具有抗药性,而在p53功能缺失的结肠癌细胞中,非整倍体SW480细胞与整倍体HCT15细胞相比,对HU不具有抗药性。 结论:1、相比于整倍体细胞,p53野生型的非整倍体结肠癌细胞对HU具有抗药性;2、在p53缺陷细胞中,非整倍体的抗药性消失;3、p53野生型非整倍体结肠癌细胞对HU抗药性的产生是由于非整倍体细胞中p53的激活抑制了细胞生长,而HU则特异性作用于生长期肿瘤细胞所致。