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多药耐药(multidrug resistance,MDR)是肿瘤细胞最重要的耐药形式之一,多药耐药蛋白的介导是肿瘤细胞产生耐药性的常见原因。近年来先后发现与MDR相关的跨膜转运蛋白,以 P-糖蛋白(P-glycoprotein,P-gp)、多药耐药相关蛋白 1(Multidrugresistance associated protein 1,MRP1)和乳腺癌耐药蛋白(Breast cancer resistance protein,BCRP)的过度表达为主要特征,他们同属于ABC(ATP-bindingcassette transporter)转运蛋白超家族的成员,可将肿瘤细胞内的化疗药物排出胞外,导致化疗效果降低,从而使肿瘤细胞产生耐药性。我们实验室前期工作发现石墨烯量子点(graphene quantum dots,GQDs)可以增加阿霉素(Doxorubicin,DOX)在过表达P-gp蛋白的MCF-7耐药细胞中的积累量,逆转MCF-7耐药细胞的耐药性,抑制DOX外排,提高DOX杀伤癌细胞的作用,对提高化疗效果具有非常重要的意义。在此基础上,我们想进一步探究石墨烯量子点在过表达MRP1的耐药肿瘤细胞中能够逆转耐药性的机理,拟通过考察细胞毒性,检测细胞荧光,Western Blot和逆转录PCR等方法来探索石墨烯量子点抗耐药性机理。实验结果表明,GQDs能够有效提高白血病耐药细胞HL60/ADR、肺腺癌耐药细胞A549/DDP细胞内DOX的含量,增强DOX的细胞毒性,但在Hela、A549和7721细胞内积累没有影响,因此推测GQDs的作用可能与细胞中的多药耐药相关蛋白1(MRP1)转运有关。我们以GQDs为重点,以MRP1转运蛋白为主要研究对象,进一步探讨了 GQDs抑制多药耐药性可能的表达机制。发现GQDs能够抑制HL60/ADR、A549/DDP细胞中MRP1基因的表达,从而导致MRP1蛋白表达量减少。另外研究发现,GQDs抑制MRP1表达的机制与其诱导和稳定i-motif结构,抑制MRP1基因启动子区域C-rich序列的转录活性有关,而且只有在MRP1高表达的细胞中才明显观测到MRP1底物(DOX)在细胞内的累积受GQDs的影响。因此,GQDs有望成为低毒、作用靶点广泛的药物转运蛋白的抑制剂,将会为未来的生物医学应用提供了一个新的方向。