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CIK逆轉(zhuǎn)耐順鉑人肺腺癌細(xì)胞對(duì)順鉑耐藥與ERCC1的相關(guān)性

2014-08-11 02:34昕,李寧,李
關(guān)鍵詞:抑制率培養(yǎng)液耐藥

田 昕,李 寧,李 冉

(遵義醫(yī)學(xué)院附屬腫瘤醫(yī)院 胸部腫瘤科,貴州 遵義 563099)

肺癌是全球最常見的惡性腫瘤,目前缺乏簡(jiǎn)單有效的早期檢查方法,因此,約2/3的患者確診時(shí)已經(jīng)出現(xiàn)遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移,無手術(shù)機(jī)會(huì),化療是其主要的治療手段,化療耐藥是亟待解決的問題。腫瘤耐藥是多因素參與的過程,其生物化學(xué)機(jī)制有很多,DNA修復(fù)機(jī)制是目前研究較多的機(jī)制之一,核酸切除修復(fù)(nucleotide excision repair,NSE)為DNA修復(fù)的限速步驟,ERCC1為NES中DNA損傷識(shí)別和鏈間切割的關(guān)鍵基因,ERCC1表達(dá)上調(diào)可致腫瘤細(xì)胞DNA修復(fù)加快,導(dǎo)致耐藥[1]。細(xì)胞因子活化的殺傷細(xì)胞被認(rèn)為是新一代腫瘤過繼治療的首選方案之一。近年來,有學(xué)者發(fā)現(xiàn)CIK能逆轉(zhuǎn)腫瘤耐藥,其逆轉(zhuǎn)耐藥的機(jī)制涉及了多種蛋白質(zhì)及通路的改變, ERCC1作為介導(dǎo)耐藥的重要基因,是否也能被CIK所改變從而實(shí)現(xiàn)耐藥的逆轉(zhuǎn),是我們需要思考的問題。因此,本研究通過在體外用CIK作用于A549/DDP細(xì)胞,檢測(cè)其ERCC1 mRNA及蛋白的表達(dá)情況,與未予CIK干預(yù)組進(jìn)行比較,明確CIK對(duì)A549/DDP細(xì)胞耐藥的逆轉(zhuǎn)作用,并探討這種逆轉(zhuǎn)作用是否與ERCC1有關(guān)。

1 材料與方法

1.1 主要實(shí)驗(yàn)材料

1.1.1 實(shí)驗(yàn)細(xì)胞 A549細(xì)胞和 A549/DDP細(xì)胞購自中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院腫瘤細(xì)胞庫。

1.1.2 主要試劑及儀器 iMarkTMMicroplate Reader、

MINI電泳系統(tǒng)、Chemi DosXRS電泳凝膠成像分析系統(tǒng),BIO-RAD公司;ND-2000核酸蛋白測(cè)定儀,Thermo公司;注射用順鉑(凍干型),齊魯制藥有限公司;MTT,solarbio公司;抗人CD3單克隆抗體、IFN-γ、IL-2,sigma-aldrich 公司;IL-1α,prospec公司;人淋巴細(xì)胞分離液,天津?yàn)笊镏破房萍加邢挢?zé)任公司;RNAiso Plus、Real-Time RT-PCR反轉(zhuǎn)錄試劑盒,Takara公司;ERCC1 Rabbit Antibody,Cell Signaling Technology公司;Rabbit Anti-beta Actin Monoclonal Antibody,Beyotime公司;山羊抗兔IgG/辣根酶標(biāo)記,中杉金橋生物技術(shù)有限公司,BCA蛋白濃度測(cè)定試劑盒、SDS-PAGE凝膠配制試劑盒,Beyotime公司。PCR引物,由TaKaRa公司合成(見表1)。

表1基因引物序列

基因編號(hào) 名稱 堿基序列產(chǎn)物大小NM-001983.3ERCC1上游 5'-TACAAGGCCTATGAGCAGAAACCAG-3'25下游 5'-ACTTCACGGTGGTCAGACATTCAG-3'24NM-002046.4GAPDH上游 5'-GCACCGTCAAGGCTGAGAAC-3'20下游 5'-TGGTGAAGACGCCAGTGGA-3'19?

1.2 方法

1.2.1 A549及A549/DDP細(xì)胞的培養(yǎng) A549細(xì)胞及A549/DDP細(xì)胞均采用改良型RPMI-1640培養(yǎng)基,向其中加入胎牛血清及青鏈霉素配制的雙抗,置于37 ℃,5%CO2孵箱中培養(yǎng)。0.25%胰蛋白酶消化傳代。

1.2.2 CIK細(xì)胞的誘導(dǎo)及培養(yǎng) 于我院產(chǎn)科手術(shù)室無菌條件下采集臍血約50 mL,肝素抗凝,于超凈臺(tái)內(nèi)將臍血緩慢加入到盛有人淋巴細(xì)胞分離液的離心管中,臍血與人淋巴細(xì)胞分離液的比例約為2∶1,放入低速冷凍離心機(jī)中離心2 000 r/min,25 min。然后吸取中間白膜層,加入5倍體積PBS重懸細(xì)胞,1 500 r/min,10 min,洗滌細(xì)胞,最后以含5%AB型血清的RPMI-1640培養(yǎng)液重懸細(xì)胞,調(diào)整細(xì)胞數(shù),分裝入培養(yǎng)瓶中,在第0天向其中加入IFN-γ,使其終濃度為1 000 U/mL,第1天加入抗人CD3單克隆抗體、IL-1α、IL-2,使其終濃度分別為5 μL/106個(gè)細(xì)胞、100、300 U/mL。之后每3 天更換新鮮培養(yǎng)液,同時(shí)補(bǔ)加IL-2,并調(diào)整細(xì)胞濃度。置于37 ℃,5%CO2孵箱中培養(yǎng),2周后收獲細(xì)胞。

1.2.3 MTT法檢測(cè)耐藥逆轉(zhuǎn)倍數(shù) ①取對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的A549/DDP細(xì)胞,制成單細(xì)胞懸液,調(diào)整細(xì)胞濃度為1×104個(gè)/mL,以每孔100 μL接種于96 孔培養(yǎng)板,置于37 ℃,5 % CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)過夜。次日早上向其中加入CIK細(xì)胞,效靶比分別為5∶1;10∶1;20∶1;40∶1;80∶1,每組設(shè)6個(gè)復(fù)孔,同時(shí)設(shè)對(duì)照組和調(diào)零組(對(duì)照組不加CIK細(xì)胞,加等體積培養(yǎng)液,調(diào)零組不接種細(xì)胞,余步驟與實(shí)驗(yàn)組相同)置37 ℃,5 % CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24 h后,酶聯(lián)免疫檢測(cè)儀OD490 nm處測(cè)量各孔吸光度值,通過線性回歸計(jì)算出IC10值。②分別取對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的A549及A549/DDP細(xì)胞,制成單細(xì)胞懸液,調(diào)整細(xì)胞濃度為1×104個(gè)/mL,以每孔100μL接種于96 孔培養(yǎng)板,其中, A549/DDP細(xì)胞接種于2個(gè)96 孔培養(yǎng)板,設(shè)置調(diào)零孔,不加細(xì)胞,加入等體積培養(yǎng)液。置于37 ℃,5 % CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)過夜。次日向已接種A549細(xì)胞 及1個(gè)A549/DDP細(xì)胞的96 孔培養(yǎng)板中加入不同濃度的順鉑(0.5、1、2、4、8、16、32 μg/mL),各100 μL,每個(gè)濃度設(shè)置6個(gè)復(fù)孔,對(duì)照孔加入無菌PBS,置37 ℃,5 % CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24 h后,每孔加入MTT20 μL,置孵箱中孵育4 h,終止培養(yǎng),棄去上清液,每孔加150μLDMSO,低速振蕩10 min,使結(jié)晶物充分溶解,在酶聯(lián)免疫檢測(cè)儀OD490nm處測(cè)量各孔吸光度值,計(jì)算抑制率(inhibition,IR)和耐藥指數(shù)(resistance index,RI)。IR=[1-(用藥組OD值-空白對(duì)照組OD值)/(對(duì)照組OD值-空白對(duì)照組OD值)]×100%;RI=耐藥細(xì)胞株IC50值/敏感細(xì)胞株IC50值;藥物半數(shù)抑制濃度(50% inhibitory concentration,IC50)通過藥物對(duì)細(xì)胞的抑制率和藥物濃度的對(duì)數(shù)作圖求出。③另一個(gè)接種A549/DDP細(xì)胞的96孔培養(yǎng)板,于次日加入CIK(通過預(yù)實(shí)驗(yàn),計(jì)算出CIK的IC10效靶比為10.44∶1,故設(shè)定效靶比為10∶1,作為無毒劑量逆轉(zhuǎn)耐藥)。作用24 h后再加入不同濃度順鉑,對(duì)照組不加CIK,加等體積培養(yǎng)液,測(cè)其OD值,計(jì)算逆轉(zhuǎn)倍數(shù)(reversal fold,RF)=耐藥株IC50(不加CIK)/耐藥株IC50(加CIK)。

1.2.4 Real time PCR檢測(cè)ERCC1 mRNA表達(dá) 收集對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的A549細(xì)胞、A549/DDP細(xì)胞,制成細(xì)胞懸液,以每孔2.5mL體積接種至6孔培養(yǎng)板中,置37 ℃,5 % CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。顯微鏡下觀察細(xì)胞長(zhǎng)滿孔底時(shí),向A549/DDP細(xì)胞的3個(gè)孔中加入無毒劑量的CIK細(xì)胞(效靶比為10∶1),其余各孔加入等體積培養(yǎng)液,繼續(xù)培養(yǎng)24h。加Trizol裂解細(xì)胞,再向各管加100 μL三氯甲烷,震蕩后于4 ℃,12 000 r/min離心15 min,吸取上清液至新的去酶EP管中,加入等體積異丙醇,輕微振勻,靜置5 min后于4 ℃,12 000 r/min離心10 min,離心后RNA形成白色乳膠狀沉淀沉于管底。棄去上清,將EP管倒置于濾紙上,空干,各管加入75%乙醇清洗RNA沉淀,重復(fù)2次。室溫空干,加入DEPC水溶解RNA,核酸蛋白測(cè)定儀檢測(cè)RNA濃度。分別取少量RNA母液,均用DEPC水稀釋至50 ng/μL,按20 μL反應(yīng)體系逆轉(zhuǎn)錄成cDNA,-80℃保存?zhèn)溆谩?cDNA樣品配置15 μL實(shí)時(shí)定量 PCR反應(yīng)體系,置于Real-time PCR儀上進(jìn)行PCR擴(kuò)增反應(yīng),反應(yīng)條件為:95 ℃ 2min預(yù)變性,然后按95 ℃ 15 s,60 ℃ 45 s,共40做個(gè)循環(huán);95 ℃ 1 min,最后55 ℃ 14 min。

1.2.5 Western blot檢測(cè)ERCC1蛋白表達(dá) A549/DDP細(xì)胞消化后進(jìn)行細(xì)胞計(jì)數(shù),調(diào)整兩瓶細(xì)胞數(shù)一致,向其中一個(gè)培養(yǎng)瓶中加入無毒劑量的CIK細(xì)胞(效靶比10∶1),另一培養(yǎng)瓶加等體積培養(yǎng)液,繼續(xù)培養(yǎng)24 h,PBS洗滌細(xì)胞3遍,吸干液體后每瓶加入400 μL含PMSF的細(xì)胞裂解液,冰上裂解30 min,然后用細(xì)胞刮和微量加樣器將裂解液移至EP管中,離心,4 ℃,12 000 r/min,5 min,最后將上清液轉(zhuǎn)移至新的EP管中,-80 ℃保存?zhèn)溆?。重?fù)上述方法收集蛋白樣本,采用BCA蛋白濃度測(cè)定試劑盒測(cè)定蛋白濃度。根據(jù)SDS-PAGE凝膠配制試劑盒取說明配膠,取蛋白上樣量為50 ng,進(jìn)行電泳、轉(zhuǎn)膜、封閉、孵育一抗和孵育二抗,最后采用凝膠成像系統(tǒng)曝光。

1.2.6 所有試驗(yàn)均重復(fù)3次。

2 結(jié)果

2.1 CIK細(xì)胞對(duì)A549/DDP細(xì)胞的殺傷作用 CIK細(xì)胞分別以5∶1;10∶1;20∶1;40∶1;80∶1的效靶比作用于A549/DDP細(xì)胞,作用24 h后通過MTT計(jì)算出CIK細(xì)胞對(duì)A549/DDP細(xì)胞的抑制率(見表2),隨著效靶比的增加,其抑制作用逐漸增強(qiáng)。通過線性回歸計(jì)算出CIK對(duì)A549/DDP細(xì)胞的IC10效靶比為10.44∶1。

CIK:A549/DDP抑制率5∶110∶120∶140∶180∶10.045±0.0110.090±0.0110.197±0.0210.389±0.0370.520±0.030

2.2 順鉑對(duì)各組細(xì)胞的抑制作用 順鉑對(duì)各組細(xì)胞的抑制率(見表3)。MTT數(shù)據(jù)表明,在不同濃度順鉑作用24 h后,抑制率呈濃度依賴性增加。DDP對(duì)A549細(xì)胞的抑制作用較A549/DDP 細(xì)胞更為顯著,兩組相比差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。加效靶比為10∶1的CIK預(yù)處理的A549/DDP細(xì)胞與不加CIK的A549/DDP細(xì)胞相比,DDP對(duì)前者的抑制作用更強(qiáng),差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。以DDP對(duì)細(xì)胞的抑制率和順鉑濃度的對(duì)數(shù)值進(jìn)行線性回歸,求出DDP對(duì)A549細(xì)胞、A549/DDP細(xì)胞及加CIK干預(yù)的A549/DDP細(xì)胞的IC50值分別為3.980、9.518、2.399 μg/mL,進(jìn)一步計(jì)算出RI(耐藥指數(shù))=2.391,RF(逆轉(zhuǎn)倍數(shù))=3.967。

分組順鉑濃度(μg/mL)0.512481632A549+順鉑0.205±0.0160.319±0.0140.368±0.0070.539±0.0090.594±0.0110.668±0.0060.811±0.008A549/DDP+順鉑0.139±0.0230.193±0.0150.273±0.0190.320±0.0170.426±0.0200.595±0.0060.698±0.005A549/DDP+CIK+順鉑0.284±0.0200.376±0.0270.509±0.0050.581±0.0190.638±0.0080.726±0.0110.846±0.004

2.3 Real time PCR檢測(cè)A549細(xì)胞、A549/DDP細(xì)胞以及CIK干預(yù)后的A549/DDP細(xì)胞中ERCC1 mRNA的表達(dá)情況 不同細(xì)胞中ERCC1 mRNA相對(duì)表達(dá)量(見表4)。A549細(xì)胞與A549/DDP細(xì)胞相比ERCC1 mRNA相對(duì)表達(dá)量明顯降低,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。CIK干預(yù)組A549/DDP細(xì)胞與未加CIK的A549/DDP細(xì)胞相比,ERCC1 mRNA表達(dá)量稍降低,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。

組別ERCC1 mRNA 相對(duì)表達(dá)量A549細(xì)胞 0.420±0.120*A549/DDP細(xì)胞3.744±0.728A549/DDP細(xì)胞+CIK3.497±0.357**

注:*與A549/DDP細(xì)胞組相比,P<0.05;**與A549/DDP細(xì)胞組相比,P>0.05。

2.4 Western blot檢測(cè)各組細(xì)胞中ERCC1蛋白表達(dá)情況 以β-actin為內(nèi)參,采用Western blot方法測(cè)得ERCC1蛋白相對(duì)表達(dá)量(見表5)。ERCC1蛋白在A549細(xì)胞組中表達(dá)較A549/DDP細(xì)胞組明顯降低(P<0.05)。未加CIK的A549/DDP細(xì)胞組與CIK干預(yù)后的A549/DDP細(xì)胞組比較,ERCC1蛋白表達(dá)量無明顯差異(P>0.05)。

注:A:A549/DDP細(xì)胞+CIK組;B:A549/DDP細(xì)胞組;C:A549細(xì)胞組。 圖1 ERCC1蛋白在各組細(xì)胞中的表達(dá)水平

組別ERCC1 蛋白相對(duì)表達(dá)量A549細(xì)胞0.0076±0.0006*A549/DDP細(xì)胞0.0231±0.0011A549/DDP細(xì)胞+CIK0.0220±0.0007**

注:*與A549/DDP細(xì)胞組相比,P<0.05;**與A549/DDP細(xì)胞組相比,P>0.05。

3 討論

肺癌的發(fā)病率和死亡率居惡性腫瘤首位,其就診時(shí)多屬中晚期,化療是其主要的治療手段,但化療對(duì)肺癌的療效已達(dá)到一個(gè)瓶頸,其主要原因是腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生耐藥所致。因此,研究腫瘤產(chǎn)生耐藥機(jī)制,尋找有效的逆轉(zhuǎn)方法以提高化療的有效率成為當(dāng)前國(guó)內(nèi)外腫瘤界研究的熱點(diǎn)。

近年來,許多藥物和物理方法被發(fā)現(xiàn)能逆轉(zhuǎn)腫瘤耐藥,但因副作用大、存在技術(shù)困難等因素而不能在臨床中得到推廣應(yīng)用。CIK細(xì)胞因其廣譜的殺瘤活性以及對(duì)機(jī)體不良反應(yīng)小而倍受關(guān)注。已有研究報(bào)道,CIK能逆轉(zhuǎn)腫瘤對(duì)化療藥物的耐藥性。CIK細(xì)胞又稱自然殺傷樣T淋巴細(xì)胞,具有NK細(xì)胞的非主要組織相容性復(fù)合體限制性殺瘤特點(diǎn)和T淋巴細(xì)胞強(qiáng)大的抗瘤活性,其主要效應(yīng)細(xì)胞是CD3+CD56+T細(xì)胞。除了直接殺傷腫瘤細(xì)胞外,CIK細(xì)胞還可分泌大量細(xì)胞因子,通過調(diào)節(jié)機(jī)體免疫反應(yīng)間接殺傷腫瘤細(xì)胞。CIK治療安全性好,不良反應(yīng)少,且能改善患者一般情況[2]。劉鵬英等[3]研究發(fā)現(xiàn),CIK細(xì)胞聯(lián)合多西紫杉醇可抑制SPC-A1/DTX細(xì)胞的生長(zhǎng),增強(qiáng)化療療效。鄧琦等[4]通過CIK與ADR對(duì)K562/ADR先后作用,測(cè)得腫瘤細(xì)胞內(nèi)P-gp表達(dá)降低,K562/ADR對(duì)ADR的敏感性增加。本實(shí)驗(yàn)表明, A549/DDP細(xì)胞與人肺腺癌A549細(xì)胞相比,對(duì)DDP耐藥,RI=2.391。經(jīng)CIK預(yù)處理后的A549/DDP細(xì)胞對(duì)DDP的敏感性增加,RF=3.967。本結(jié)果與以往的研究報(bào)道一致,進(jìn)一步證實(shí)了CIK可能是一種理想的腫瘤耐藥逆轉(zhuǎn)劑。

通常,一種腫瘤細(xì)胞的耐藥有多種耐藥機(jī)制參與,CIK有可能通過多種機(jī)制完成對(duì)耐藥的逆轉(zhuǎn)。熊艷娟等[5]已證實(shí)CIK細(xì)胞通過分泌IFN-γ下調(diào)A549/DDP細(xì)胞中GST-γ逆轉(zhuǎn)DDP耐藥的作用。蔣東霞等[6]發(fā)現(xiàn)CIK能使P-gP、mdr-l表達(dá)下調(diào),逆轉(zhuǎn)耐藥?,F(xiàn)有的報(bào)道多從藥物外排增加和細(xì)胞解毒系統(tǒng)功能增強(qiáng)兩條途徑來研究,針對(duì)CIK是否通過調(diào)節(jié)DNA修復(fù)途徑來逆轉(zhuǎn)耐藥,尚未見文獻(xiàn)報(bào)道。本實(shí)驗(yàn)從DNA修復(fù)途徑來探討CIK逆轉(zhuǎn)耐藥的可能機(jī)制,ERCC1作為參與DNA修復(fù)的關(guān)鍵基因,目前已有很多研究報(bào)道ERCC1的表達(dá)與鉑類化療敏感性相關(guān)。

ERCC1是一種高度保守的 DNA 核酸內(nèi)切酶,在清除鉑-DNA加合物以及修復(fù)DNA雙鏈斷裂中扮演了重要的角色。鄭玲等[7]報(bào)道,ERCC1陽性表達(dá)的非小細(xì)胞肺癌患者對(duì)鉑類耐藥。有學(xué)者通過各種途徑封閉、干擾、降低或沉默腫瘤細(xì)胞中ERCC1的表達(dá)后發(fā)現(xiàn)細(xì)胞對(duì)鉑類敏感性增加。

綜上所述,ERCC1的表達(dá)與腫瘤耐藥有關(guān)。本研究中Real-Time RT-PCR/Western Blot結(jié)果顯示,ERCC1 mRNA和蛋白在A549/DDP細(xì)胞中的相對(duì)表達(dá)量明顯高于A549細(xì)胞(P<0.05),與夏瑩等[8]的報(bào)道一致,推測(cè)ERCC1可能參與了耐順鉑人肺腺癌A549/DDP細(xì)胞耐藥機(jī)制的形成。然而,本研究發(fā)現(xiàn)CIK預(yù)處理和未加CIK處理組的A549/DDP細(xì)胞相比,殺瘤率增加而ERCC1 mRNA和蛋白的表達(dá)無明顯差異,提示ERCC1可能不是CIK細(xì)胞逆轉(zhuǎn)A549/DDP細(xì)胞耐藥的靶基因。CIK細(xì)胞的加入使A549/DDP細(xì)胞對(duì)順鉑的敏感性增加,亦有可能CIK與順鉑之間存在協(xié)同作用,已有研究證實(shí)順鉑能提高A549細(xì)胞NKG2D配體的表達(dá),增強(qiáng)A549細(xì)胞對(duì)CIK細(xì)胞殺傷的敏感性[9],順鉑對(duì)A549/DDP細(xì)胞是否也具有同樣作用,有待進(jìn)一步研究。

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