谷曉廣,劉永生,續(xù)言鳳,李孟曙
蕈樣肉芽腫和Sézary 綜合征屬于皮膚T 細(xì)胞淋巴瘤,其中蕈樣肉芽腫是皮膚T 細(xì)胞淋巴瘤中最常見的類型[1]。目前的研究顯示,蕈樣肉芽腫和Sézary綜合征的發(fā)病機(jī)制中腫瘤細(xì)胞的不斷擴(kuò)增主要依賴于對(duì)凋亡的抵抗而不是過度的增殖[2]。因此,臨床上進(jìn)展期的蕈樣肉芽腫患者對(duì)主要通過抑制細(xì)胞增殖的常規(guī)化療的治療方法是高度抵抗的。目前針對(duì)蕈樣肉芽腫特別是進(jìn)展為腫瘤期的患者和惡性程度更高的Sézary 綜合征患者治療方法非常有限,系統(tǒng)性化療的緩解率不高。尋求一種高效的藥物和藥物組合是目前治療蕈樣肉芽腫和Sézary 綜合征的關(guān)鍵。西達(dá)本胺是具有全新化學(xué)結(jié)構(gòu)的選擇性組蛋白去乙?;敢种苿℉DAC-I),其對(duì)組蛋白的抑制具有特殊性,只針對(duì)第Ⅰ大類組蛋白去乙酰化酶(HDAC)的亞型-HDAC2 和HDAC3,而上述兩種亞型與腫瘤的發(fā)生和腫瘤的進(jìn)展是高度相關(guān)的[3]。干擾素(IFN)-α目前是蕈樣肉芽腫治療的一線治療藥物,特別是針對(duì)斑片和斑塊期等早期蕈樣肉芽腫具有非常高效的控制腫瘤進(jìn)展的作用。即使蕈樣肉芽腫進(jìn)展至腫瘤期以及惡性程度更高的Sézary 綜合征患者,應(yīng)用IFN-α也是有效的[4]。本研究通過觀察西達(dá)本胺和IFN-α 單獨(dú)和聯(lián)合應(yīng)用對(duì)蕈樣肉芽腫和Sézary 綜合征相關(guān)人皮膚T 細(xì)胞淋巴瘤細(xì)胞系Hut78 增殖抑制和凋亡的影響,檢測Hut78 細(xì)胞凋亡相關(guān)基因的表達(dá),探究西達(dá)本胺聯(lián)合IFN-α 治療蕈樣肉芽腫和Sézary 綜合征的可能分子機(jī)制。
Hut78 細(xì) 胞 系(ATCC 號(hào):TIB-161),RPMI1640培養(yǎng)基(美國GIBCO 公司),胎牛血清(美國GIBCO公司),MTS(美國Promega 公司),F(xiàn)ITC-AnnexinV凋亡檢測試劑盒(美國BD 公司),cDNA 合成試劑盒(加拿大Fermentas 公司),熒光定量試劑盒power SYBR?Green PCR Master Mix(美 國Applied Biosystems 公司),IFN-α(北京凱因生物技術(shù)有限公司),西達(dá)本胺(深圳微芯生物科技有限公司,貨號(hào):H20140129)。
1.2.1 細(xì)胞培養(yǎng) Hut78細(xì)胞在37℃, 5% CO2孵育箱中培養(yǎng)傳代,培養(yǎng)基為RPMI1640,其中含有10%的胎牛血清和1%的青鏈霉素。
1.2.2 采用細(xì)胞增殖檢測法(MTS 法)測定細(xì)胞增殖取對(duì)數(shù)生長期細(xì)胞(濃度2×104/ml)培養(yǎng)在每孔含1 ml 培養(yǎng)基6 孔板中。西達(dá)本胺設(shè)4 個(gè)濃度組:0.3、0.6、1.2、2.4 μmol/L,IFN-α 設(shè)4 個(gè)濃度組:3 000、5 000、10 000、20 000 U/ml,再設(shè)一個(gè)聯(lián)合組:1.2 μmol/L西達(dá)本胺聯(lián)合10 000 U/ml IFN-α,加入等量培養(yǎng)基作為空白對(duì)照組作用于Hut78 細(xì)胞24、48、72 h。在各個(gè)時(shí)間點(diǎn)混勻細(xì)胞,然后取100 μl 細(xì)胞混懸液加至96 孔板中,并且每個(gè)濃度做3 個(gè)副孔,每孔中加20 μl 預(yù)先配置好的MTS 溶液,37℃孵箱中孵育2 h,96 孔板在分光光度儀中測定490 nm 處的吸光度。以上實(shí)驗(yàn)重復(fù)3 次,取平均數(shù)。
1.2.3 細(xì)胞體外克隆形成能力檢測 使用甲基纖維素培養(yǎng)基(MethoCult CFC,StemCell Technologies)對(duì)Hut78細(xì)胞的體外克隆形成能力進(jìn)行分析,CFC可以使單個(gè)細(xì)胞克隆原位進(jìn)行增殖,進(jìn)而形成單細(xì)胞克隆細(xì)胞群落。分別設(shè)3個(gè)濃度組:1.2 μmol/L西達(dá)本胺組、10 000 U/ml IFN-α組以及聯(lián)合組,加入等量培養(yǎng)基作為空白對(duì)照組先分別處理Hut78細(xì)胞24 h,每個(gè)濃度組平皿細(xì)胞在顯微鏡下計(jì)數(shù)103個(gè)細(xì)胞。將細(xì)胞加入CFC中并振蕩,然后應(yīng)用帶鈍端針頭的注射器將混合好的細(xì)胞接種到培養(yǎng)皿中,上述培養(yǎng)皿放置在37℃, 5% CO2點(diǎn)孵育箱中培養(yǎng)14 d,再使用倒置顯微鏡和計(jì)數(shù)皿計(jì)數(shù)和評(píng)估集落類型。上述實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次取平均值。
1.2.4 流式細(xì)胞儀檢查細(xì)胞凋亡 在對(duì)數(shù)生長期內(nèi),計(jì)數(shù)Hut78 細(xì)胞(2 ×104/ml)接種于6 孔板中,每孔1 ml。實(shí)驗(yàn)組分別每孔加入1.2 μmol/L 西達(dá)本胺,10 000 U/ml IFN-α,1.2 μmol/L 西達(dá)本胺聯(lián)合10 000 U/ml IFN-α,每孔10 μl,加入等量培養(yǎng)基作為空白對(duì)照組培養(yǎng)24 h。不同濃度組計(jì)數(shù)5×105個(gè)細(xì)胞,使用冷的PBS 緩沖液沖洗細(xì)胞2 次,將Hut78細(xì)胞重新以1×106/ml 的濃度懸浮在結(jié)合緩沖液中。將100 μl 細(xì)胞懸液轉(zhuǎn)移到5 ml 試管中,每管中加入5 μl 的FITC 偶聯(lián)AnnexinV 和5 μl PI。輕輕混勻細(xì)胞,避光孵育15 min。每管中加入結(jié)合緩沖液400 μl,在1 h 內(nèi)用流式細(xì)胞儀上機(jī)進(jìn)行檢測。應(yīng)用FlowJo8.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,統(tǒng)計(jì)FITC 陽性細(xì)胞的百分率。上述需重復(fù)3 次,取其平均值。
表1 凋亡相關(guān)基因Fas、FasL、Caspase3、Caspase8、內(nèi)參GAPDH的引物序列
圖1 西達(dá)本胺和IFN-α單獨(dú)以及聯(lián)合對(duì)Hut78細(xì)胞體外增殖的影響
1.2.5 實(shí)時(shí)熒光定量聚合酶鏈反應(yīng)(real-time PCR)檢測細(xì)胞凋亡相關(guān)基因mRNA 的表達(dá) 1.2 μmol/L西達(dá)本胺組,10 000 U/ml IFN-α 組,1.2 μmol/L 西達(dá)本胺聯(lián)合10 000 U/ml IFN-α 組及加入等量培養(yǎng)基作為空白對(duì)照組培養(yǎng)24 h 后,分別計(jì)數(shù)各組Hut78細(xì)胞5×105個(gè),高速離心后棄去上清,然后加入Trizol?Reagent 提取細(xì)胞RNA,并逆轉(zhuǎn)錄為cDNA。再以cDNA 為模板,加入選取的目的基因引物,各引物序列見表1。使用power SYBR?Green PCR Master Mix 試劑盒,運(yùn)用實(shí)時(shí)熒光定量PRC 檢測儀進(jìn)行實(shí)時(shí)熒光定量PCR,與此同時(shí)擴(kuò)增內(nèi)參GAPDH基因作為定量PCR 的對(duì)照。各目的基因mRNA 的表達(dá)值=(目的基因Ct 值-內(nèi)參基因Ct 值)/內(nèi)參基因Ct 值×104,每個(gè)樣本分別重復(fù)3 管,最終結(jié)果取平均值,上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果需重復(fù)3 次。
采用SPSS17.0 軟件,計(jì)量資料以(±s)表示,組間差異采用單因素方差分析(one-way ANOVA),各組間均數(shù)比較采用LSD-t檢驗(yàn)進(jìn)行兩兩比較,P<0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
由圖1 可見,與空白對(duì)照組相比,西達(dá)本胺0.3、0.6、1.2、2.4 μmol/L 各濃度組,細(xì)胞的增殖速度均出現(xiàn)顯著降低。在3 個(gè)時(shí)間段24 h,48 h 及72 h 差 異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意 義(F24h=56.45,F(xiàn)48h=121.74,F(xiàn)72h=301.11,P均<0.05)。與空白對(duì)照組相比,IFN-α 3 000、5 000、10 000 、20 000 U/ml 各濃度組細(xì)胞的增殖速度均表現(xiàn)為顯著降低。在3 個(gè)時(shí)間段24 h,48 h 及72 h 差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F24h=21.43,F(xiàn)48h=53.38,F(xiàn)72h=182.71,P均<0.05)。與空白對(duì)照組相比1.2 μmol/L 西達(dá)本胺、10 000 U/ml IFN-α、1.2μmol/L 西達(dá)本胺聯(lián)合10 000 U/ml IFN-α 處理組細(xì)胞的增殖速度也均表現(xiàn)為顯著降低。在3 個(gè)時(shí)間段24 h、48 h 及72 h 差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F24h=44.21,F(xiàn)48h=38.32,F(xiàn)72h=51.38,P均<0.05)。上述結(jié)果顯示聯(lián)合藥物處理組對(duì)Hut78 細(xì)胞的增殖抑制作用均比單藥處理組對(duì)Hut78 細(xì)胞的增殖抑制作用更顯著。
通過CFC 檢 測1.2 μmol/L西達(dá)本胺、10 000 U/ml IFN-α、1.2 μmol/L 西達(dá)本胺聯(lián)合10 000 U/ml IFN-α 處理組對(duì)Hut78 細(xì)胞的體外克隆形成能力,先用1.2 μmol/L 西達(dá)本胺、10 000 U/ml IFN-α 以及聯(lián)合組分別處理Hut78 細(xì)胞24 h,再行細(xì)胞計(jì)數(shù)103接種于CFC 上,14 d 后倒置顯微鏡計(jì)數(shù)形成的細(xì)胞群落。結(jié)果顯示,與空白對(duì)照組相比,1.2 μmol/L 西達(dá)本胺、10 000 U/ml IFN-α、1.2 μmol/L 西達(dá)本胺聯(lián)合10 000 U/ml IFN-α 處理組Hut78 的體外克隆形成能力明顯降低,其中聯(lián)合組對(duì)細(xì)胞的體外克隆形成能力抑制最明顯,與單藥1.2 μmol/L 西達(dá)本胺組、10 000 U/ml IFN-α 組相比差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)(圖2)。
1.2 μmol/L 西達(dá)本胺組、10 000 U/ml IFN-α 組、1.2 μmol/L 西達(dá)本胺聯(lián)合10 000 U/ml IFN-α 處理組的Hut78 細(xì)胞凋亡比例均顯著高于空白對(duì)照組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均<0.05)。藥物聯(lián)合組的細(xì)胞凋亡比例均高于1.2 μmol/L 西達(dá)本胺、10 000 U/ml IFN-α等單藥組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均<0.05)(圖3)。
圖2 西達(dá)本胺和IFN-α單獨(dú)以及聯(lián)合對(duì)Hut78細(xì)胞體外克隆形成能力的影響
圖3 西達(dá)本胺和IFN-α單獨(dú)以及聯(lián)合對(duì)Hut78細(xì)胞凋亡的影響
采用1.2 μmol/L 西達(dá)本胺、10 000 U/ml IFN-α、1.2μmol/L 西達(dá)本胺聯(lián)合10 000 U/ml IFN-α 處理Hut78細(xì)胞24 h,實(shí)時(shí)熒光定量PCR 對(duì)凋亡相關(guān)基因Fas、FasL、Caspase3、Caspase8 的相對(duì)表 達(dá) 量 進(jìn)行測量。結(jié)果顯示,與空白對(duì)照組相比、1.2 μmol/L 西達(dá)本胺、10 000 U/ml IFN-α、聯(lián)合組Fas、Caspase8、Caspase3 基因相對(duì)表達(dá)量差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均<0.05),聯(lián)合組Fas、Caspase3、Caspase8 基因相對(duì)表達(dá)量均高于1.2 μmol/L 西達(dá)本胺、10 000 U/ml IFN-α 單藥組相對(duì)表達(dá)量,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均<0.001)。而FasL的相對(duì)表達(dá)量無明顯變化,各治療組與對(duì)照組相比差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.842)(圖4)。
圖4 西達(dá)本胺和IFN-α單獨(dú)以及聯(lián)合對(duì)Hut78細(xì)胞凋亡相關(guān)基因表達(dá)的影響
目前表觀遺傳學(xué)調(diào)控藥物去乙酰化酶抑制劑(HDAC-I)已經(jīng)成功應(yīng)用于皮膚T 細(xì)胞淋巴瘤,特別是蕈樣肉芽腫和Sézary 綜合征的臨床治療[5]。研究顯示HDAC-I 可以通過多種機(jī)制抑制腫瘤的發(fā)生和發(fā)展,對(duì)血管生成相關(guān)基因表達(dá)的下調(diào)和抗血管生成基因的表達(dá)的激活,進(jìn)而負(fù)向調(diào)節(jié)腫瘤血管的生成而實(shí)現(xiàn)[6]。第二種機(jī)制系通過誘導(dǎo)細(xì)胞周期停滯進(jìn)一步促進(jìn)細(xì)胞凋亡,而這種生物學(xué)作用的核心是通過上調(diào)染色質(zhì)中組蛋白的乙?;交罨虮磉_(dá)而實(shí)現(xiàn)的[7]。目前美國食品藥品監(jiān)督管理局(FDA)已經(jīng)批準(zhǔn)非選擇性針對(duì)HDAC 表觀遺傳的小分子藥物——一種去乙?;敢种苿┓⒅Z他(vorinostat)應(yīng)用于皮膚T 細(xì)胞淋巴瘤的治療。臨床研究表明,口服伏立諾他對(duì)其他常規(guī)抗腫瘤藥物治療失敗的皮膚T 細(xì)胞淋巴瘤患者依然有效[8]。西達(dá)本胺是我國本土研究機(jī)構(gòu)自主研發(fā)的高選擇性HDAC 抑制劑,其特異性地針對(duì)HDAC 的某些亞型,這也是該藥物相對(duì)于同類藥物伏立諾他的一大優(yōu)勢(shì),其主要抑制HDAC2 和HDAC3,而HDAC2 和HDAC3 是與腫瘤發(fā)生和發(fā)展高度相關(guān)的第Ⅰ大類HDAC 亞型。臨床試驗(yàn)顯示該藥物對(duì)皮膚T 細(xì)胞淋巴瘤的抗腫瘤活性非常高,且其臨床不良反應(yīng)輕微[3]。有學(xué)者運(yùn)用西達(dá)本胺對(duì)非霍奇金淋巴瘤患者進(jìn)行了Ⅰ期臨床研究,結(jié)果顯示大部分患者的部分緩解率達(dá)到90%[9]。本研究也顯示不同濃度西達(dá)本胺作用Hut78 細(xì)胞后,其能明顯抑制Hut78 細(xì)胞的增殖,并呈時(shí)間和濃度依賴性,西達(dá)本胺在誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的同時(shí)可引起凋亡相關(guān)基因Fas、Caspase3、Caspase8表達(dá)的升高,推測西達(dá)本胺可能通過上調(diào)Hut78 細(xì)胞表面的Fas表達(dá)觸發(fā)了細(xì)胞的FasL-Fas 細(xì)胞凋亡信號(hào)通路。
重組人IFN-α 很早就應(yīng)用于對(duì)皮膚T 細(xì)胞淋巴瘤的治療[10]。目前在臨床上IFN-α 已經(jīng)成為治療蕈樣肉芽腫和Sézary 綜合征的一線藥物,對(duì)斑片、斑塊、腫瘤期蕈樣肉芽腫以及惡性程度很高的Sézary 綜合征患者均具有很好的治療效果[11]。大量關(guān)于IFN-α治療腫瘤作用機(jī)制方面的研究顯示,IFN-α 可以通過抑制腫瘤細(xì)胞的增殖進(jìn)而誘導(dǎo)其凋亡達(dá)到抗腫瘤的目的[12]。個(gè)別研究顯示,IFN-α 和常規(guī)化療藥物聯(lián)合應(yīng)用能顯著提高對(duì)血液系統(tǒng)惡性腫瘤的抗腫瘤活性[13]。但是目前其對(duì)于治療皮膚T 細(xì)胞淋巴瘤的具體機(jī)制報(bào)道還比較少。本研究采用不同濃度組的IFN-α 處理Hut78 細(xì)胞,結(jié)果顯示IFN-α 對(duì)Hut78 細(xì)胞的體外增殖具有明顯的抑制作用,伴隨著藥物濃度的不斷遞增,這種抑制作用逐漸增強(qiáng),這種抑制的趨勢(shì)呈現(xiàn)為時(shí)間和劑量依賴性。
綜上所述,與單用IFN-α 相比,西達(dá)本胺與IFN-α 聯(lián)合應(yīng)用對(duì)Hut78 細(xì)胞的增殖和克隆形成抑制、凋亡誘導(dǎo)作用更加明顯,并對(duì)凋亡相關(guān)基因Fas、Caspase3、Caspase8 表達(dá)的升高作用均明顯高于單用IFN-α,顯示西達(dá)本胺聯(lián)合IFN-α 能明顯提高抑制皮膚T 細(xì)胞淋巴瘤細(xì)胞系Hut78 的生長率,初步揭示了西達(dá)本胺抑制皮膚T 細(xì)胞淋巴瘤細(xì)胞系Hut78生長的可能分子機(jī)制。