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背景和目的:
各种恶性肿瘤中,肺癌的发病率及病死率在世界上占首位,由于多数患者到医院就诊时,已失去了外科手术的最佳时机,化疗作为唯一的全身治疗的手段,显得尤为重要。尽管随着化疗方案的改进及新药的不断研发,临床化疗效果越来越好,但肿瘤对化疗药物产生耐药性是至今仍难以解决的主要问题。肿瘤的多药耐药(multidrugresistance,MDR) 是导致临床上化疗失败的主要原因。紫杉醇(paclitaxel)作为一种新型的抗肿瘤药物,在肺癌的治疗上已显示出良好的发展前景。然而,其耐药性的产生以及越来越多交叉耐药现象的出现,已成为一个不容忽视的难题。
多年以来,肿瘤耐药性的检测及肿瘤多药耐药逆转剂(MDRreversal agents)的研究已有很大的突破。目前肿瘤多药耐药逆转剂已发展到第三代,但由于剂量限制性毒性作用,其临床应用受到限制。同时临床上也缺少一种简便、快速而又准确的检测肿瘤耐药性的方法。近年来研究发现99m锝-甲氧基异丁基异腈(technetium-99mmethoxyisobutyl isonitrile,99mTc-MIBI)与某些天然来源的抗肿瘤药物有相同的生物学特性,并被认为是P-糖蛋白(P-glycoprotein,P-gp)及多药耐药相关蛋白(multidrug-resistance relatedprotein ,MRP)等的底物之一,它进入细胞之后可以被P-gp及MRP等识别并泵出,所以99mTc-MIBI的滞留和清除情况能够反映与多药耐药相关的药物转运蛋白的表达情况及活性。
80多年前,Warburg发现肿瘤细胞葡萄糖摄取增加,并能在有氧条件下产生乳酸,被称为Warburg效应或有氧糖酵解。现在正电子发射成像(positron emission tomography,PET)已证实大多数肿瘤存在葡萄糖摄取增加、代谢增强的现象。有研究发现,某些糖酵解抑制剂能够增加肿瘤细胞对化疗药物的敏感性,改善肿瘤化疗效果,二氯乙酸盐(dichloroacetate,DCA)作为一种小分子糖代谢调节剂,受到广泛关注。
本研究旨在探讨99mTc-MIBI在人肺腺癌细胞株A549及其紫杉醇耐药株A549/Taxol中的摄取差异与肺癌耐药性之间的关系,以及二氯乙酸盐(DCA)作用后耐药株A549/Taxol对紫杉醇的耐药性变化。
方法:
应用抗肿瘤药物紫杉醇(paclitaxel)以体外浓度递增和短时作用法筛选A549 细胞株。用CCK-8 法检测紫杉醇(paclitaxel)对亲代A549 细胞和耐药A549/Taxol 细胞的IC50 及耐药指数,检测不同浓度DCA 对细胞株A549/Taxol 的抑制率,确定其对细胞的低毒浓度,检测DCA 作用下紫杉醇对两株细胞的IC50 及耐药指数。免疫细胞化学检测P-糖蛋白(P-glycoprotein,P-gp)、β-tubulin 等耐药相关蛋白的表达。Γ计数器检测两株细胞在早期(15min)和延迟(120min)对99mTc-甲氧基异丁基异腈的摄取计数值,检测DCA 作用下两株细胞对99mTc-MIBI 摄取差异。
结果:
紫杉醇对A549、A549/Taxol的IC50分别为10.39 、208.54 μg/L,耐药指数为20.07;DCA≤10 mmol/L时,对A549/Taxol细胞无明显毒性作用,10mmol/L DCA处理后紫杉醇对A549、A549/Taxol的IC50分别为10.11、48.68 μg/L,耐药指数为4.82,与紫杉醇单独作用时的耐药指数比较差异有统计学意义(P<0.01)。A549和A549/Taxol对99mTc-MIBI的清除率分别为-124%和62%,差异有统计学意义(P<0.01);未加DCA处理与10mmol/L DCA处理A549/Taxol对99mTc-MIBI清除率分别为68.3%和31.2%,两者差异有统计学意义(P<0.05),而未加DCA处理与10mmol/L DCA处理A549对99mTc-MIBI清除率分别为-111.0%和-122.8%,差异无统计学意义。
结论:
低毒浓度的DCA 能有效逆转肺腺癌紫杉醇耐药细胞株A549/Taxo对紫杉醇的耐药性;A549/Taxol 细胞对99mTc-MIBI 的清除率可以用来检测其耐药性。