唐旭東,張 路,楊秀鵬,唐玉鳳,王德秀
(1.中國中醫(yī)科學(xué)院西苑醫(yī)院血液科,北京 100091;2.北京中醫(yī)藥大學(xué)管理學(xué)院,北京 100029;3.中國中醫(yī)科學(xué)院西苑醫(yī)院檢驗(yàn)科,北京 100091;4.北京中醫(yī)藥大學(xué)研究生院,北京 100029)
骨髓增生異常綜合征(MDS)是一組起源于造血干/祖細(xì)胞的惡性克隆性腫瘤性疾病,特點(diǎn)是由于凋亡增加而導(dǎo)致無效造血以及外周血細(xì)胞減少,并具有最終向白血病轉(zhuǎn)化的趨勢(shì)。近年來,MDS的發(fā)病率呈現(xiàn)逐步增高的趨勢(shì),并成為嚴(yán)重危脅中老年人生命和生活質(zhì)量的主要惡性腫瘤之一。但到目前為止,現(xiàn)代醫(yī)學(xué)對(duì)本病尚無特效療法,以化療為中心的治療方式費(fèi)用昂貴,部分患者出現(xiàn)較嚴(yán)重的不良反應(yīng)或生命危險(xiǎn),生活質(zhì)量低下,且生存期較短。尋找新的治療MDS的途徑和藥物一直是本領(lǐng)域的熱點(diǎn)和難點(diǎn)課題。本科室從事中西醫(yī)結(jié)合治療MDS 20余年,針對(duì)MDS毒瘀內(nèi)阻的病機(jī)本質(zhì),以青黃散為主,以解毒化瘀為法,明顯提高了生活質(zhì)量和延長生存期[1-6]。
MDS患者存在抑癌基因高度甲基化[7],DNA甲基化與MDS的發(fā)生、發(fā)展有關(guān),是MDS向急性白血病進(jìn)展的主要機(jī)制[8]。前期的研究,青黃散(每粒0.3 g,含青黛0.2 g、雄黃0.1g,西苑醫(yī)院藥廠提供),每日1粒,晚飯后口服。治療后MDS患者DNA甲基化程度顯著減低,提示含砷中藥治療的主要作用機(jī)制是去甲基化,青黃散可能通過調(diào)控信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)生物學(xué)途徑等發(fā)揮作用[9]。目前國內(nèi)外尚無相關(guān)的研究青黃散等砷劑作用于MDS的過度甲基化腫瘤壞死因子受體相關(guān)因子3(TRAF3)基因機(jī)制研究,本研究以明雄黃和靛玉紅(青黛提取物)模擬青黃散,通過Q-PCR探討人骨髓增生異常綜合征細(xì)胞(MUTZ-1)在明雄黃和靛玉紅(青黛提取物)組合干預(yù)后TRAF3通路基因基因的變化,從而揭示青黃散治療MDS的作用機(jī)制。
1.1 主要試劑和儀器
1.1.1 試劑 GoScriptReverse Transcription System A5001(Promega公司);GoTaq qPCR Master Mix A6001(Promega公司);RQ1Rnase-FreeDnaseM610A(Promega公司)
1.1.2 儀器 Millipore超純水制備系統(tǒng)(美國Millipore公司),CFX96 Q-PCR儀(BIO-RAD公司),-80℃冰箱(Thermo公司)。
1.1.3 引物設(shè)計(jì) GAPDH的上游引物:5’TCATTGACCTCAACTACATGG3’,下游引物:TCGCTCCTGGAAGATGGTG;TRAF3的上游引物:5’CAAGTGGCTCGGAACACAG3’,下游引物:5’CACTCAGCATCTGGTCATGC3’;RIP 的上游引物:5’GTGTACAAGGGGCCCAACT3’,下游引物:5’CGGCTGTGTCTCAGTCTGTT3’;IRF3 的上游引物:5’CCTCTCCGGACACCAATG3’,5’CCCAGTAACTCC AGAATGTC3’;IFN-γ 的上游引物:5’GGCATTTT GAAGAATTG GAAAG3’,5’TTTGGATGCTCTGGTCATCTT3’;IL-10的上游引物:5’GATGCCTTCAGCAGAGTGAA3’,下游引物:5’GCAACCCAGGTAACCCTTAAA3’。
1.2 細(xì)胞培養(yǎng)和處理
1.2.1 MUTZ-1細(xì)胞復(fù)蘇 MUTZ-1細(xì)胞株的培養(yǎng)基為RPMI1640液,其含10%的滅活胎牛血清。培養(yǎng)條件為5%二氧化碳(CO2),溫度為37℃。從液氮罐中取出冷凍管;迅速放入37℃水浴中,并不時(shí)搖動(dòng),在2 min內(nèi)使其完全融化,然后在無菌下取出細(xì)胞;在1 000 r/min速度下離心5 min,棄去上層液,加入適量培養(yǎng)液后接種于培養(yǎng)瓶中,接種濃度2×105/L,體積為5 mL,置37℃溫箱靜置培養(yǎng)。
1.2.2 MUTZ-1細(xì)胞換液、傳代與細(xì)胞凍存 從培養(yǎng)箱內(nèi)取出培養(yǎng)瓶,放在顯微鏡下觀察細(xì)胞生長狀態(tài);用吸管吸取細(xì)胞及培養(yǎng)液,轉(zhuǎn)入10 mL離心管中,輕輕吹打混勻細(xì)胞,計(jì)算細(xì)胞密度為7×105/mL;離心,1 000 r/min,5 min;棄掉原培養(yǎng)液,加入新鮮培養(yǎng)液5 mL,并輕輕吹打細(xì)胞,使之均勻懸浮;吸取1.4 mL細(xì)胞懸液至新培養(yǎng)瓶中,加入3.6 mL新鮮培養(yǎng)液,吹打數(shù)次;放入培養(yǎng)箱中繼續(xù)培養(yǎng);剩余細(xì)胞懸液置于離心管中離心(1 000 r/min,5 min);去上清液,加入與1 mL的凍存液,用吸管輕輕吹打使細(xì)胞均勻,并轉(zhuǎn)移至凍存管中;冷存管置于4℃10 min、-20℃30 min、-80℃隔夜后,置于液氮罐中長期儲(chǔ)存;記錄每一個(gè)冷凍管的位置以確保在以后應(yīng)用時(shí)能夠找到每一個(gè)冷凍管。
1.2.3 細(xì)胞的藥物處理
1.2.3.1 藥物配置 AS2S2母液配置:取適量AS2S2溶解于1 mol/L的氫氧化鈉(NaOH)溶液中,然后用鹽酸(HCL)調(diào)節(jié)使溶液的 pH 計(jì)達(dá) 7.35~7.45,最終儲(chǔ)存液濃度達(dá)0.5 mmol/L。使用時(shí)用蒸餾水稀釋至工作濃度。
靛玉紅母液配置:取適量靛玉紅溶解于1 mol/L的二甲基亞砜(DMSO)溶液中,制成儲(chǔ)存液濃度達(dá)5 mmol/L。使用時(shí)用DMSO稀釋至工作濃度。
1.2.3.2 藥物處理 調(diào)整細(xì)胞濃度至2×105個(gè)/mL,10 mL,輕輕吹打100次左右,制成單個(gè)細(xì)胞懸液,按照20萬/mL的接種密度,充分混勻后,用排槍吸取96 μL懸液至孔中,每孔2 mL。邊緣孔用無菌水填充100 μL。準(zhǔn)備將96孔板放置在培養(yǎng)箱中培養(yǎng)72 h。3 d后從CO2培養(yǎng)箱中取出96孔板,每孔加入10 μL的WST-8,放回培養(yǎng)箱并培養(yǎng)2 h。用酶聯(lián)免疫檢測(cè)儀在460 nm波長處測(cè)定其光吸收值。上述實(shí)驗(yàn)重復(fù)做3次。
進(jìn)行分組及加藥處理:A組為空白對(duì)照,B組為雄黃組(濃度1μmol/L),C組為雄黃(濃度 1 μmol/L)+低劑量靛玉紅(濃度0.05 μmol/L)組,D組為雄黃(濃度 1 μmol/L)+高劑量靛玉紅(濃度 50 μmol/L)組。見表1。
表1 分組及具體加藥情況Tab.1 Grouping and specific dosing situation
1.3 定量聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)
1.3.1 RNA抽提
1.3.1.1 RNA沉淀 從-80℃冰箱中取出樣品,每個(gè)樣品加入750 μL TrIzol Reagent,用槍吹打數(shù)次,室溫放置5 min,使核酸蛋白復(fù)合物完全分離;每1 000 μL Trizol加 200 μl氯仿,蓋好管蓋,用手快速震蕩15 s,室溫放置3 min;4℃12 000 rpm離心15 min,樣品會(huì)分成3層。將上清液移入一個(gè)新的離心管中,在上清液中加入10 μg的糖原,混勻,在上清液中加入上清等體積異丙醇,-20℃孵育10 min,4℃12 000 rpm離心10 min。
1.3.1.2 RNA洗滌 離心后棄上清,留RNA沉淀,向沉淀中加入1 000 μL 75%乙醇。4℃7 500 rpm離心2 min,棄上清,放置晾干RNA沉淀。
1.3.1.3 RNA再懸浮 加入25μLH2O(Rnasefree);55℃孵育10 min使RNA完全溶解;取少量RNA進(jìn)行0.8%瓊脂糖膠電泳,270 V 5 min。拍照,檢測(cè)RNA完整性;測(cè)定各組RNA濃度分別為:A 組 :249.640 ng/μL,B 組 :283.720 ng/μL,C 組 :193.640 ng/μL,D 組:193.640 ng/μL;進(jìn)行下游實(shí)驗(yàn),剩余mRNA樣品放-80℃保存。
1.3.2 Dnase消化基因組DNA 取9 μL mRNA進(jìn)行Dnase消化,37℃孵育30 min,加入1 μL of RQ1 DNase Stop Solution停止酶反應(yīng)。65℃孵育10 min滅活DNase活性。反應(yīng)體系終體積10 μL,包括:RNA 8 μL,RNase-Free DNase 10X Reaction Buffer 1 μL,RQ1 RNase-Free DNase 1 μL。
1.3.3 cDNA合成 將上面經(jīng)DNase消化的mRNA用于下面的cDNA合成。
1.3.3.1 引物模板退火 混合RNA 5 μl,Oligo(dT)1 μL,Rnase free H2O 4 μL 配成終體積 10 μL。在70℃5 min。立即放入冰水混合物中冷卻5 min。在微型離心機(jī)離心10 s。放置在冰上進(jìn)行逆轉(zhuǎn)錄混合物配制。
1.3.3.2 反轉(zhuǎn)錄反應(yīng) 按順序在冰上準(zhǔn)備反轉(zhuǎn)錄反應(yīng)混合物,每一個(gè)cDNA反應(yīng)體系10 μL,包括GoScriptTM5X 反應(yīng)緩沖液 4.0 μL,氯化鎂(MgCl2)3.0 μL,PCR 混合核苷酸 1.0 μL,GoScriptTM逆轉(zhuǎn)錄酶 1.0 μL,無核酸酶的水 1.0 μL。
10 μL逆轉(zhuǎn)錄混合物(第 3步制得)+10 μL RNA和引物(第1步制得);25℃退火5 min;42℃延伸1 h;70℃5 min滅活逆轉(zhuǎn)錄酶。
1.3.4 Q-PCR過程 用CFX96 Q-PCR儀進(jìn)行擴(kuò)增,擴(kuò)增程序?yàn)椋?5 ℃ 2 min,(95 ℃10 s,60 ℃ 50s)×34個(gè)循環(huán)。RealTime反應(yīng)體系為:2×GoTaq?qPCR Master Mix:5 μL,上游引物(10 μmol/L):0.25 μL,下游引物(10 μmol/L):0.25 μL。cDNA 模板:2 μL,加入滅菌蒸餾水至120 μL。樣品 Real-Time PCR檢測(cè),將各樣品cDNA 10倍稀釋后取2 μL作模板,分別用目的基因引物和內(nèi)參基因引物進(jìn)行擴(kuò)增。同時(shí)在60~95℃進(jìn)行溶解曲線分析。
1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 每個(gè)樣本均重復(fù)3個(gè)復(fù)孔,并根據(jù)同組間實(shí)驗(yàn)結(jié)果計(jì)算平均值。結(jié)果經(jīng)內(nèi)參均一化處理后,以空白對(duì)照組目的基因表達(dá)量為參照因子,采用2-△△Ct法進(jìn)行分析,結(jié)果計(jì)算公式為:相對(duì)表達(dá)量=2-(Ct目的基因-Ct內(nèi)參基因)。表達(dá)水平比較采用t檢驗(yàn),P<0.05提示有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
各組基因的相對(duì)表達(dá)量變化,見表2。
表2 各組基因的相對(duì)表達(dá)量變化Tab.2 Changes in the relative expression of genes in each group
由表2結(jié)果可知,TRAF3基因在B組表達(dá)較低,在C和D組表達(dá)較高,B、C和D組皆低于A組(P<0.05)。RIP基因在B組表達(dá)較高,在C和D組表達(dá)較低,B、C和D組皆高于A組(P<0.05)。IRF3基因在B和C組表達(dá)較低,在D組表達(dá)較高,B、C和D組皆低于A組(P<0.05)。IL-10基因在C組表達(dá)較高,在B組次之,在D組表達(dá)較低,B、C和D組皆低于A組(P<0.05)。IFN-γ在D組表達(dá)較高,在C組次之,在B組較低,D組高于A組(P<0.05)。
MDS的治療一直是本領(lǐng)域的熱點(diǎn)和難點(diǎn),因?yàn)镸DS兼具病態(tài)造血和原始細(xì)胞高兩大特點(diǎn),化療目前有效率相對(duì)較低,主要也是因?yàn)橹荒芙鉀Q原始細(xì)胞高的問題,而對(duì)病態(tài)造血束手無策。因此,研究治療骨髓增生異常綜合征具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。
中醫(yī)古典記載并無MDS病名,因其臨床表現(xiàn)為神疲乏力、少氣懶言、頭暈?zāi)垦?、心悸氣短、嗜睡納差、面色蒼白等氣血兩虛證,兼有午后低熱或五心煩熱、齒衄鼻衄、肌膚瘀斑瘀點(diǎn)、脅下積塊、舌淡苔薄白,脈細(xì)弱或細(xì)數(shù)等,多歸屬于“虛勞”、“血證”、“癥積”、“熱勞”、“內(nèi)傷發(fā)熱”等范疇。中國中西醫(yī)結(jié)合學(xué)會(huì)血液學(xué)專業(yè)委員會(huì)于2008年召開專門“常見血液病中醫(yī)命名規(guī)范化研討會(huì)”,提出MDS中醫(yī)病名為“髓毒勞”,其中“髓”代表病位,“毒勞”代表病情與病性[10]。本MDS雖然臨床表現(xiàn)為血細(xì)胞減少而致的氣血虧虛之象,但其骨髓象多表現(xiàn)為增生活躍,部分患者伴有肝、脾、淋巴結(jié)腫大,應(yīng)辨證為實(shí)證、瘀證,病位在血分、骨髓,是造血器官的病變。患者素體正氣虛損,復(fù)感邪毒,邪毒內(nèi)蘊(yùn),深伏于精血骨髓之內(nèi),因毒致瘀,毒瘀互阻,致使機(jī)體精虧血少,形體失充,日漸羸弱,血液化生不足,故而呈現(xiàn)一派虛損之象。其病機(jī)特點(diǎn)為虛實(shí)夾雜、邪實(shí)正虛、正不勝邪、以實(shí)為主,虛實(shí)夾雜貫穿整個(gè)疾病過程[11]。
青黃散系本科在長期臨床實(shí)踐中總結(jié)出來的有效方藥,由青黛、雄黃組成,青黛性味咸寒,入肝經(jīng),可消腫散瘀、涼血解毒;雄黃味辛溫,可解百毒,消積聚,化腹中之瘀血。因此青黃散具有祛邪解毒、活血化瘀之功效,適用于骨髓增生異常綜合征的臨床治療,能夠改善患者的臨床癥狀,提高生存質(zhì)量,且價(jià)格低廉。筆者已在2006年(31例)、2008年(55例)、2011(124例),2012年(30例),2014年(107例),2015年(308例)連續(xù)報(bào)道青黃散為主綜合治療MDS的結(jié)果,青黃散為主綜合治療MDS具有確切的臨床療效,總有效率 79.5%~82.3%,緩解率24.3%~26.5%[1-6]。
MDS患者存在抑癌基因高度甲基化,筆者已經(jīng)發(fā)現(xiàn),青黃散治療前MDS患者的TRAF3基因甲基化程度很高,治療后顯著減低,提示含砷中藥治療的主要作用機(jī)制是去甲基化。TRAF3是腫瘤壞死因子(TNF)超家族和Toll樣/白細(xì)胞介素-1受體(Toll/IL-1 receptor,TIR)超家族重要的接頭分子,是細(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳導(dǎo)通路上的關(guān)鍵接頭分子,一方面接受外來刺激信號(hào),另一方面又可通過其TRAF同源結(jié)構(gòu)域募集胞漿內(nèi)其它含有TRAF結(jié)構(gòu)域的基因分子來傳遞信號(hào)。而TLRs是天然免疫和獲得性免疫之間的橋梁。TLRs可以通過TRAF3,激活轉(zhuǎn)錄因子NF-κB和AP-1,活化后的轉(zhuǎn)錄因子NF-κB、AP-1進(jìn)入細(xì)胞核促進(jìn)前炎性細(xì)胞因子(如TNF-α和IL-1,6,8,12等)和黏附分子 CD80、CD86等基因轉(zhuǎn)錄,最終產(chǎn)生 IFN(IFN-β、IFN-α、IFN-γ)和 IL-10。干擾素的釋放可以促進(jìn)巨噬細(xì)胞吞噬腫瘤細(xì)胞,IFN-γ對(duì)B細(xì)胞和CD8+T細(xì)胞的分化有促進(jìn)作用,而且能增強(qiáng)Th1細(xì)胞的活性,增強(qiáng)細(xì)胞免疫功能。IL-10等細(xì)胞因子可以促進(jìn)Th3的分化,Th3分泌的TGF-β抑制Th1細(xì)胞介導(dǎo)的免疫應(yīng)答和炎癥反應(yīng),還可下調(diào)Toll樣受體(TLR4)的表達(dá),從而間接減輕炎癥反應(yīng),促炎性因子共同對(duì)細(xì)胞免疫進(jìn)行調(diào)控。所以TRAF3可以通過TRIF信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑產(chǎn)生的細(xì)胞因子及黏附分子(如:IRF3、RIP)對(duì)獲得性免疫進(jìn)行調(diào)控[12-15]。
研究發(fā)現(xiàn),根據(jù)以上結(jié)果,可以得出結(jié)論:青黃散(明雄黃和靛玉紅的組合)在青黛濃度較低時(shí)可以引起 RIP 基因表達(dá)增加,TRAF3、IRF3、IL-10、IFN-γ基因表達(dá)減低,在青黛濃度較高時(shí)可以引起RIP、IFN-γ 基因表達(dá)增加,IRF3、TRAF3、IL-10 基因表達(dá)減低,都可以促進(jìn)機(jī)體產(chǎn)生IFN-γ,增強(qiáng)NK細(xì)胞對(duì)腫瘤細(xì)胞的殺傷能力,不同在于隨著青黛濃度增加,IFN-γ基因繼續(xù)上調(diào),IL-10繼續(xù)下調(diào),NK細(xì)胞對(duì)腫瘤細(xì)胞的殺傷能力繼續(xù)增強(qiáng)。所以,未來可能通過調(diào)整青黛溶液的濃度,影響MUTZ-1人細(xì)胞株的TRAF3及其信號(hào)通路,從而達(dá)到良好的治療目的。
總之,研究從基因基因水平進(jìn)一步證實(shí)了青黃散治療MDS的作用機(jī)制,豐富了青黃散等砷劑治療MDS的理論依據(jù),將進(jìn)一步推動(dòng)筆者把藥物機(jī)制研究引向深入,促進(jìn)MDS臨床療效的提高。下一步的研究將對(duì)青黃散比例進(jìn)行細(xì)化,進(jìn)一步探討青黛和雄黃的比例與TRAF等基因的關(guān)系,為臨床調(diào)整青黃散劑量,提高療效并降低毒副作用提供客觀依據(jù)。